Стальные панельные радиаторы. Помощь с выбором и расчетом, гарантия качества

• Предлагаем купить Стальные панельные радиаторы с доставкой, в интернет магазине «Tavago».
• Цена на Стальные панельные радиаторы от 1731 рубля.
• Прочитать инструкцию и отзывы о Стальные панельные радиаторы.

        В стальных панельных радиаторах отопления реализовано два типа обогрева. Это обогрев тепловым излучением в инфракрасном спектре и конвекционный обогрев. Доля конвекционного тепла в таких радиаторах составляет 60 – 75 %. Такая комбинация двух вариантов обогрева позволила достичь максимально быстрого и эффективного обогрева помещения.
Конструкция отдельной панели довольно проста. Обычно, пара стальных пластин из листа толщиной 1,2 – 1,25 мм, приобретающих после штамповки профиль в виде вертикальных каналов, соединяется между собой при помощи сварки. В образованных штамповкой каналах циркулирует теплоноситель. Стальные панельные радиаторы могут состоять из блока с одной (тип 11), двумя (тип 22) или тремя (тип 33) панелями.

Стальные металлические радиаторы отопления, фото, отзывы

Стальные радиаторы отопления – это отличное решение, если вы строите загородный дом или хотите сменить отопительную систему в своем коттедже или частном доме. Данный тип обогревательных приборов является самым распространенным для владельцев частных домов. Это можно объяснить тем, что они стоят относительно недорого, а по сравнению с алюминиевыми радиаторами, они обладают более высокими параметрами теплоотдачи. На фото можно увидеть варианты стальных батарей.

Стальные радиаторы отопления

Общие сведения

Некоторые задаются таким вопросом, на что в первую очередь необходимо обращать внимание при выборе стальных радиаторов отопления? Ассортимент стальных обогревательных приборов на сегодняшний день очень разнообразный. С одной стороны, есть из чего выбирать, а с другой стороны большой выбор может вызвать чувство растерянности.

Стальной радиатор – это обогревательное устройство, которое являет собой единую панель прямоугольной формы, изготовленной из двух стальных листов. Эти листы сварены между собой и имеют каналы для воды.

Устройство стального радиатора

Отопительные радиаторы из стали не рекомендуется устанавливать в таких помещениях, где наблюдается повышенный уровень влажности, таким образом, для ванной комнаты они никак не подойдут. На сегодняшний день стальные обогревательные приборы можно увидеть не только в частных домах, но также и в магазинах, в офисах, в загородных коттеджах. Это объясняется их невысокой стоимостью, и в то же время, красивым и стильным дизайном.

Перед тем, как определиться с выбором производителя устройства, необходимо узнать, какой метод изготовления использовался. Правильная методика изготовления предполагает производство самого устройства, его окраску, сбор в блоки и упаковку.

Стоимость стальных радиаторов отопления, в первую очередь, зависит от их показателей мощности и размеров. Иногда одни стальные радиаторы, обладающие аналогичными параметрами, стоят дороже, чем другие, только из-за более раскрученного бренда. Поэтому задумайтесь, стоит ли переплачивать лишние деньги. Разумеется, что отечественные приборы будут стоить несколько дешевле, чем те, которые производятся в Европе. А вот по размерам и рабочим параметрам они могут и не отличаться или отличаться, но не существенно.

Классификация и размеры стальных радиаторов

Для того чтобы подобрать наиболее подходящий радиатор, необходимо принять во внимание следующие нюансы:

• От того, насколько глубоко и низко будет расположен отопительный прибор, зависит более равномерный обогрев всего помещения.
• Необходимо, чтобы радиатор был оснащен таким элементом, как кран Маевского, так как это сделает возможным стравливание лишнего воздуха из системы. Также желательно, чтобы радиатор был оснащен кранами для прерывания воды. Могут возникнуть непредвиденные аварийные ситуации, и такие краны будут весьма кстати.
• Если радиатор отопления устанавливается под окном, то его ширина должна быть не меньше, чем 50-70% от ширины оконного проема.
• Для того чтобы отопительный радиатор был более практичным, можно выбрать такую модель, которая оснащена терморегулятором. Такой элемент может быть как ручным, так и автоматическим.

Требования для установки радиатора отопления

Типы радиаторов из стали, исходя из их конструкционных особенностей

Стальные батареи отопления могут быть двух типов:

• Трубчатые радиаторы;
• Панельные радиаторы.

Панельные стальные отопительные приборы – это своеобразная панель, которая устанавливается на пол или крепится к стене. Такие металлические радиаторы отопления обладают более эстетичным внешним обликом и у них более высокие показатели теплоотдачи.

Изготавливаются панельные радиаторы по следующей схеме: панель таких приборов сварена из двух пластин, между этими пластинами происходит циркуляция теплоносителя. Обычно пластины имеют в толщину от 1,2 до 1,5 мм. Для соединения данных пластин используется точечная сварка.

Рекомендуем к прочтению:

Стальные панельные радиаторы

Среди преимуществ панельных стальных радиаторов можно выделить возможность выбора прибора с наиболее подходящими для вас размерами.

Панельные радиаторы, в свою очередь, могут различаться по способу подключения к отопительной системе. Существует три способа подключения стальных панельных отопительных приборов:

• Боковое подключение;
• Нижнее подключение;
• Универсальное подключение.

Варианты подключения отопительных приборов

В случае нижнего подключения отопительный прибор должен быть оснащен термостатическим вентилем встроенного типа. На этот вентиль можно будет монтировать терморегулятор. Благодаря такому прибору, как терморегулятор, можно поддерживать наиболее удобную для вас температуру.

Более дешевыми считаются металлические батареи отопления с боковым типом подключения. В данном случае можно использовать и естественную циркуляцию теплоносителя в системе отопления. К тому же, такое подключение не такое заметное, как нижнее.

Радиаторы, изготовленные из нескольких панелей, обладают более высокой теплоотдачей. Данная конструкция позволяет передавать тепло только к плоскостям внешнего типа, поэтому к их внутренним поверхностям прибора можно приварить пластины П-образной формы. Благодаря этому можно увеличить поверхность, которая будет отдавать тепло.

Трехпанельные стальные радиаторы

Однако у трехпанельных радиаторов есть и некоторые минусы. В первую очередь, это касается их веса. По весовой категории подобные устройства могут догнать чугунные батареи, которые довольно тяжелые. Кроме того, для такого прибора потребуется больший объем воды, поэтому эффективность терморегулирования значительно снизится. По толщине такие радиаторы обходят даже чугунные приборы, так как в толщину они могут иметь до 160 мм. Еще одним минусом можно назвать тот факт, что внутреннюю область панельного радиатора немного сложнее очистить от грязи.

Рекомендуем к прочтению:

Трубчатые радиаторы отопления стальные по своему внешнему виду чем-то напоминают чугунные батареи.

Трубчатые радиаторы больше всего подходят для строений административного типа или домов с одним или несколькими этажами. Трубчатые радиаторы способны выдержать рабочее давление не более, чем в 8-10 атмосфер. Толщина их стенок варьируется от 1,3 до 1,5мм. В высоту такие устройства могут достигать 300 см. Трубчатые стальные радиаторы, в свою очередь, могут быть таких типов, как секционные или несекционные.

Трубчатые стальные радиаторы отопления

Рабочие характеристики стальных радиаторов отопления

Основателем трубчатого радиатора является Роберт Зендер, и нет ничего удивительного в том, что первая компания, которая занималась производством подобных радиаторов, называлась Zehnder. Изначально радиатор трубчатого типа использовался вовсе не для отопительной системы, а для охлаждения мотора мотоцикла. Через некоторое время такие радиаторы нашли себе применение и в промышленной сфере.

Среди рабочих параметров и характеристик стальных радиаторов можно выделить следующие:

• Так как для изготовления подобных отопительных приборов используется металл высокого качества, они способны выдержать довольно высокое рабочее давление. Такие радиаторы отопления из нержавеющей стали лучше всего подходят для построек индивидуального характера. В индивидуальной системе отопления не наблюдается такого высокого давления, как в многоэтажных домах, поэтому стальные радиаторы смогут прослужить довольно долгое время. К тому же, такие радиаторы смогут работать без всяких перебоев.
• Для изготовления таких радиаторов используются несложные технологии, поэтому их розничная цена сравнительно низкая. Исходя из этого показателя, можно выбрать радиатор наиболее подходящий для конкретного помещения.

Изготовление стальных радиаторов отопления

• Стальные радиаторы обладают довольно хорошей устойчивостью к ударам гидравлического характера. Секции таких радиаторов свариваются без использования различных прокладок, поэтому они обладают такой высокой устойчивостью к повреждениям механического характера.
• Внешний облик – это самое главное преимущество подобных радиаторов. Железные батареи отопления можно покрасить в любой цвет, который вам больше всего по нраву. Их можно размещать горизонтальным образом, под углом или вертикальным образом. Также можно дополнить количество секций к таким радиаторам. Посредством стальных радиаторов отопления можно обогреть помещение с любой площадью.
• Стальные радиаторы – это довольно универсальные устройства. Их можно использовать практически с любыми крепежными материалами. Стальные радиаторы обычно продаются в комплекте с крепежными элементами. Благодаря этому их монтаж можно осуществить довольно точно и быстро.

Стальные радиаторы отопления.

Аргументы «за»

• Благодаря тому, что они обладают довольно простой конструкцией, такие радиаторы прослужат длительный срок. Они обладают довольно высокой прочностью, а толщина из стенок составляет от 1,2 до 1,5 мм.
• Монтаж стальных радиаторов отопления можно осуществить самостоятельным образом. Для этого не нужно обладать специальными знаниями или уменьем. Если вам необходима инструкция по их монтажу, ее можно без труда найти на веб-странице производителя. Эта инструкция поможет установить отопительный прибор исходя из существующей у вас системы отопления.
• Железные радиаторы отопления обладают отличными дизайнерскими особенностями. Такое устройство впишется практически в любой интерьер.

Металлические радиаторы выступают важным элементом в интерьере

Аргументы «против»

• Самым главным недостатком подобных радиаторов является их низкая устойчивость к влиянию коррозии. Такие радиаторы могут выйти из строя из-за воздействия влаги. По этой причине не рекомендуется их установка в помещении, где наблюдается повышенный уровень влажности. Кроме того, нельзя оставлять без воды систему, в которой установлены стальные радиаторы. Если их оставить без воды всего на несколько недель, они могут выйти из строя.
• Подобные устройства обладают высокой чувствительностью к гидравлическим ударам в тех местах, где находятся сварные швы.
• Некоторые радиаторы покрываются на заводах не слишком качественным лакокрасочным покрытием. Если краска невысокого качества, то радиатор потеряет свой первозданный внешний вид уже через несколько лет, так как покрытие начнет шелушиться.

Даже принимая во внимание некоторые недостатки стальных радиаторов отопления, как говорят отзывы, они обладают вполне хорошими параметрами и характеристиками. А если принять во внимание их невысокую стоимость, то такие радиаторы являются вполне оптимальным вариантом для вашей отопительной системы.

характеристики и советы по выбору

Тепло в доме – важнейшая составляющая комфорта и уюта. Ошибкой было бы думать, что комфортная температура в помещении целиком зависит от отопительной системы. Тип радиаторов, установленных в квартире, тоже очень важен. Среди застройщиков большой популярностью пользуются появившиеся не так уж давно панельные стальные радиаторы. Они признаны самой распространенной в мире отопительной конструкцией, уверенно вытесняющей с рынка традиционные чугунные батареи. Стальные приборы отличаются разнообразием и имеют множество преимуществ. Как правильно выбрать такую систему? Давайте разбираться.

Где можно установить такую батарею?

Стальные радиаторы могут устанавливаться в различных системах, но для каждой есть определенные нюансы. Сейчас мы их рассмотрим.

Автономные отопительные системы

Стальные приборы отлично подходят для автономных конструкций. Владельцам домов нужно только следить за напором жидкости в системе, она не должна превышать 10-15 бар. Кроме того следует уделять внимание качеству теплоносителя. Несмотря на то, что сталь относительно устойчива к коррозии, радиаторы не рекомендуется подвергать длительному воздействию агрессивных сред. Производитель гарантирует, что при условии использования фильтров и своевременного регулирования давления в системе приборы прослужат не менее 20 лет.

Стальные устройства можно использовать как в автономных, так и в централизованных отопительных системах. В первых они прослужат намного дольше

Централизованное отопление

Для зданий, подключенных к централизованному теплоснабжению, стальные радиаторы так же подойдут. Рабочее давление приборов составляет 10-15 бар. Учитывая, что в системе давление обычно составляет не более 6 бар, остается определенный запас прочности. Качество теплоносителя в такой системе далеко от рекомендуемого. Вода чаще всего слишком жесткая с добавлением твердых взвесей. Все это приводит к постепенному накоплению отложений внутри приборов и абразивному разрушению стальных устройств. В системе централизованного отопления они смогут проработать порядка 10 лет.

Стальное оборудование может устанавливаться в торговых павильонах, производственных помещениях, складах и других сооружениях с закрытой отопительной системой. Низкая стоимость приборов позволяет оборудовать просторные здания с минимальными затратами. Стальные устройства можно устанавливать практически в любых помещениях, однако лучше всего они проявляют свои качества в автономных системах отопления.

Предлагаем вам также послушать мнение от специалистов:

Особенности конструкции стальных радиаторов

Выпускается два типа стальных радиаторов, различающихся конструкцией. Подробно рассмотрим каждый из них.

Вариант #1 — панельные приборы

Устройства представляют собой своеобразную панель, которая крепится к стене или непосредственно к полу. Конструкция таких приборов достаточно проста. Панель сваривается из двух пластин, между которыми циркулирует теплоноситель. Ширина элементов составляет 1,2-1,5 мм, присутствуют выштампованные каналы, соединение деталей осуществляется с помощью точечной сварки. Стальные панельные батареи отопления отличаются высокой способностью передавать тепло и привлекательным видом. Такое оборудование удачно совмещает характеристики секционных и конвекционных радиаторов.

Панельный радиатор представляет собой две пластины с выштампованными каналами, соединенные между собой точечной сваркой

К числу достоинств панельных приборов можно отнести их широкий ассортимент. В продаже можно найти устройства различных конфигураций и размеров. Кроме того оборудование различается по типу подключения к трубной разводке:

• Нижнее. Предполагает возможность монтажа термостатического вентиля, на который устанавливается терморегулятор, контролирующий температурный режим помещения.
• Боковое. Наиболее доступный по стоимости вариант, дающий возможность использовать естественную циркуляцию теплоносителя.

Кроме того в продаже можно найти стальные радиаторы, оборудованные одновременно двумя типами подключений.

Для повышения теплоотдачи радиаторы оснащаются несколькими панелями. Так как конструкция передает тепло только внешним плоскостям, к внутренним привариваются дополнительные пластины в форме буквы П. Так удается увеличить поверхность теплоотдачи. Внутренние элементы функционируют по принципу конвектора. Таким образом, на долю конвекционного тепла приходится 75%. К числу минусов таких устройств можно отнести большой вес. К примеру, трехпанельный радиатор весит почти столько же, сколько и чугунный. Большое количество теплоносителя, которое находится внутри устройства, снижает эффективность проводимой регулировки температуры. Кроме того очищать такой прибор от загрязнений достаточно сложно.

Вариант #2 — трубчатые устройства

Приборы представляют собой систему из  нижних и верхних коллекторов, соединенных между собой расположенными вертикально трубками. Последних может быть максимум шесть рядов. Такие приборы рекомендованы к использованию в домах небольшой этажности. Рабочее давление в трубчатых стальных радиаторах составляет 8-10 атм. Толщина стенок устройств составляет 1,3-1,5 мм. Такие батареи выпускаются секционными и несекционными, максимальная длина – 3 м. Оборудование гигиенично, хорошо моется и отличается высоким уровнем безопасности. Некоторые модели изнутри покрывают полимерным покрытием, что продлевает срок их службы.

Стальные трубчатые радиаторы отличаются наличием верхней и нижней системы коллекторов, соединяющихся между собой трубками. Могут выпускаться в секционном и несекционном варианте

К достоинствам трубчатых устройств относятся:

• Высокое рабочее давление, рассчитанное на возможные гидроудары. Однако лучше всего использовать трубчатые приборы в автономных отопительных системах, где напор теплоносителя относительно небольшой.
• Простота конструкции, которая предполагает отсутствие сложностей в изготовлении прибора и, соответственно, их невысокую стоимость.
• Конструктивные особенности устройств, такие как сварка секций без прокладок, обеспечивает высокую устойчивость к механическим повреждениям.
• Простота монтажа. Различные способы подводки дают возможность использовать стальные трубчатые приборы практически в любом месте. Большинство моделей укомплектованы крепежами и коммуникационными деталями, что позволяет быстро и надежно их устанавливать.
• Универсальность. Устройства совместимы, практически, с любыми материалами, использующимися для крепления.
• Возможность секционного дополнения для секционных моделей, что предполагает уменьшение или увеличение числа секций по желанию владельца.
• Разнообразие вариантов размещения. Приборы могут устанавливаться горизонтально, под углом или вертикально.

Ряд моделей, так называемые дизайн-радиаторы, предлагают особые возможности для планирования интерьера. Это устройства, выпускающиеся в виде перил для лестниц, рам для зеркал, межкомнатных перегородок и т.п.

Секционные трубчатые радиаторы могут иметь различное количество секций. Их число определяется владельцем жилья

Почему вы бы не хотели себе такой радиатор?

Нужно отметить, что из всех видов отопительного оборудования именно стальные конструкции наиболее подвержены коррозии, что существенно влияет на срок их эксплуатации. Лабораторные исследования показали, что в течение года батарея из стали за счет протекания коррозийных процессов теряет порядка 0,1 мм своей толщины. Таким образом, лист стали толщиной 1,2 мм даже при самых благоприятных условиях сможет выдержать не более десяти лет эксплуатации, что нельзя считать высоким показателем.

Кроме того соединительные швы выполняются точечной электросваркой, что делает эти участки еще более восприимчивыми к коррозии. Попавший в систему воздух существенно ускоряет этот процесс. Это еще одна причина, по которой не рекомендуется устанавливать стальные радиаторы отопления в многоквартирных домах с централизованной отопительной системой, где воду после окончания отопительного сезона спускают. Нужно учитывать, что устройства панельного типа меньше всего устойчивы к гидроударам. Это объясняется тем, что каналы имеют небольшой размер прохода. При высоком давлении такой прибор раздувается и может разорваться, особенно на участках стыков и швов.

Стальные приборы могут выпускаться и в виде так называемых дизайн-радиаторов. Такие устройства отлично вписываются в интерьер и привлекают необычным внешним видом

Пример испытания на прочность:

Как выбрать подходящий именно вам вариант?

Какими характеристиками стальных радиаторов отопления кроме их мощности следует руководствоваться при выборе?

Размер устройства следует выбирать исходя из параметров и площади отапливаемого помещения. Приборы различаются по глубине (тип 33, 22, 11), по длине (от 3000 до 400 мм) и по высоте (от 900 до 300 мм). Для каждого типоразмера свойственны собственные параметры теплоотдачи. Чем она больше, тем, соответственно, большую площадь такой радиатор может обогреть. Цифры 33, 22 и 11, обозначающие тип радиатора, говорят о количестве так называемых «гармошек» или П-образных пластин, закрепленных на оборудовании. Одна пластина обозначается 11, две – 22 и три – 33.

Эти радиаторы, как правило, выпускаются в двух вариантах: с боковым или нижним подключением. Стандартным считается первый вариант. Он же и самый распространенный. Это связано с тем, что устройства с нижним подключением стоят существенно дороже, что связано с конструкционными особенностями оборудования. Такие приборы представляют собой обычные радиаторы с боковым подключением, оснащенные выводами, опущенными к низу устройства. Такое дополнение усложняет конструкцию и требует наличия дополнительных комплектующих, что и отражается на стоимости оборудования.

Оборудование из стали чаще всего окрашивается в белый цвет или его оттенки. Однако при желании можно подобрать приборы самых разных расцветок

Панельные устройства менее всего устойчивы к гидроудару. Выштампованные внутри них каналы довольно узкие и при повышении напора теплоносителя они могут просто разорваться

Стоит обратить внимание и на производителя. Нужно отметить, что методика изготовления приборов у всех компаний практически одинакова. А вот стоимость устройств серьезно разнится. Она определяется исходя из дизайна, бренда и размеров прибора. Зачастую, можно приобрести качественный отечественный прибор и не переплачивать за иностранный бренд. При подборе оптимального варианта учитываются и такие нюансы:

• Устройство должно быть оснащено краном Маевского, чтобы можно было при необходимости стравить воздух. Так же хорошо, чтобы прибор имел кран, перекрывающий поступление теплоносителя, что необходимо при возникновении аварийных ситуаций.
• Чем глубже и ниже предполагается располагать радиатор, тем более равномерно будет прогреваться помещение.
• Наиболее практичны батареи с терморегуляторами, ручными или автоматическими.
• Прибор, установленный под окном, должен занимать не менее 50-75% ширины оконного проема.

Стальные радиаторы относятся к числу самых востребованных отопительных приборов. Они отличаются современным стильным внешним видом, высокой теплоотдачей, доступной стоимостью и нашли широкое применение в загородных домах, квартирах, офисах и магазинах. Специалисты не рекомендуют устанавливать устройства в помещениях с высокой влажностью и с осторожностью монтировать их в квартирах с централизованным отоплением. А вот в автономных отопительных системах стальные приборы служат долго и безупречно.

Стальные радиаторы панельного типа — плюсы и минусы

Благодаря невысокой (по сравнению с другими металлами) стоимости стали, практически все панельные батареи отопления производятся именно из этого материала.

Панельная конструкция позволяет обеспечить максимальную теплоотдачу прибора, сократив при этом расходы на производство, что обеспечивает доступную стоимость радиатора.

Что учитывать при выборе стальных панельных радиаторов?

Стальные радиаторы отопления панельного типа имеют несколько ограниченную сферу применения. В первую очередь стоит отметить тот факт, что использование подобных устройств в системах центрального отопления нежелательно.

На это существует целый ряд причин:

• Нормируемое рабочее давление стального радиатора составляет 10 атмосфер. При этом вся продукция проходит испытания при давлении в пределах до 1,3 МПа. Учитывая некоторую неустойчивость к последствиям гидроударов, возможность которых обусловлена нестабильностью рабочих режимов существующих центральных сетей отопления, существует большая вероятность повреждения панелей батарей.
• Небольшое внутреннее сечение панелей приводит к необходимости предъявлять жесткие требования по химическому и физическому составу теплоносителя. Излишняя минерализация воды, наличие механических примесей способно вызвать уменьшение внутреннего рабочего сечения радиаторов, что становится причиной засорения и образования пробок.
• Немаловажным параметром считается и качество теплоносителя. Высокая абразивность воды, определяемая наличием минеральных компонентов, приводит к повреждению внутренней поверхности батарей. Учитывая то, что стальные панельные радиаторы предрасположены к коррозийным процессам, использование радиаторов данного типа рекомендовано в закрытых системах, в качестве теплоносителя в которых используется очищенная вода или антифриз.

В центральных системах отопления предусмотрен технологический слив теплоносителя на летний период. Поступающий при этом в приборы отопления воздух становится причиной активизации коррозионных процессов, что может привести к выходу изделия из строя буквально за 1-2 года.

Учитывая все данные факторы, производители предлагают использовать панельные приборы отопления из стали только в автономных системах, при эксплуатации таких радиаторов в общедомовых центральных сетях отопления срок службы приборов может существенно уменьшиться.

Конструктивные особенности панельных стальных радиаторов

Конструкция панельных стальных радиаторов отопления отличается простотой, которая в то же время обеспечивает возможность применения различных схем компоновки и подключения к сети. Основными конструктивными элементами считаются рабочая панель, по которой проходит теплоноситель, а также конвектор, обеспечивающий усиление воздушных тепловых потоков, исходящих от батареи.

Производители предлагают несколько основных серий, в пределах которых стальные панельные радиаторы отопления отличаются количеством используемых конвекторов и панелей. При выборе обращайте внимание на присутствующую цифровую маркировку, которая должна отображать тип предлагаемого радиатора. Если такая маркировка отсутствует, или данные цифр не соответствуют количеству рабочих элементов батареи, значит, продавец заведомо предлагает подделку, срок службы которой будет недолгим.

• Тип батарей 10 предполагает наличие одной отопительной панели без использования конвектора.
• Панельная батарея типа 21 состоит из двух панелей и размещенного между ними стального конвектора.
• Общий принцип маркировки сведен к следующему — первая цифра указывает на количество используемых панелей, вторая на количество применяемых конвекторов.

На сегодняшний день максимальной тепловой мощностью обладают стальные радиаторы панельного типа с маркировкой 33.

При выборе определенной модели стальной панельной батареи стоит обращать внимание и на тип подключения к сети отопления. Большинство моделей может подключаться при помощи боковой или нижней подводки, установка в сети с другой конфигурацией приведет к снижению эффективности работы радиаторов.

Преимущества и недостатки стальных панельных радиаторов

Даже неискушенному в технических тонкостях изделия покупателю бросаются в глаза следующие характеристики:

• Высокая тепловая мощность, обеспеченная значительной рабочей площадью отопительной панели. При наличии 2-3 панелей теплоотдача прибора соответственно возрастает, при этом батарея такого класса не станет занимать дополнительного пространства в помещении.
• Панельные радиаторы отопления в отличие от своих секционных собратьев обладают более высокой механической прочностью. Минимизация точек соединения между отдельными элементами батареи позволяет повысить надежность и долговечность изделия (при соблюдении условий эксплуатации).
• Стальные батареи имеют значительно меньшую массу по сравнению с чугунными традиционными радиаторами, благодаря этому существенно упрощаются монтажные работы и существует возможность крепления на облицованные гипсокартоном стены (при устройстве дополнительных опорных элементов в конструкции несущего каркаса под ГКЛ).
• В отличие от алюминиевых радиаторов стальные панельные батареи не подвергаются воздействию электрических токов, возникающих в месте соединения различных металлов. Электрокоррозионная устойчивость отопительных устройств данного типа является основным преимуществом таких батарей над алюминиевыми устройствами.

Теперь следует сказать несколько слов и о недостатках отопительных радиаторов данного типа. Дело в том, что гарантировать долговечность и эффективность стальных панельных радиаторов могут, к сожалению, только ряд производителей. При этом большая часть продукции надлежащего качества производится именно зарубежными компаниями, а стоимость радиаторов при этом возрастает не менее чем на 40-60%.

Основные проблемы стальных панельных батарей связаны со следующими факторами:

• Некачественная покраска или использование более простых (а, следовательно, и дешевых) технологий. В данном случае защитное покрытие является недолговечным и может быть нарушено даже при небольших механических воздействиях или под воздействием теплоносителя с высокой степенью минерализации.
• Учитывая большую площадь поверхности и небольшую толщину металла, используемого при изготовлении панелей батарей, предъявляются повышенные требования к обеспечению безопасности транспортировки. Даже незначительные на первый взгляд повреждения могут привести к непоправимой порче изделия.
• Ограниченная сфера применения стальных панельных радиаторов делает нежелательной их установку в многоквартирных домах с центральным отоплением. Но при этом стоит отдать должное качеству импортной продукции, которая эксплуатируется в подобных условиях на протяжении 4-6 лет (с момента выхода данных радиаторов на отечественный рынок). Особых проблем при эксплуатации выявлено не было, но все-таки такой выбор сделан на собственный страх и риск заказчика.

Если вам требуются эффективные радиаторы для систем автономного отопления, обязательно рассмотрите возможность приобретения стальных панельных батарей, способных обеспечить максимальную теплоотдачу.

Специалисты рекомендуют.

описание и ремонт устройства, плюсы и минусы панельной батареи отопления, срок службы оборудования, а также виды моделей и причины их поломки

Когда тепло в помещении обеспечивает красивый обогреватель, это вдвойне приятно.

Наверное, поэтому в последние годы такой спрос на стальные радиаторы отопления.

Конструкция этих обогревателей позволяет подобрать оптимальную модель, подходящую по мощности и размеру к конкретному помещению и его дизайну.

Стальные радиаторы: описание

Прошли времена, когда все дома «снабжались» исключительно чугунными батареями, настолько же тяжелыми, насколько некрасивыми. Сегодня потребители могут выбирать радиаторы не только по их техническим характеристикам, но и по внешнему виду. Хотя их не такое уж разнообразие, но каждый решает самостоятельно, нужны им высокие конструкции или длинные, напольные или настенные, какого цвета или формы они должны быть.

Устройство стального радиатора отопления основано на штампованной листовой стали, если речь идет о панельных моделях, или секциях – в трубчатых. У каждой конструкции есть свои преимущества и недостатки, но как показывает практика, именно панельные варианты пользуются наибольшим спросом у населения. Связано это, скорее с их ценой, которая невысока, чем с эстетичным видом.

Устройство панельного радиатора отопления достаточно простое:

1. Из высокопрочной тонкой (1.15-1.2 мм) стали создаются штампованные панели, внутренняя часть которых состоит из двух горизонтальных каналов и нескольких вертикальных. Они являются резервуаром, по которому теплоноситель распространяется по отопительной системе, попутно нагревая ее.
2. Соединенные попарно панели являются отдельным элементом батареи, и от ее размера зависит уровень теплообмена всей конструкции.
3. Каждое устройство снабжено необходимыми монтажными арматурами и окрашено.

Если сравнить первые советские стальные радиаторы отопления с их современными аналогами, то у них недостатков было намного больше чем достоинств. Например, низкий уровень мощности, подверженность коррозии и другие.

В наше время технологии позволяют не только обрабатывать сталь так, чтобы она не боялась теплоносителя, но и красить специальным составом, продлевая «жизнь» изделию.

Чтобы получить от панельной батареи максимум эффективности, ее лучше использовать в автономных отопительных системах.

Сколько воды в стальном радиаторе? Объем воды в стальных радиаторах отопления крайне невелик. С одной стороны это недостаток, так как по внутренним каналам панелей носитель не может передвигаться с достаточной скоростью из-за их узости, а с другой – достоинство, так как малое количество воды проще и быстрее нагреть. Это позволяет экономить до 35% энергоносителей.

Особенности батарей из стали

Если выбирать для монтажа стальные радиаторы отопления, плюсы и минусы каждой модели должны быть тщательно взвешены.

В начале о хорошем:

1. Сталь – прекрасный проводник тепла, поэтому батареи из них считаются наиболее эффективными.
2. Панельные радиаторы легко монтировать, так как они представляют собой цельную конструкцию. Это недостаток, если с ними случилась «беда» в виде протечки, так как придется менять всю панель, но при должной работе – это их преимущество, так как большая площадь конструкции лучше прогревается, чем каждая отдельная секция в трубчатых моделях.
3. Благодаря добавлению теплообменников в некоторые типы панельных радиаторов, их мощность значительно возрастает, что вовсе не портит их привлекательный внешний вид.
4. Существующие дизайнерские модели, производимые некоторыми зарубежными компаниями, можно вешать на стены, убрав трубы в пол, или ставить на стильные ножки. Под заказ изготавливаются даже угловые виды обогревателей, что позволяет экономить жизненно важное пространство помещения, при этом украшая его.

Если говорить о слабых сторонах стальных обогревателей, то их несколько, и все касаются работы в домах с централизованным отоплением.

В автономных системах эти недостатки не проявляются:

1. Они плохо переносят перепады давления. Это связано с тем, что они приспособлены к напору от 6 до 9 атмосфер, тогда как в центральной системе отопления гидроудары могут достигать 13-15 атмосфер. Подобные «потрясения» могут просто разорвать панели.
2. Если панели некачественно окрашены, то они подвергаются коррозии, что неизбежно происходит, когда из системы сливается вся вода на летний период. Поэтому так важно изучить параметры, указанные производителем в техпаспорте изделия.

Никто не запрещает монтировать стальные батареи в многоквартирных домах с центральным типом обогрева. Нужно произвести расчеты мощности с учетом теплопотерь и площади комнаты и подобрать конструкцию, подходящую по параметру. Просто следует быть готовым к тому, что срок службы стальных радиаторов отопления в таких условиях составляет 15 лет, тогда как в условиях автономного отопления – это 29 лет.

Стальные решетки для радиаторов — фото:

Виды моделей

Современный рынок предлагает широкий ассортимент моделей стальных батарей, но всех их можно условно разделить на несколько видов:

1. Самыми популярными и эффективными являются панельные радиаторы, которые могут состоять из одной, двух или трех панелей и быть оснащены теплообменниками (или без них).
2. Вертикальные обогреватели делятся на трубчатые и панельные. Они отличаются своим «ростом», так как их минимальная высота 1 м, тогда как у обычных она достигает 600 мм, а у высоких доходит до 900 мм. Эти виды стальных батарей выглядят стильно, греют чуть менее эффективно и стоят очень дорого. Особенно это касается дизайнерских моделей.
3. Пластинчатые стальные радиаторы встречаются нечасто, и то в госучреждениях.

Как правило, большинство потребителей выбирают панельные виды обогревателей из-за их гармоничного соответствия качеству и цене, но, как и любые другие устройства, они не вечны и могут поломаться. Возможность аварии лучше предусмотреть, обращая внимания на «сигналы», которые подает система.

Причины поломки

Ремонт стальных радиаторов отопления мало кого обрадует, так как при серьезной поломке их придется заменить на новые панели, тогда как в секционных моделях достаточно открутить поломанную секцию и поставить другую.

Причиной поломки радиаторов являются:

1. Изначально неправильно рассчитанная мощность и установка неподходящей конструкции приводит к ее поломке. Учитывать следует все – от диаметра труб рабочего давления до степени нагрева теплоносителя.
2. Неправильное монтирование к трубам, что особенно дает о себе знать во время продувки системы или при гидроударах.
3. Грязь в теплоносителе может стать причиной засорения каналов стального радиатора, что приведет к неравномерному нагреву панели.

Поводом к беспокойству являются щелчки в системе отопления и холодные панели. Они могут быть вызваны засорением каналов некачественным носителем. Самостоятельно ремонтировать стальную батарею не рекомендуется, так что в случае протечки нужно просто найти поврежденное место, временно закрыть трещину герметиком и вызвать аварийную службу. Подобную работу должен выполнять специалист, особенно если прорыв произошел в разгар сезона.

Как показывает многолетний потребительский опыт, стальные панельные радиаторы – это лучшее предложение на рынке, когда речь касается автономных систем обогрева.

ученых нашли Святой Грааль электромобилей

Дугал Уотерс, Getty Images

• В новой статье впервые представлена ​​стабильная конструкция литий-металлической батареи.
• Литий-ионные аккумуляторы имеют недостатки, которые можно исправить с помощью литий-металлических аккумуляторов.
• Эта новая батарея добавляет технологию самовосстановления, которая закрывает трещины, в которых образуются дендриты.

---

Литий-ионные батареи являются основой большинства современных электронных устройств, включая электромобили.Но, несмотря на все преимущества, которые меняют правила игры, у батареек все же есть недостаток: дендриты. Эти тонкие, изогнутые, похожие на деревья кусочки лития образуют острые концы и в конечном итоге протыкают батарею, вызывая короткое замыкание и другие проблемы. Это в конечном итоге сокращает срок службы литий-ионных батарей и оставляет большие возможности для улучшения.

➡

Ты считаешь науку крутой. И мы тоже. Давайте вместе поработаем над этим.

Ученые сосредоточили свое внимание на изучении образования дендритов лития, чтобы увидеть, как они могут сделать более совершенные и долговечные батареи для электромобилей.Теперь исследователи Гарвардского университета говорят, что у них есть ответ: литий- металлическая батарея , сделанная из твердотельного металлического материала, а не литий-ионного, устраняет надоедливые дендриты и обеспечивает большую структурную стабильность, чем батарея, состоящая из жидких или графитовых материалов. .

Хотя зеленый электролит более стабилен с литием, он также более склонен к образованию дендритов. Коричневый электролит менее стабилен с литием, но невосприимчив к дендритам.Здесь дендриты прорастают через графит и зеленый электролит, но останавливаются, когда попадают в коричневый электролит.

Second Bay Studios / Гарвард SEAS

Думайте о новой батарее как о BLT: «Наша многослойная конструкция имеет структуру менее стабильного электролита, зажатого между более стабильными твердыми электролитами, что предотвращает рост дендритов лития», — говорят ученые в своем новом исследовании , которое появляется в Nature .

Изготовление батареи в основном из твердых материалов помогает предотвратить образование дендритов более чем одним способом.С механической точки зрения гораздо легче расколоть тонкую металлическую или керамическую оболочку, чем, например, пробить твердый анод батареи. Но эта конструкция идет еще дальше, химически учитывая любые трещины с «динамически генерируемыми разложениями», которые заполняют и останавливают потенциальные дендриты, говорят ученые.

Думайте о новой батарее как о BLT: хлеб — это литий-металлический анод, салат — это графит, помидоры — это первый электролит, а бекон — второй электролит.Добавьте еще один слой первого электролита и накройте его катодом.

Гарвардское море

Что изменится, если мы перейдем с литий-ионных аккумуляторов на литий-металлические? Что ж, литий-металлические батареи на легче, на мощнее и долговечнее … в идеальном мире. К сожалению, когда ученые экспериментировали с литий-металлическими батареями в прошлом, они были чрезвычайно нестабильными и часто взрывались. Вот почему ученые давно требуют стабилизировать литий-металлическую батарею и вывести на рынок жизнеспособную коммерческую версию.

Уменьшение или устранение образования дендритов имеет решающее значение для любой из этих схем, потому что удаление наиболее изменчивой части срока службы батареи значительно снижает любые неблагоприятные последствия. Ученые из Гарварда проверили свою батарею в течение 10 000 циклов зарядки, что соответствует сроку службы обычного автомобиля, работающего на ископаемом топливе, и является огромным шагом вперед. Они обнаружили, что их конструкция все еще удерживала 82 процента заряда после 10 000 циклов.

Из пресс-релиза Гарварда:

«Эта аккумуляторная технология может увеличить срок службы электромобилей до бензиновых — от 10 до 15 лет — без необходимости замены аккумулятора.Благодаря своей высокой плотности тока аккумулятор может проложить путь для электромобилей, которые могут полностью заряжаться в течение 10-20 минут ».

Что все это означает для будущего аккумуляторов и электромобилей? Если конструкция сработает, как и планировалось, она может в одиночку открыть дверь для литий-металлических батарей на рынке. Для электромобилей стоимость только батарей составляет тысячи долларов, и снижение частоты отказов, а также веса батарей может дать огромную экономию.

«Литий-металлический аккумулятор считается святым Граалем в области химии аккумуляторов из-за его высокой емкости и плотности энергии», — сказал Синь Ли из Гарварда в интервью Independent . «Эта экспериментальная конструкция показывает, что литий-металлические твердотельные батареи могут быть конкурентоспособными с коммерческими литий-ионными батареями».

---

🎥 Смотри:

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

исследователей разработали долговечные твердотельные литиевые батареи — Harvard Gazette

Долговечные батареи с быстрой зарядкой необходимы для расширения рынка электромобилей, но сегодняшние литий-ионные батареи не отвечают потребностям — они слишком тяжелые, слишком дорогие и требуют слишком много времени для зарядки.

На протяжении десятилетий исследователи пытались использовать потенциал твердотельных литий-металлических батарей, которые содержат значительно больше энергии в том же объеме и заряжаются за меньшее время по сравнению с традиционными литий-ионными батареями.

«Литий-металлический аккумулятор считается святым Граалем для химии аккумуляторов из-за его высокой емкости и плотности энергии», — сказал Синь Ли, доцент кафедры материаловедения Гарвардской школы инженерии и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS). . «Но стабильность этих батарей всегда была плохой».

Теперь Ли и его команда разработали стабильную литий-металлическую твердотельную батарею, которую можно заряжать и разряжать не менее 10 000 раз — гораздо больше циклов, чем было продемонстрировано ранее — при высокой плотности тока.Исследователи объединили новую конструкцию с коммерческим катодным материалом с высокой плотностью энергии.

Эта технология аккумуляторов может увеличить срок службы электромобилей по сравнению с бензиновыми автомобилями — от 10 до 15 лет — без необходимости замены аккумулятора. Благодаря своей высокой плотности тока аккумулятор может проложить путь для электромобилей, которые могут полностью заряжаться в течение 10-20 минут.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Доцент Синь Ли и его команда разработали стабильную литий-металлическую батарею, которую можно заряжать и разряжать не менее 10 000 раз.Элиза Гриннелл / Гарвард SEAS

«Наше исследование показывает, что твердотельная батарея может фундаментально отличаться от коммерческой литий-ионной батареи с жидким электролитом», — сказал Ли. «Изучая их фундаментальную термодинамику, мы можем раскрыть их превосходные характеристики и использовать их многочисленные возможности».

Большой проблемой, связанной с литий-металлическими батареями, всегда была химия. Литиевые батареи перемещают ионы лития от катода к аноду во время зарядки. Когда анод изготовлен из металлического лития, на поверхности образуются игольчатые структуры, называемые дендритами.Эти структуры врастают в электролит и пробивают барьер, разделяющий анод и катод, вызывая короткое замыкание или даже возгорание батареи.

Чтобы преодолеть эту проблему, Ли и его команда разработали многослойную батарею, в которой между анодом и катодом размещены различные материалы разной стабильности. Эта многослойная батарея из разных материалов предотвращает проникновение дендритов лития не за счет их полной остановки, а за счет их контроля и сдерживания.

Думайте о батарее как о бутерброде BLT. Сначала идет хлеб — металлический литий-анод — а затем салат — графитовое покрытие. Затем слой томатов — первый электролит — и слой бекона — второй электролит. Завершите его еще одним слоем помидоров и последним куском хлеба — катодом.

Аккумулятор BLT. Сначала идет хлеб — металлический литий-анод — а затем салат — графитовое покрытие. Затем слой помидоров — первый электролит — и слой бекона — второй электролит.Завершите его еще одним слоем помидоров и последним куском хлеба — катодом. Предоставлено: Лиза Берроуз / Гарвард SEAS

Первый электролит (химическое название Li _5.5 PS _4.5 Cl _1.5 или LPSCI) более стабилен с литием, но склонен к проникновению дендритов. Второй электролит (Li ₁₀ Ge ₁ P ₂ S ₁₂ или LGPS) менее стабилен с литием, но кажется невосприимчивым к дендритам. В этой конструкции дендритам позволяют прорастать через графит и первый электролит, но они останавливаются, когда достигают второго.Другими словами, дендриты прорастают через салат и помидоры, но останавливаются на беконе. Барьер для бекона не дает дендритам проталкивать аккумулятор и закорачивать его.

«Наша стратегия включения нестабильности для стабилизации батареи кажется нелогичной, но точно так же, как анкер может направлять и контролировать шуруп, врезающийся в стену, точно так же наше руководство по многослойному дизайну и контролирует рост дендритов», — сказал Лухан Йе. соавтор статьи и аспирант SEAS.

«Разница в том, что наш якорь быстро становится слишком тугим, чтобы дендрит не мог просверлить отверстие, поэтому рост дендрита останавливается», — добавил Ли.

Аккумулятор тоже самовосстанавливающийся; его химический состав позволяет ему заполнять дыры, созданные дендритами.

«Этот экспериментальный дизайн показывает, что литий-металлические твердотельные батареи могут быть конкурентоспособными с коммерческими литий-ионными батареями», — сказал Ли. «А гибкость и универсальность нашей многослойной конструкции делает ее потенциально совместимой с процедурами массового производства в аккумуляторной промышленности.Масштабировать его до коммерческой батареи будет непросто, и все еще есть некоторые практические проблемы, но мы верим, что они будут преодолены ».

Гарвардский отдел развития технологий защитил портфель интеллектуальной собственности, связанный с этим проектом, который расширяется до коммерческих приложений при поддержке Гарвардского ускорителя физических наук и инженерии и Гарвардского фонда решений по изменению климата.

Жидкометаллические батареи для хранения энергии будущего

Поиск альтернатив традиционным литий-ионным батареям — это постоянный поиск химиков и материаловедов.Одна типичная группа — это семейство перезаряжаемых жидкометаллических батарей, которые изначально использовались с целью реализации источников прерывистой энергии из-за их особых преимуществ, включая их сверхбыструю кинетику переноса заряда электрода и их способность противостоять микроструктурной деградации электрода. Хотя обычные жидкометаллические батареи требуют высоких температур для разжижения электродов и поддержания высокой проводимости расплавленных солевых электролитов, степень электрохимической необратимости, вызванная их агрессивными активными компонентами, стала недостатком.Кроме того, проблемы безопасности, вызванные сложностью паразитарной химической реактивности при высоких температурах, еще больше усложняют их практическое применение. Чтобы решить эти проблемы, исследуются новые парадигмы для жидкометаллических батарей, работающих при комнатной или промежуточных температурах, чтобы обойти проблемы терморегулирования, коррозионные реакции и проблемы, связанные с герметизацией, путем применения альтернативных электродов, манипулирования лежащим в основе электрохимическим поведением с помощью электролита . концепции проектирования и разработка интерфейсов электрод-электролит, что позволяет реализовать как традиционные, так и совершенно новые функции.Этот отчет кратко резюмирует предыдущие исследования жидкометаллических батарей и, в частности, подчеркивает наше новое понимание электрохимии жидкометаллических батарей, которое возникло благодаря усилиям исследователей, а также обнаруженные препятствия, которые были реализованы в переформулированных элементах. Наконец, обсуждается возможность создания новых жидкометаллических батарей, а также их особый химический состав и рабочие характеристики, чтобы ответить на вопрос, как жидкие металлы могут быть доступны для аккумуляторных систем следующего поколения.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?

Без тяжелых металлов, новая конструкция батареи может снизить экологические проблемы

Поделитесь этим сообщением:

Сегодня IBM Research, опираясь на долгую историю инноваций в области материаловедения, представляет новое открытие в области батарей.Это новое исследование может помочь устранить потребность в тяжелых металлах при производстве аккумуляторов и изменить долгосрочную устойчивость многих элементов нашей энергетической инфраструктуры.

По мере того, как исследуются альтернативы с батарейным питанием для всего, от транспортных средств до интеллектуальных энергосетей, остаются серьезные опасения по поводу устойчивости доступных аккумуляторных технологий.

Многие аккумуляторные материалы, включая тяжелые металлы, такие как никель и кобальт, представляют огромную экологическую и гуманитарную опасность.В частности, кобальт, который в основном доступен в Центральной Африке, подвергся критике из-за неосторожной и эксплуататорской практики добычи. ¹

Используя три новых и различных патентованных материала, которые никогда ранее не регистрировались как объединенные в батарею, наша команда из IBM Research обнаружила химический состав новой батареи, в которой не используются тяжелые металлы или другие вещества, из-за проблем с поставщиками.

Материалы для этой батареи могут быть извлечены из морской воды, что создает основу для менее инвазивных методов добычи, чем существующие методы добычи материалов.

Исследователи IBM работают в IBM Research Battery Lab, чтобы комбинировать и тестировать уникальные материалы и составы для более экологичных технологий производства батарей.

Так же многообещающе, как и состав этой новой батареи, и ее потенциал производительности. В ходе первоначальных испытаний было доказано, что его можно оптимизировать, чтобы превзойти возможности литий-ионных аккумуляторов в ряде отдельных категорий, включая более низкие затраты, более быстрое время зарядки, более высокую мощность и плотность энергии, высокую энергоэффективность и низкую воспламеняемость.

Новый дизайн аккумулятора может превзойти литий-ионный по нескольким экологичным технологиям

Обнаруженная в лаборатории батарей IBM Research, эта конструкция использует катодный материал, не содержащий кобальта и никеля, а также безопасный жидкий электролит с высокой температурой вспышки. Эта уникальная комбинация катода и электролита продемонстрировала способность подавлять дендриты металлического лития во время зарядки, тем самым снижая воспламеняемость, что широко считается существенным недостатком использования металлического лития в качестве анодного материала.

Система дифференциальной электрохимической масс-спектроскопии (DEMS) в лаборатории IBM Research Battery Lab, которая измеряет количество газа, выделяющегося из элемента батареи во время циклов зарядки и разрядки.

Это открытие имеет значительный потенциал для аккумуляторов электромобилей, например, когда в игру вступают такие факторы, как воспламеняемость, стоимость и время зарядки. Текущие тесты показывают, что для достижения 80-процентного уровня заряда аккумулятора, настроенного на высокую мощность, требуется менее пяти минут.В сочетании с относительно низкими затратами на закупку материалов цель создания недорогого электромобиля с быстрой зарядкой может стать реальностью.

На быстро развивающейся арене летательных аппаратов и электрических самолетов критически важно иметь доступ к батареям с очень высокой удельной мощностью, которые могут быстро масштабировать энергетическую нагрузку. При оптимизации с учетом этого фактора мощность этой новой батареи превышает 10 000 Вт / л, что превосходит самые мощные доступные литий-ионные батареи. Кроме того, наши тесты показали, что эта батарея может быть рассчитана на длительный жизненный цикл, что делает ее вариантом для приложений интеллектуальных электросетей и новых энергетических инфраструктур, где долговечность и стабильность являются ключевыми факторами.

В целом, эта батарея показала способность превосходить существующие литий-ионные батареи не только в ранее перечисленных областях применения, но также может быть оптимизирована для ряда конкретных преимуществ, в том числе:

• Более низкая стоимость: Активные катодные материалы, как правило, дешевле, поскольку они не содержат кобальта, никеля и других тяжелых металлов. Источники этих материалов обычно очень ресурсоемки, а также вызывают опасения по поводу их устойчивости.
• Более быстрая зарядка: Менее пяти минут требуется для достижения 80-процентного уровня заряда (SOC) без ущерба для удельной емкости разряда.
• Высокая удельная мощность : более 10 000 Вт / л. (превышающий уровень мощности, достигаемый литий-ионными аккумуляторами).
• Высокая плотность энергии : Более 800 Втч / л, что сопоставимо с современной литий-ионной батареей.
• Превосходная энергоэффективность: Более 90 процентов (рассчитывается из отношения энергии, необходимой для разрядки аккумулятора, к энергии, необходимой для зарядки аккумулятора).
• Низковоспламеняемость электролитов

От лаборатории до промышленности с производителями автомобилей, электролитов и аккумуляторов

Чтобы перевести эту новую батарею из ранней стадии исследовательских исследований в коммерческую разработку, IBM Research объединилась с Mercedes-Benz Research and Development North America, Central Glass, одним из ведущих поставщиков электролита для аккумуляторов в мире, и Sidus, производителем аккумуляторов, для создания новой экосистемы разработки аккумуляторов следующего поколения.Хотя планы по более широкой разработке этой батареи все еще находятся на стадии исследования, мы надеемся, что эта многообещающая экосистема поможет воплотить эти батареи в жизнь.

Ускорение открытия материалов с помощью AI

Двигаясь вперед, команда также внедрила технику искусственного интеллекта (AI), называемую семантическим обогащением, для дальнейшего повышения производительности батареи за счет определения более безопасных и высокопроизводительных материалов. Используя методы машинного обучения, чтобы дать исследователям доступ к информации из миллионов точек данных для обоснования своих гипотез и следующих шагов, исследователи могут ускорить темпы инноваций в этой важной области исследований.

Опираясь на историю исследований и инноваций в области материаловедения

Используя междисциплинарный подход, сочетающий в себе материаловедение, молекулярную химию, электротехнику, современное лабораторное оборудование для аккумуляторов и компьютерное моделирование, Battery Lab в IBM Research опирается на историю развития IBM Research в области материаловедения.

Maccor Coin Cell Test Equipment в лаборатории IBM Research Battery Lab, которое оценивает электрохимические характеристики монетных элементов, изготовленных в лаборатории.

Изобретение IBM Research химического усиления, например, помогло продвинуть развитие и продвижение закона Мура, открыв эру более быстрой и дешевой разработки полупроводников, которые в настоящее время являются основой электронных устройств.

Когда мы приступили к поиску решений проблем, связанных с батареями сегодня, и, следовательно, определенных препятствий на пути к возобновляемой энергии в целом, мы использовали мощную инфраструктуру IBM Research, которая позволяет нам изучать, как все работает на молекулярном и атомном уровне.Этот фундамент — это то, что продвигает наше лидерство в ряде областей.

Атомно-силовая микроскопия, например, была изобретена и изобретена исследователями IBM. Этот метод позволил бесчисленному количеству ученых, в том числе нашей команде по созданию новой аккумуляторной технологии, изучить силы и движения между материалами с невероятно точной точностью.

Сочетание этих инновационных материалов и опыта в области катализа для различных применений, от переработки пластмасс до производства полупроводников, в сочетании с глубоким пониманием химических механизмов, позволило команде лаборатории батарей в IBM Research реализовать эту захватывающую новую технологию производства аккумуляторов.

##

1. The Financial Times: https://www.ft.com/content/c6909812-9ce4-11e9-9c06-a4640c9feebb

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

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

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

снимков показывают побочный продукт, наносящий вред мощным экспериментальным элементам — ScienceDaily

На протяжении десятилетий ученые пытались создать надежные литий-металлические батареи. Эти высокопроизводительные аккумуляторы содержат на 50% больше энергии, чем их многочисленные литий-ионные собратья, но более высокая частота отказов и проблемы безопасности, такие как пожары и взрывы, подрывают усилия по коммерциализации. Исследователи выдвинули гипотезу, почему устройства выходят из строя, но прямых доказательств мало.

Итак, первые изображения в наномасштабе, когда-либо сделанные внутри целых литий-металлических монетных батарей (также называемых кнопочными элементами или батареями для часов), бросают вызов преобладающим теориям и могут помочь сделать будущие высокопроизводительные батареи, например для электромобилей, более безопасными, мощными и мощными. более длительный.

«Мы узнаем, что нам следует использовать разделительные материалы, настроенные на металлический литий», — сказала специалист по батареям Кэти Харрисон, возглавляющая команду Sandia National Laboratories по улучшению характеристик литий-металлических батарей.

Ученые Sandia в сотрудничестве с Thermo Fisher Scientific Inc., Университетом Орегона и Национальной лабораторией Лоуренса Беркли недавно опубликовали изображения в журнале ACS Energy Letters . Исследование финансировалось программой исследований и разработок Sandia и Министерством энергетики.

Накапливаются внутренние побочные продукты, разрушающие батареи

Команда неоднократно заряжала и разряжала литиевые батарейки с помощью того же электрического тока высокой интенсивности, который требуется для зарядки электромобилей. Некоторые клетки прошли несколько циклов, а другие — более сотни циклов. Затем клетки были отправлены в Thermo Fisher Scientific в Хиллсборо, штат Орегон, для анализа.

Когда группа исследовала изображения внутренней части батарей, они ожидали обнаружить игольчатые отложения лития, покрывающие батарею.Большинство исследователей аккумуляторов думают, что после повторяющихся циклов образуется литиевая игла, которая пробивает пластиковый разделитель между анодом и катодом, образуя мостик, который вызывает короткое замыкание. Но литий — мягкий металл, поэтому ученые не поняли, как он может пройти через сепаратор.

Команда Харрисона обнаружила неожиданного второго виновника: твердые наросты, образовавшиеся как побочный продукт внутренних химических реакций батареи. Каждый раз, когда аккумулятор перезаряжался, количество побочного продукта, называемого межфазным твердым электролитом, увеличивалось.Покрывая литий, он рвал отверстия в сепараторе, создавая отверстия для металлических отложений, которые распространялись и образовывали короткое замыкание. Вместе отложения лития и побочный продукт были гораздо более разрушительными, чем считалось ранее, действуя не как игла, а больше как снегоочиститель.

«Сепаратор полностью измельчен», — сказал Харрисон, добавив, что этот механизм наблюдается только при высоких скоростях зарядки, необходимых для технологий электромобилей, но не при более низких скоростях зарядки.

Пока ученые Sandia думают о том, как модифицировать материалы сепаратора, Харрисон говорит, что также потребуются дальнейшие исследования, чтобы уменьшить образование побочных продуктов.

Ученые соединяют лазеры с криогенной техникой для получения «крутых» изображений

Определить причину смерти монетной батарейки на удивление сложно. Беда в его корпусе из нержавеющей стали. Металлическая оболочка ограничивает то, что диагностические средства, такие как рентгеновские лучи, могут видеть снаружи, в то время как удаление частей ячейки для анализа разрывает слои батареи и искажает все доказательства, которые могут быть внутри.

«У нас есть разные инструменты, с помощью которых можно изучать различные компоненты батареи, но на самом деле у нас не было инструмента, который мог бы разрешить все на одном изображении», — сказала Кэти Юнгджоханн, специалист по наноразмерной визуализации Sandia из Центра интегрированных нанотехнологий.Центр представляет собой пользовательский объект, которым совместно управляют национальные лаборатории Сандиа и Лос-Аламос.

Она и ее сотрудники использовали микроскоп с лазером для фрезерования внешнего корпуса батареи. Они соединили его с держателем образца, который сохраняет жидкий электролит ячейки замороженным при температурах от минус 148 до минус 184 градусов по Фаренгейту (минус 100 и минус 120 градусов Цельсия соответственно). Лазер создает отверстие, достаточно большое для того, чтобы узкий электронный луч мог войти в детектор и отразиться на нем, обеспечивая изображение с высоким разрешением внутреннего поперечного сечения батареи с достаточной детализацией, чтобы различать различные материалы.

Оригинальный демонстрационный прибор, который в то время был единственным подобным инструментом в Соединенных Штатах, был построен и до сих пор находится в лаборатории Thermo Fisher Scientific в Орегоне. Обновленный дубликат теперь находится в Sandia. Этот инструмент будет широко использоваться в Sandia для решения многих проблем с материалами и анализом отказов.

«Это то, что исследователи батарей всегда хотели увидеть», — сказал Юнгджоханн.

Design может обеспечить более длительные и мощные литиевые батареи | MIT News

Литий-ионные аккумуляторы

сделали возможным создание легких электронных устройств, портативность которых мы теперь воспринимаем как должное, а также быстрое расширение производства электромобилей.Но исследователи во всем мире продолжают раздвигать границы для достижения все большей плотности энергии — количества энергии, которое может храниться в данной массе материала, — чтобы улучшить производительность существующих устройств и потенциально позволить новые приложения, такие как длительные дроны и роботы.

Одним из многообещающих подходов является использование металлических электродов вместо обычного графита с более высоким зарядным напряжением на катоде. Однако этим усилиям препятствуют различные нежелательные химические реакции, которые происходят с электролитом, разделяющим электроды.Теперь группа исследователей из Массачусетского технологического института и других организаций нашла новый электролит, который преодолевает эти проблемы и может обеспечить значительный скачок в удельной мощности батарей следующего поколения без ущерба для срока службы.

Об исследовании сообщается сегодня в журнале Nature Energy в статье профессоров Массачусетского технологического института Цзюй Ли, Ян Шао-Хорн и Джереми Джонсон; постдок Вэйцзян Сюэ; и 19 других в Массачусетском технологическом институте, двух национальных лабораториях и других местах. Исследователи говорят, что это открытие может позволить литий-ионным батареям, которые теперь обычно могут хранить около 260 ватт-часов на килограмм, хранить около 420 ватт-часов на килограмм.Это приведет к увеличению пробега электромобилей и более длительным изменениям портативных устройств.

Основное сырье для этого электролита недорогое (хотя одно из промежуточных соединений по-прежнему является дорогостоящим из-за ограниченного использования), а процесс его получения прост. Таким образом, этот прогресс может быть реализован относительно быстро, говорят исследователи.

Сам по себе электролит не нов, — объясняет Джонсон, профессор химии. Он был разработан несколько лет назад некоторыми членами этой исследовательской группы, но для другого приложения.Это было частью усилий по разработке литий-воздушных батарей, которые рассматриваются как окончательное долгосрочное решение для максимального увеличения плотности энергии батарей. Но есть еще много препятствий, стоящих перед разработкой таких батарей, и до появления этой технологии могут быть еще годы. Между тем, нанесение этого электролита на литий-ионные батареи с металлическими электродами оказывается чем-то, чего можно добиться гораздо быстрее.

Новое применение этого электродного материала было найдено «несколько случайно» после того, как он был первоначально разработан несколько лет назад Шао-Хорном, Джонсоном и другими в рамках совместного предприятия, направленного на разработку литий-воздушных батарей.

«По-прежнему нет ничего, что позволяло бы создать хорошую перезаряжаемую литий-воздушную батарею», — говорит Джонсон. Однако «мы разработали эти органические молекулы, которые, как мы надеялись, могут обеспечить стабильность по сравнению с существующими жидкими электролитами, которые используются». Они разработали три различных состава на основе сульфонамида, которые, как они обнаружили, достаточно устойчивы к окислению и другим эффектам разложения. Затем, работая с группой Ли, постдок Сюэ решил попробовать этот материал с более стандартными катодами.

Тип аккумуляторного электрода, который они сейчас используют с этим электролитом, оксид никеля, содержащий некоторое количество кобальта и марганца, «является рабочей лошадкой сегодняшней индустрии электромобилей», — говорит Ли, профессор ядерной науки и техники, материаловедения и инженерное дело.

Поскольку материал электрода анизотропно расширяется и сжимается при зарядке и разряде, это может привести к растрескиванию и нарушению рабочих характеристик при использовании с обычными электролитами.Но в экспериментах, проведенных в сотрудничестве с Брукхейвенской национальной лабораторией, исследователи обнаружили, что использование нового электролита резко снизило эти деградации коррозионного растрескивания под напряжением.

Проблема заключалась в том, что атомы металла в сплаве имели тенденцию растворяться в жидком электролите, теряя массу и приводя к растрескиванию металла. Напротив, новый электролит чрезвычайно устойчив к такому растворению. Глядя на данные испытаний в Брукхейвене, Ли говорит, что «было шоком увидеть, что если вы просто замените электролит, то все эти трещины исчезнут».Они обнаружили, что морфология материала электролита намного прочнее, а переходные металлы «просто не обладают такой высокой растворимостью» в этих новых электролитах.

Это была удивительная комбинация, говорит он, потому что материал по-прежнему легко пропускает ионы лития — важный механизм, с помощью которого батареи заряжаются и разряжаются — и блокирует проникновение других катионов, известных как переходные металлы. Накопление нежелательных соединений на поверхности электрода после многих циклов зарядки-разрядки уменьшилось более чем в десять раз по сравнению со стандартным электролитом.

«Электролит химически устойчив к окислению высокоэнергетических материалов, богатых никелем, предотвращая разрушение частиц и стабилизируя положительный электрод во время цикла», — говорит Шао-Хорн, профессор машиностроения, материаловедения и инженерии. «Электролит также обеспечивает стабильную и обратимую очистку и покрытие металлического лития, что является важным шагом на пути создания перезаряжаемых литий-металлических батарей с энергией, вдвое превышающей энергию современных литий-ионных батарей.Это открытие станет катализатором дальнейшего поиска электролитов и разработки жидких электролитов для литий-металлических батарей, способных конкурировать с батареями с твердотельными электролитами ».

Следующим шагом будет масштабирование производства, чтобы сделать его доступным. «Мы делаем это за одну очень простую реакцию из легко доступных коммерческих исходных материалов», — говорит Джонсон. Прямо сейчас соединение-предшественник, используемое для синтеза электролита, стоит дорого, но он говорит: «Я думаю, что если мы сможем показать миру, что это отличный электролит для бытовой электроники, мотивация к дальнейшему увеличению масштабов производства поможет снизить цену. .”

Поскольку это, по сути, «прямая» замена существующего электролита и не требует перепроектирования всей аккумуляторной системы, говорит Ли, ее можно внедрить быстро и ввести в продажу в течение нескольких лет. «Нет никаких дорогих элементов, это только углерод и фтор. Так что это не ограничено ресурсами, это просто процесс », — говорит он.

Исследование проводилось при поддержке Министерства энергетики США и Национального научного фонда и с использованием оборудования Брукхейвенской национальной лаборатории и Аргоннской национальной лаборатории.

.