Дали тепло а батареи холодные: Дали отопление, а батареи холодные: что делать

Что делать, если отопление дали, а в квартире холодно?

Расскажем, какие сбои в работе системы отопления бывают, и почему иногда мёрзнут даже те, у кого в квартире горячие батареи.

«Здравствуйте, в нашем доме несколько недель назад включили отопление, но у нас в квартире холодно — 17-18 градусов. Батареи еле тёплые. В чем может быть проблема? И к кому обращаться? И есть ли разница из какого материала сделаны батареи?»

Путь тепла в многоквартирные дома имеет следующий маршрут: источник – теплосеть – потребитель. И холодными батареи в доме становятся тогда, когда появляются проблемы в работе одного этих звеньев.

Как же устроена система теплоснабжения дома?

Чтобы разобраться с тем, как тепло попадает в квартиры, нужно понять,что система теплоснабжения многоквартирного дома представляет собой сложную инженерную систему, чем-то напоминающую кровеносную систему человека. Она состоит из нескольких частей:

• «сердце» – тепловой узел с теплообменниками, регуляторами расхода, насосами, прибором учёта, фильтром-грязевиком и задвижками. Обычно они находится в подвале дома;
• «сосуды» – трубы, которые ведут к вертикальным стоякам, из которых горячая вода попадает в радиаторы отопления. Если она подаётся в радиаторы с первого этажа к верхним, то это – нижняя разводка. Если с верхнего этажа вниз – верхняя.

С источника (ТЭЦ или котельная) горячая вода поступает в теплосеть с определённой температурой, она рассчитывается исходя из среднесуточной температуры воздуха и расстояния самого дальнего дома до ТЭЦ. Когда вода доходит до теплового узла дома, её регулируют до температуры, подходящей для отопления квартир и для подачи в водопровод с горячей водой.

Фото: imerica.ru

Что за вода бежит в батареях?

В качестве теплоносителя в ТЭЦ и котельных используют специальную воду – деаэрированную. Из неё удаляют весь воздух, так как из-за него трубы изнутри быстро ржавеют, и очищают от примесей и солей.

Какие проблемы в системе теплоснабжения дома могут привести к холодным батареям?

По словам специалистов существует несколько основных причин холодных батарей в квартире при подключенном к отоплению доме:

• повреждение запорной арматуры,
• затор из отложений ржавчины или извести в трубах;
• попадание воздуха в систему;
• плохо отрегулированное распределение расхода по стоякам.

Я не специалист, как мне определить причину?

Повреждение регулировочной арматуры, затор или попадание воздуха в систему могут определить специалисты управляющей компании. Поэтому их телефон или мобильное приложения с чатом следует всегда иметь под рукой. Слесарь должен оперативно выяснить причину проблемы, провести настройки, при необходимости выпустить воздух и восстановить нормативную температуру.

А если никаких нарушений не нашли?

В случае, если причина всё-таки во внешних теплосетях, управляющая компания сообщает о ней в ресурсоснабжающую организацию и добивается восстановления нормативной температуры и перепада давления.

Работа всех систем в норме, но в квартире всё равно холодно. Почему?

Есть несколько причин, по которым в квартире при тёплых батареях может быть холодно:

• старые и не утепленные окна, из которых сквозит холодом. В ветренную погоду холод в комнатах с такими окнами ощущается сильнее.
• неутепленная крыша дома (если квартира на последнем этаже) или стены (если это угловая квартира).

Есть ли разница, из чего сделаны батареи?

Радиаторы отопления чаще всего бывают чугунные и биметаллические. Чугун нагревается и остывает долго. Такие батареи прогревают не только воздух в помещении, но предметы, находящиеся близко к ним. Биметаллические батареи нагреваются и остывают мгновенно. Нагревание в них осуществляется по принципу конвекции – нагревается только воздух. Таким образом, если в доме отключают отопление, то в квартирах с чугунными батареями тепло будет сохраняться дольше, чем в квартирах с биметаллическими.

Коротко о главном:

1. Батареи в квартире бывают холодными из-за повреждения запорной арматуры, из-за затора в трубах, из-за попадания воздуха в систему и из-за плохо отрегулированного распределение расхода по стоякам.

2. Определить, какой именно сбой в работе системы теплоснабжения произошёл, может специалист из управляющей компании.

3. Если все системы подачи тепла в дом в норме, то стоит проверить утепление окон и стен в квартире.

Если у вас есть вопросы, на которые вы не можете найти ответ, задайте их нам, и мы постараемся на них ответить.

Отопление дали, а батареи остались холодными: что нужно делать. Когда радиаторы горячие, а в квартире холодно: варианты решений

Содержание

1. Почему батареи в квартире холодные, выясняем причины
2. Малоэффективное обогревательное оборудование
3. Недостаточная температура прибора
4. Плохая работа по отбору персонала в УК
5. Ошибки при возведении и реконструкции зданий
6. Причина  тепло уходит на улицу.
7. Большие потери тепла
8. «Фонят» окна
9. Неутеплённые стены, полы и потолки
10. Как ремонт квартиры поможет избавиться от холода зимой?
11. Причина  щели в окнах.
12. Воздушные пробки
13. Причина  засор в батарее.
14. Ситуация : радиаторы чересчур горячие, а в квартире холодно – ликвидируем причины на уровне отдельной жилплощади
15. Убрать декоративные экраны
16. Чем короче, тем лучше
17. Заклейте или поменяйте окна
18. Ошибки подключения
19. Какие радиаторы отопления выбрать для квартиры?
20. Ситуация : радиаторы горячие, а дома совсем холодно – устраняем причины на уровне здания
21. Устраняем лишнюю тягу в подъезде
22. Замена окон
23. Теплоизоляция внешних стен, крыши и подвала
24. Модернизация системы отопления

Почему батареи в квартире холодные, выясняем причины

Сначала нужно убедиться в том, что отопление действительно дали, и в систему обогрева квартиры поступает теплоноситель нужной температуры. Стоит начинать беспокоится если:

• стояки горячие, а радиаторы нет,
• у соседей есть тепло, а у вас нет,
• батарея прогревается не полностью (только снизу или сверху, или с одной из сторон),
• радиатор слегка теплый, а стояк кипяток,
• трубы сильно шумели более двух дней, но тепло так и не поступает в квартиру,
• вам в ЖЕК сказали, что в вашем доме уже более недели назад дали отопление, а батареи и стояки холодные.

Если у вас шумят стояки, но не прогреваются, значит отопление пока ещё только запускают. Возможно сантехники выгоняют воздух из системы, или обнаружилась течь у кого то в доме. При этом могут многократно заливать воду в систему и сливать её. Если более двух суток, шума в трубах нет, а тепло так и не поступило, уже можно звонить в УК и рассказывать о вашей ситуации.

При отсутствии проблем с центральной сетью среди причин холодных радиаторов выделяют:

• наличие воздушных пробок в системе;
• засор батарей;
• неправильное подключение элементов сети обогрева.

В каждой ситуации потребуется сделать определенный объем работ, чтобы холодные радиаторы стали горячими.

Малоэффективное обогревательное оборудование

Существует миф о том, что главное, чтобы нагревательный котёл давал достаточное количества тепла, а состояние самой системы отопления, а также радиаторов – вопрос вторичный. Это далеко не так. Даже при правильной работе основного источника тепла, некачественное или изношенное оборудование даже в одной квартире, может существенно снижать общую температуру как во всём доме, так и в конкретном помещении. А если у вас собственный отопительный прибор, то позаботьтесь о наличии на радиаторах терморегуляторов.

Понятие «горячие батареи» относительно. В некоторых случаях необходимо поднять температурный режим радиатора, обеспечив более быстрый прогрев воздуха в помещении и избавления от холода. Как правило, в квартирных условиях с централизованной системой отопления первым шагом для исправления подобной ситуации является оформление стандартной заявки-претензии в диспетчерской службе управляющей компании (УК). Важно помнить, что существуют определённые нормативы, которые не всегда совпадают с личными предпочтениями жильцов:

• кухня – 18оС;
• ванная – 25оС;
• жилые комнаты – 18оС;
• угловые комнаты – 20оС.

Прибывшие представители коммунальных служб в обязательном порядке проводят официальные замеры температурного режима. Если будет установлена справедливость претензий жильцов, то управляющей компанией принимаются меры, направленные на нормализацию отопления в квартире. При несостоятельности жалобы придётся повышать температуру альтернативными способами, приобретая специальные отопительные приборы.

Плохая работа по отбору персонала в УК

Очень часто жильцы многоквартирных домов попадают в руки плохо работающей управляющей компании, дело даже не в годах её существования, а в подборе кадров. Даже при достаточно неплохом оборудовании неграмотные специалисты могут свести на нет все усилия жильцов и затраты на оборудование. Ошибки могут заключаться в неправильной настройке оборудования, излишней или недостаточной нагрузке на сети, а как следствие – возникновение аварий, сбоев в работе и понижение температуры в квартирах. При неправильном уходе за теплосетями оборудование выходит из строя гораздо быстрее.

В этом случае хорошим решением будет смена УК. Это можно сделать общим собранием жильцов.

Ошибки при возведении и реконструкции зданий

Очень часто виной холодных батарей могут стать ошибки ещё на стадии проектирования дома или при его возведении. Причиной теплопотерь может стать низкая энергоэффективность строения, некачественные материалы, а также плохая тепловая защита. Особенно этот вопрос актуален для зданий, которые относятся к ветхим или требующим капремонта. Бывают ситуации, когда отсутствие теплоизоляции сетей приводит к существенным тепловым потерям, а значит, и к дополнительным тратам.
Самовольное подключение дополнительных радиаторов или изменение нагрузки на теплосети

Очень часто причину теплопотерь стоит искать буквально на пороге лестничкой клетки либо этажом выше или ниже. Очень часто в угоду собственного комфорта ваши соседи подключают к трубам дополнительные радиаторы, таким образом, увеличивая нагрузку на сети. Это касается не только отопления, но и электроприборов, а также тёплых полов. В результате, у соседей могут возникать большие перепады в температуре, а также перебои с подачей электричества.

Помните, в любом деле с задачей лучше всего справятся специалисты. Ведь от вашего вмешательства могут пострадать все жильцы дома

Если вы сталкивались с подобными ситуациями в своём доме, обязательно расскажите об этом. Возможно, ваш опыт поможет избежать многих ошибок. Кроме того, обязательно отблагодарите автора публикации «лайком»!

Причина  тепло уходит на улицу.

Еще один способ увеличить теплоотдачу радиатора – установить за ним тепловой отражатель или экран из алюминиевой фольги, которые направят тепловую энергию в помещение, а не на стену дома. Вы сможете получать на 15 процентов больше тепла от батареи, которое уходит на прогрев неутепленной снаружи стены, отдающей полезное тепло улице. Если ваши радиаторы за время службы несколько раз перекрашивали, то снимите с них всю старую краску и покрасьте заново в один слой. Помните: каждый новый слой снижает отдачу тепла на 10 процентов.

Большие потери тепла

Проверка тепловых потерь в системе отопления легко осуществляется при помощи специального высокоточного измерительного прибора – тепловизора. Такое устройство делает видимым инфракрасное излучение, отдаваемое окружающими объектами, и помогает бесконтактным способом измерить температуру с точностью 0,1°С или выше. Данные выполняемых замеров дисплей прибора отражает в виде цветного изображения, на котором каждый оттенок имеет соответствие строго определённому температурному диапазону.

Одним из проверенных временем и эффективных вариантов повышения тепловой отдачи батареи и снижения потерь тепла является монтаж за радиатором специального отражателя или экрана, изготовленного на основе алюминиевой фольги. Такое очень простое и дешёвое приспособление обеспечит направление тепловой энергии от стены дома непосредственно в помещение. Как показывает практика, применение такого отражающего экрана позволяет повышать тепловую эффективность системы отопления на 12-15%. Кроме прочего, категорически не рекомендуется покрывать радиатор несколькими слоями краски. В этом случае потери тепла часто достигают тех же 10-12% и при горячих батареях вам холодно в квартире.

«Фонят» окна

Даже самые современные и дорогостоящие пластиковые окна могут стать причиной потери тепла в результате неправильного остекления. Особого внимания требуют неправильно заделанные стыки, образующиеся между подоконником или стеной и оконной рамой. Все проблемные участки в обязательном порядке обрабатываются силиконовыми герметиками или специальной монтажной пеной.

Проблемы с новыми окнами – это скорее исключение из правил. Чаще всего сквозняки возникают при наличии в помещении старых окон с деревянными рамами. И какими горячими радиаторы не делай, все равно будет холодно в квартире.  В этом случае единственным способом избавиться от потерь тепла через оконные проёмы раз и навсегда станет установка новых пластиковых окон многокамерного типа, выпускаемых хорошо себя зарекомендовавшими производителями.

Неутеплённые стены, полы и потолки

Большие проблемы с отоплением чаще всего испытывают жильцы угловых квартир и владельцы жилых помещений с недостаточно утеплёнными стенами, полами и потолками. Как правило, самая простая ревизия позволяет выявить в таких квартирах наличие в стенах, потолочных перекрытиях и полах трещин и зазоров, легко пропускающих внутрь холодные воздушные массы и выпускающих из помещения прогретый воздух.

Для заделки трещин стен, полов и потолков применяются специальные грунты и шпаклёвочные составы. При необходимости выполняется армирование. Хороший результат даёт использование специальных утеплителей. Выбирая теплоизолирующие материалы нужно обращать внимание на следующие параметры:

• показатели теплопроводности;
• уровень паропроницаемости;
• простота монтажных работ;
• общий объём усадки;
• масса и плотность;
• гигроскопичность;
• долговечность;
• горючесть;
• толщина.

Как ремонт квартиры поможет избавиться от холода зимой?

Если батареи горячие, но в квартире холодно, решить проблему поможет проведение локального ремонта, а именно:

• замена старых радиаторов отопления на новые с предварительным расчетом теплоотдачи;
• монтаж теплых полов, как дополнительного способа обогрева;
• установка экранов из алюминиевой фольги за батареями, чтобы тепло не уходило в стену;
• удаление нескольких слоев старой краски с радиаторов и повторное окрашивание;
• заделывание щелей и трещин – используется герметик, шпатлевка, штукатурка;
• укладка теплоизоляции по периметру квартиры.

Жителям последних этажей стоит проверить утеплитель на чердаке. Если он отсутствует, необходимо жаловаться представителям управляющей компании – они должны устранить нарушения.

Причина  щели в окнах.

Если в квартире установлены новые окна, а сквозняк не прекращается, то проблема кроется в неправильно заделанных стыках между рамой и подоконником. Этот дефект достаточно легко устранить – нужно аккуратно замазать проблемное место герметиком. Для устранения глубоких трещин и щелей воспользуйтесь шпатлевкой-замазкой. Смесь не растрескивается и не дает усадки, что позволит вам надолго забыть о проблеме оконных сквозняков. Лучше выбирать составы, которые содержат добавки, препятствующие образованию плесени и грибков.

«Еще одна частая причина сквозняков – испорченный уплотнитель на окнах. Верный признак того, что его пора заменить, – продувание и пыль на подоконнике. В таком случае уплотнитель нужно менять. Это поможет не только избавиться от сквозняка, но и защитит от шума, пыли и грязи, что крайне важно в условиях мегаполиса», – рекомендует эксперт ОБИ.

Воздушные пробки

Самая распространенная причина отсутствия циркуляции теплоносителя ─ воздушные пробки, которые образуются из-за нарушения герметичности, быстрого наполнения системы или в результате нагрева воды. Особенно часто они появляются в квартирах верхних этажей. Называется это явление — завоздушивание системы.

Куда обращаться, если нет возможности спустить воздух самостоятельно?

Если отопление включили, а батареи остались холодными, и у вас нет на радиаторах спускных клапанов и кранов Маевского, то следует обратиться в управляющую компанию или ЖЭК и вызвать сантехника для удаления воздуха из системы.

Обычно профилактическую проверку проводят после подачи теплоносителя в систему, чтобы исключить неравномерный ее прогрев.

Причина  засор в батарее.

Коррозия, осевшие на внутренних стенках отложения – из-за них радиатор может засориться. Если в качестве теплоносителя берется вода из скважины без предварительной очистки, то радиатор быстрее приходит в негодность, невзирая на качество изготовления.

«Если батареи засорились, лучше заменить их на современные модели, которые более устойчивы к коррозии. Например, на биметаллический радиатор, такие батареи обеспечивают стопроцентную проходимость и бесперебойную работу даже при самых загрязненных системах центрального отопления», – советует эксперт ОБИ.

Ситуация : радиаторы чересчур горячие, а в квартире холодно – ликвидируем причины на уровне отдельной жилплощади

Некоторые из предложенных рекомендаций по увеличению теплоотдачи банальны, но вполне действенны, так что не стоит ими пренебрегать. Для частного дома их также можно приспособить.

Убрать декоративные экраны

Многие из нас просто одержимы идеей, чем бы закрыть батареи отопления , но о последствиях мы не задумываемся. А стоило бы, потому что экраны чуть ли не главное препятствие для тепловой конвекции. Любителям эстетики лучше не пользоваться таким способом декора. На крайний случай щитки на время отопительного сезона стоит демонтировать.

Чем короче, тем лучше

Хозяюшки любят длинные и роскошные шторы. Но приходит зима, и что? Наши новые радиаторы горячие, а внутри дома холодно и неуютно. Да, если есть свой котел, можно добавить температуры, однако это все дополнительные траты. Не проще ли хотя бы на зимний сезон повесить короткие шторы и занавески, длиной чуть ниже подоконника. Целесообразно использовать жалюзи или рулонные шторы.

Заклейте или поменяйте окна

До 30% тепла теряется из-за небольших щелей между рамой и откосами или между стеклами и рамой. Чтобы устранить такие неприятности много денег и времени не нужно, так что не ленитесь. В идеале, конечно, есть смысл поменять старые деревянные рамы на пластиковые.

Ошибки подключения

Еще одна причина, из-за которой батареи могут оставаться холодными, ─ неправильное подключение элементов системы отопления. Самая грубой ошибкой считается соединение радиаторов с трубами, при котором подача воды осуществляется снизу. В этом случае секции нагреваются неравномерно, и часть ее остается холодной. Такое чаще всего характерно для бокового подключения. Что делать, чтобы поверхность радиаторов нагревалась равномерно, и в квартире стало тепло? Для этого нужно правильно соединить их с системой.

Слишком большое количество секций также может способствовать неравномерному прогреванию, поскольку циркуляция теплоносителя затруднена. Улучшить ее поможет специальный удлинитель, подключаемый к трубе, которая подает в батарею горячую воду.

Какие радиаторы отопления выбрать для квартиры?

В старых домах еще можно встретить чугунные батареи – классический и долговечный материал, который ранее использовали повсеместно. Сегодня же выбор радиаторов значительно шире, при планировании ремонта в квартире можно рассмотреть несколько моделей:

• алюминиевые – отличаются хорошей теплоотдачей, выглядят стильно и современно;
• стальные – легкие и прочные, но плохо справляются с перепадами давления, не рекомендованы для квартир;
• биметаллические – лучшее сочетание цены и качества, недостатков практически не имеют;
• медные – быстро нагреваются и эффективно отдают тепло, но стоят дорого;
• чугунные – по-прежнему используются, славятся сроком службы, но имеют непривлекательный внешний вид и массивные габариты.

Менять радиаторы нужно после завершения отопительного сезона, то есть в летний период. При первой подаче тепла следует быть внимательнее – могут выявиться протечки. По этой причине следует заказывать монтаж с гарантией: если затопите соседей, направить претензию на возмещение вреда можно будет в строительную компанию.

Ситуация : радиаторы горячие, а дома совсем холодно – устраняем причины на уровне здания

Нет, мы не будем рассматривать чересчур продвинутые методы в виде погодного регулятора тепла или индивидуального теплопункта. Хотя они и позволяют достичь до 40% экономии, но требуют серьезных капиталовложений, поэтому рассмотрим самые доступные. К их числу относятся:

• Ликвидация сквозняков внутри подъезда.
• Балансировка системы отопления.
• Замена оконных рам на площадках.
• Утепление стен, крыши и подвала.

Серьезную помощь при обнаружении теплопотерь могут оказать эноргоаудиторские компании. Когда холодно в новостройке, они с помощью тепловизора выполняют бесконтактные температурные замеры. Полученная таким образом картина тепловых полей дает возможность достоверно определить и устранить место утечки тепла.

На основании таких исследований мы и составили список распространенных источников теплопотерь. Для тех, у кого дома холодно, в то время когда радиаторы горячие, эта информация поможет в устранении дефектов.

Устраняем лишнюю тягу в подъезде

Ожидаемая экономия от такого несложного мероприятия – 7-10%. Вся суть заключается в замене парадных входных дверей. При этом не стоит забывать о выходе на крышу или чердак – там тоже проем нужно надежно закрыть. Стоимость таких операций невысока, а сроки их выполнения весьма коротки.

Ликвидация сквозняков способствует не только сокращению теплопотерь зимой, но и спасает от летнего перегрева. Такой подход вполне оправдан для всех, у кого холодно в частном доме или на даче.

Замена окон

Вторым шагом к энергоэффективности будет установка пластиковых окон. Это касается жилых помещений, но нельзя забывать и об общественных местах. Мера приведет к экономии тепла от 20 до 40%, показатель будет зависеть от качества материала. Хорошее окно обойдется дорого, однако оно гарантирует одновременно и низкую теплопроводность, и оптимальную вентиляцию.

При монтаже важно не забывать об утеплении рамы по всему периметру. Откосы со стороны улицы обязательно нужно заделать, иначе монтажная пена быстро разрушится. Еще один нюанс: резиновый уплотнитель нужно 1-2 раза в год чистить от пыли и обрабатывать глицерином, чтобы он сохранял эластичность.

Теплоизоляция внешних стен, крыши и подвала

Грамотное утепление стен обеспечивает уменьшение теплопотерь на стыках и углах здания. Ожидаемая экономия – около 25%. Технология позволяет избавиться и от увлажнения, которое также снижает энергоэффективность.

Здесь важно выполнить работы комплексно, а не поквартирно, кроме этого такой подход благотворно сказывается на внешнем виде фасада. Методика должна особо заинтересовать жильцов, у которых в квартире радиаторы всегда горячие, а все равно холодно, независимо от температуры «за бортом».

Важно! В случае утепления отдельных участков стены возникает опасность появления плесени или грибка. Это результат образования дополнительного стыка между утепленной и неутепленной зоной. В итоге – краткосрочный эффект без особой экономии.

Далее следует озаботиться теплоизолированием подвала и крыши. Особенно это актуально, когда в комнате на первом или последнем этаже холодно или сыро. Экономия тепла до 15% гарантирована. Тут архиважно изолировать не только пол и трубы отопления, застеклить окна, но и сделать это эффективно, с применением ультрасовременных материалов:

• Минеральная вата.
• Пенополистирол.
• Пенополиуретан.
• Пеностекло и эковата.
• Плиты из каменной ваты.
• Экструдированный пенополистирол.

По площади пол нижнего этажа и крыша вполне сопоставимы с площадью наружных стен, поэтому их теплоизоляция также нуждается в грамотном подходе. Тогда и не будет возникать вопросов, почему батареи теплые, а не горячие.

Модернизация системы отопления

Многие считают, что процесс балансировки системы – сложная и дорогостоящая операция. Это не так. Существует два метода модернизации:

• Установка байпасов на однотрубную систему – делает возможным регулировку нагрева каждого отопительного прибора. Делается это при помощи автоматических терморегуляторов.
• Замена однотрубной системы на двухтрубную – позволяет корректировать распределение тепла по жилым помещениям. Результат обеспечит новый уровень комфорта, когда все источники тепла включены последовательно.

Второй вариант более затратен, но он предпочтительнее, поломка одной из батарей не влечет выход из строя всей системы. Более того, модернизация может стать чуть ли не единственным выходом из положения, когда радиаторы горячие сверху и холодные снизу . В любом случае балансировка снизит потребление тепла, а следовательно, и затраты на его оплату.

В довершении эпопеи можно реализовать еще один шаг к энергетической эффективности. Он заключается в установке принудительной вентиляции и рекуператоров. Первое отлично очищает воздух, а второе – использует теплоту вентилируемого воздуха в целях дополнительного обогрева в зимнее время.

Хотите долговечную батарею? Играйте в Hot and Cold

Примерно в это время каждый год Тихоокеанский Северо-Запад наслаждается временным изобилием возобновляемой энергии. Поток растаявшего снега скапливается за обильными плотинами региона, а сильные штормы дуют по ущельям, толкая массивы ветряных турбин. Но в конце лета стихия смягчается. Во время депрессивного состояния такие штаты, как Орегон и Вашингтон, все больше полагаются на другие, часто более грязные источники энергии, такие как природный газ и уголь, добываемые их соседями.

Природа не всегда работает, когда нам это нужно. Что является проблемой для большинства возобновляемых источников энергии. (У немцев есть слово dunkelflaute , или «темная депрессия», для описания периодов, когда солнце и ветер исчезают одновременно.) как заполнить эти сезонные пробелы. Может быть, в Калифорнии есть лишнее летнее солнце, или на Среднем Западе есть ветер, дающий им возможность торговать. Однако это сложно. Во-первых, не хватает проводов для соединения этих мест. Кроме того, в Калифорнии есть тот же крайний срок для производства энергии с нулевым выбросом углерода — 2045 год, что усложняет межрегиональное совместное использование. Но есть и другой вариант: накопить энергию этих временно буйных ветров и таяния снежного покрова, чтобы продержаться в трудные времена.

В Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории исследователи нашли одно из возможных решений: аккумуляторная батарея, которая сохраняет энергию в течение нескольких месяцев, используя собственный тип замораживания и оттаивания. Большинство аккумуляторов пропускают энергию по своей конструкции. Чтобы заряжать и высвобождать энергию, они полагаются на легкое движение ионов через жидкий электролит. Но иногда эти ионы проскальзывают, когда нет потребности в энергии. Вот почему батарея электромобиля, оставленного без дела, со временем разряжается. Батарея ПННЛ, описанная в Cell Reports Physical Science в прошлом месяце перекрывает протекающий кран, фактически замораживая трубы. Он основан на электролите, состоящем из расплавленной соли, которая становится жидкой, когда батарея нагревается до 180 градусов по Цельсию (это 356 градусов по Фаренгейту), позволяя ионам проходить через нее. Когда он остывает, соль становится твердой. Ионы захвачены, застыли на месте, как и энергия.

Батареи обычно не считаются идеальным средством для хранения энергии в течение нескольких недель или месяцев. Для этого эксперты по электросетям часто ищут решения, основанные на физике — такие вещи, как закачка воды в приподнятые резервуары, которые можно использовать позже, или сжатие воздуха в подземных пещерах, или использование избыточной возобновляемой энергии для создания топлива, такого как водород. Принято считать, что батареи слишком дороги, чтобы создавать их в больших масштабах для этой цели. Их слишком сложно изготовить, и они слишком напичканы ценными минералами, чтобы сидеть сложа руки, пока они полностью заряжены. Но все чаще исследователи обращают внимание на нерешенную химию старых и часто более дешевых конструкций аккумуляторов.

Аккумуляторы с расплавленной солью относятся к этой категории. В 1980-х автопроизводители, такие как Ford, рассматривали их для электромобилей, но вскоре литий-ионные батареи закрепились в небольшой электронике, например, в сотовых телефонах. Эта технология стала настолько доминирующей отчасти потому, что ее так легко перезарядить — просто вопрос движения ионов, перемещающихся взад и вперед по клетке. В других типах батарей происходят более сложные химические и физические изменения, которые труднее обратить вспять. Это все равно, что разбить вазу, а затем попытаться снова ее собрать.

Метод замораживания-оттаивания создает некоторые из этих проблем, потому что это означает, что материалы внутри физически изменяются, то есть расширяются и сжимаются перед каждым использованием. «Вы разрываете множество связей, а затем пытаетесь восстановить их», — говорит Винсент Спренкл, руководитель технических программ по хранению энергии в PNNL. Решение состоит в том, чтобы спроектировать аккумулятор, который будет удивительно стабильным, сочетая такие металлы, как никель и алюминий, которые прекрасно уживаются друг с другом, а также добавляя гранулы серы для повышения стабильности. Прототип, который создали исследователи, небольшой — канистра размером с хоккейную шайбу. Чтобы активировать его, они нагревали его в печи до 180 градусов по Цельсию. «Вы можете сделать это в духовке у себя дома», — говорит Миньюан Миллер Ли, ученый-аккумулятор из PNNL, который руководил исследованием. Получившаяся батарея сохранила более 9Исследователи сообщают, что через три месяца в него вложено 0 процентов энергии. (Потери были в основном связаны с преждевременным перемещением ионов по мере постепенного нагрева батареи.)

Новые литий-ионные батареи, которые хорошо работают в палящую жару и сильный холод в лютые морозы и палящую жару.

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) разработали новые литий-ионные аккумуляторы, которые хорошо работают при морозе и палящем зное, сохраняя при этом много энергии. По словам исследователей, этот подвиг был достигнут путем разработки электролита, который не только универсален и надежен в широком диапазоне температур, но также совместим с высокоэнергетическими анодом и катодом.

Термостойкие батареи описаны в статье, опубликованной 4 июля в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) .

Аккумуляторы, основанные на этой технологии, могут позволить электромобилям в холодном климате проехать большее расстояние без подзарядки. Они также могут уменьшить потребность в системах охлаждения, чтобы аккумуляторы автомобилей не перегревались в жарком климате, сказал Чжэн Чен, профессор наноинженерии в Инженерной школе Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Франциско и старший автор исследования.

«Вам нужна высокотемпературная эксплуатация в районах, где температура окружающей среды может достигать трехзначных цифр, а на дорогах становится еще жарче. В электромобилях аккумуляторные батареи обычно находятся под полом, недалеко от этих горячих дорог», — пояснил Чен, который также является преподавателем Центра устойчивой энергетики и энергетики UCSD. «Кроме того, батареи нагреваются просто от того, что во время работы проходит ток. Если аккумуляторы не выдержат такой прогрев при высокой температуре, их производительность быстро ухудшится».

Первый автор исследования Гуоруи Цай, научный сотрудник в области наноинженерии из Калифорнийского университета в Сан-Диего, готовит батарейный отсек для испытаний при минусовой температуре. Предоставлено: Дэвид Байо/Инженерная школа Джейкобса в Калифорнийском университете в Сан-Диего,

В ходе испытаний экспериментальные батареи сохранили 87,5% и 115,9% своей энергоемкости при температуре от -40 до 50 °C (от -40 до 122 °F). соответственно. У них также был высокий кулоновский КПД 98,2% и 98,7% при этих температурах соответственно, что означает, что батареи могут подвергаться большему количеству циклов зарядки и разрядки, прежде чем они перестанут работать.

Батареи, разработанные Ченом и его коллегами, устойчивы как к холоду, так и к жаре благодаря своему уникальному электролиту. Он изготовлен из жидкого раствора дибутилового эфира, смешанного с солью лития. Особенностью дибутилового эфира является то, что его молекулы слабо связываются с ионами лития. Другими словами, молекулы электролита могут легко отдавать ионы лития во время работы батареи. Это слабое молекулярное взаимодействие, как обнаружили исследователи в ходе предыдущего исследования, повышает производительность батареи при отрицательных температурах. Кроме того, дибутиловый эфир может легко выдерживать тепло, поскольку он остается жидким при высоких температурах (его температура кипения составляет 141 °C или 286 °F).

Высокотемпературные характеристики аккумуляторных ячеек, испытываемые в печи, нагретой до 50 °C. Авторы и права: Дэвид Байо/Инженерная школа Джейкобса в Калифорнийском университете в Сан-Диего

Стабилизация литий-серных химических процессов

Особенность этого электролита заключается в том, что он совместим с литий-серными батареями, которые представляют собой перезаряжаемые батареи с анодом. из металлического лития, а катод из серы. Литий-серные батареи являются неотъемлемой частью аккумуляторных технологий следующего поколения, поскольку они обещают более высокую плотность энергии и более низкую стоимость. Они могут хранить в два раза больше энергии на килограмм, чем современные литий-ионные батареи — это может удвоить запас хода электромобилей без увеличения веса аккумуляторной батареи. Кроме того, сера является более распространенной и менее проблематичной для получения, чем кобальт, используемый в катодах традиционных литий-ионных аккумуляторов.

Но есть проблемы с литий-серными батареями. И катод, и анод сверхреактивны. Серные катоды настолько реактивны, что растворяются во время работы батареи. Эта проблема усугубляется при высоких температурах. А литий-металлические аноды склонны к образованию игольчатых структур, называемых дендритами, которые могут пробивать части батареи, вызывая ее короткое замыкание. В результате литий-серные батареи работают только до десятков циклов.

Чжэн Чен, профессор наноинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего. Предоставлено: Дэвид Байо / Инженерная школа Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего

«Если вам нужна батарея с высокой плотностью энергии, вам, как правило, нужно использовать очень жесткую и сложную химию», — сказал Чен. «Высокая энергия означает, что происходит больше реакций, что означает меньшую стабильность, большую деградацию. Создание стабильной высокоэнергетической батареи само по себе является сложной задачей, а попытка сделать это в широком диапазоне температур еще сложнее».

Электролит на основе дибутилового эфира, разработанный исследовательской группой UCSD, предотвращает эти проблемы даже при высоких и низких температурах. Аккумуляторы, которые они тестировали, имели гораздо более длительный срок службы, чем обычные литий-серные аккумуляторы. «Наш электролит помогает улучшить как сторону катода, так и сторону анода, обеспечивая при этом высокую проводимость и межфазную стабильность», — сказал Чен.

Команда также разработала серный катод, чтобы сделать его более стабильным, привив его к полимеру. Это предотвращает растворение большего количества серы в электролите.

Следующие шаги включают масштабирование химического состава батареи, ее оптимизацию для работы при еще более высоких температурах и дальнейшее увеличение срока службы.

Ссылка: «Критерии выбора растворителя для температуростойких литий-серных аккумуляторов». Соавторами являются Guorui Cai, John Holoubek, Mingqian Li, Hongpeng Gao, Yijie Yin, Sicen Yu, Haodong Liu, Tod A. Pascal и Ping Liu, все из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Труды Национальной академии наук .

Эта работа была поддержана грантом факультета ранней карьеры от НАСА. . Он отвечает за гражданскую космическую программу, а также за аэронавтику и аэрокосмические исследования. Его видение заключается в том, чтобы «открывать и расширять знания на благо человечества». Его основными ценностями являются «безопасность, добросовестность, командная работа, превосходство и инклюзивность». НАСА проводит исследования, разрабатывает технологии и запускает миссии для исследования Земли, Солнечной системы и Вселенной за ее пределами. Он также работает над повышением уровня знаний в широком спектре научных областей, включая науку о Земле и космосе, планетологии, астрофизику и гелиофизику, и сотрудничает с частными компаниями и международными партнерами для достижения своих целей.