Как правильно подключить батареи отопления биметаллические: Монтаж радиатора отопления в квартире.

Как правильно подключить батареи отопления биметаллические

Установка биметаллических радиаторов покажется сложной человеку, незнакомому с трубопроводными фитингами и разводными ключами. В случаяе, когда требуется просто заменить старую чугунину на биметалл без переваривания отводов, можно попробовать сделать все это своими руками.

Как сделать это квалифицированно и красиво, вы можете узнать, ознакомившись с приведенным ниже материалом.

Конструктивные особенности биметаллических радиаторов

Эти красивые отопительные приборы появились в обиходе одновременно с понятием евроремонта. Соединяя в себе достоинства стали и алюминия, они отличаются большим запасом прочности, выдерживают до 40 атм давления и в разы превосходят стальные и чугунные радиаторы по теплоотдаче.

Внутренние магистрали циркуляции теплоносителя у них из стали, а ребристая рубашка, передающая тепло в помещение из окрашенного порошковой краской алюминия. Поэтому они долговечны, удобны в монтаже и красивы.

Особенно популярны секционные приборы, с ниппельным соединением секций, удобные тем, что количество секций можно привести в соответствие с вашими потребностями.

Как правильно рассчитать количество секций?

Самая известная формула для расчета необходимого числа ребер:

1. S – площадь комнаты;
2. Тепловая R – мощность секции;
3. K – число ребер.

К примеру, в помещении площадью 22 метра, по этой формуле потребуется 12-секционный радиатор, с тепловой мощностью одной секции 175 Вт.

Некоторые считают проще, исходя из расчета одной такой секции, на два м.кв. Формулы можно применять для помещений, с высотой меньше трех метров.

В отдельных случаях при расчетах применяются поправочные коэффициенты:

• Для угловых комнат умножают количество секций на 1,2;
• Если комната остеклена энергосберегающими стеклопакетами, применяют такой же понижающий коэффициент;
• В комнатах с несколькими окнами, радиаторы ставят под каждым окном, разделяя общую потребность в секциях на количество окон.

Инструменты для монтажа и арматура

Для качественной сборки и установки секционного радиатора потребуются следующие материалы и арматура:

• Определенное расчетом количество секций;
• Четыре проходные пробки, с резьбовым отверстием на 3/4 дюйма. Они могут быть с правой или левой резьбой в зависимости от способа врезки и положения радиатора относительно отопительного стояка;
• Кран Маевского и заглушка;
• Регулировочные краны на 3/4 дюйма;
• Две «американки», как называют мастера паковочные резьбовые переходы, такого же диаметра;
• Сантехнический лен и герметик, для резьбовых соединений;
• Крепежные кронштейны с дюбелями.

Необходимо подготовить специальный инструмент:

• Ниппельный ключ, соответствующей конфигурации;
• Набор разводных и рожковых ключей;
• Зажимные универсальные клещи;
• Уровень и рулетка;
• Перфоратор.

Схемы и варианты установки

Варианты установки биметаллических радиаторов не отличаются от любых других. Наиболее популярные схемы подключения:

• Боковое подключение выбирают для стояковой системы отопления, используемой в многоэтажных домах. Обычно отвод с подающего стояка соединяется с верхом радиатора, а обратка принимает теплоноситель снизу;
• В частных, одно и двух-этажных домах получила распространение горизонтальная система разводки труб отопления, называемая “Ленинградской”. Согласно ей можно вводить подачу в верхнюю пробку радиатора, а выводить из нижней, диаметрально противоположной. Этот способ установки наиболее оптимален с точки зрения циркуляции теплоносителя через регистры;
• В качестве варианта Ленинградской системы допускается производить подачу и выход теплоносителя в нижние пробки радиаторов.

Этапы монтажа

Установку и подключение биметаллической батареи можно разбить на четыре этапа :

• Начинать следует со сборки батареи. Ниппеля с прокладками чуть наживляют в резьбах осевых отверстий одной блок секции и приставляют к ним еще одну секцию или блок из нескольких. У ниппеля с каждой стороны своя резьба. Поэтому, когда мы начинаем крутить его ниппельным ключом, он плотно стягивает секции, а прокладка герметизирует стык;
• Затем производим укрупненную сборку фитингов. В проходные гайки, две левых и две правых, пакуем заглушку, кран Маевского, и резьбы американок. Герметизация заглушки и крана Маевского обеспечивается уплотнительными резиновыми кольцами. Американка пакуется на сантехнический лен, увлажненный олифой или герметиком;
• Установка оборудованных уплотнительными кольцами проходных гаек не вызывает затруднений. Нужно запомнить, что кран Маевского предназначен для спуска воздуха и обязательно располагается вверху. Расположение остальных фитингов зависит от схемы подключения;
• Чтобы подогнать батарею под существующие отводы, необходимо, подставив ее в рабочее положение, наметить место хотя бы одного кронштейна. Остальные размечаем с помощью линейки и уровня, перенося размеры с радиатора на стену. Кронштейны должны быть с резьбой и дюбелями. Тогда можно будет регулировать расстояние батареи от стены. Это делается поворотами кронштейна по, или против часовой стрелки.

Какой теплоноситель подходит для биметаллических радиаторов?

Внутренности у рассматриваемых приборов стальные и они пригодны для воды, но могут использоваться с любыми типами незамерзающих жидкостей, тосолов и антифризов, многие из которых способны защищать металл от коррозии.

Можно ли нарастить биметаллические радиаторы?

Удобно наращивать секции батареи при стояковой системе. Для этого:

• Выкручиваем проходные гайки с заглушкой и краном Маевского;
• Наживляем ниппеля с прокладками в открывшиеся отверстия;
• Приставляем дополнительный блок секций и орудуя ниппельным ключом. стягиваем секции в единую конструкцию;
• В случае с Ленинградской системой, придется снимать радиатор, скручивать секции на полу, а потом переваривать трубную подводку.

Распространенные проблемы, почему не греют биметаллические радиаторы?

У биметаллических приборов нет особенных причин не нагреваться. Но, всё-таки, в них перестает циркулировать теплоноситель:

• Они засоряются грязью, поступающей с теплотрассы недобросовестного поставщика тепла;
• В них скапливается воздух, что легко устраняется краном Маевского;
• Котельная не поддерживает требуемые параметры температуры и давления теплоносителя;
• На трубах накапливается накипь и ржавчина.

Биметаллические радиаторы — устройства, состоящие из двух материалов. Обычно это сплав алюминия со сталью, хотя встречаются другие варианты.

Подобные батареи пользуются высоким спросом благодаря комбинации хороших характеристик.

Процесс подготовки к подключению от котла

Предварительные работы весьма важны перед монтажом радиаторов отопления:

В некоторые модели включены переходники и прокладка, иногда их нужно докупить. При ручной замене понадобятся инструменты — ключи, подходящие по размеру. И также необходимо приобрести герметик.

• Проверка труб на совместимость с новой батареей. Внешний слой биметаллического устройства выполнен из алюминия, которые не сочетается с мягкими материалами. Например, потребуется заменить медную обвязку или краны. В противном случае системе грозит скорое разрушение.
• Подбор места размещения батареи. Это особенно касается креплений, если происходит замена старого устройства.

Окончив подготовку, переходят к выбору схемы подключения. В первом пункте указано, что следует выбирать вариант, аналогичный старому. Это позволит не перестраивать всю систему и сохранит текущий КПД. Процесс работы достаточно прост и описан ниже.

Важно! По окончании проводят комплекс испытаний, известный как опрессовка. Она включает проверки водой, теплом и пневматикой.

Методы подключения и схемы

Существует три метода монтажа радиаторов:

• Боковой: подачу присоединяют к верхней части батареи, а обратку к нижней, причём с одной стороны. Этот вариант эффективен если количество секций не превышает 10. В противном случае удалённая часть будет слабо прогреваться, что снизит КПД. Подобная схема подключения наиболее распространена в многоквартирных домах.

​

Фото 1. Три распространенные схемы подключения биметаллических радиаторов отопления и их примерные теплопотери.

• Нижний: обе трубы подводят с одного края, горизонтально, что помогает скрыть обвязку, создать красивый интерьер. Применяется в хорошо прогреваемых помещениях или в сочетании с тёплыми полами. Это связано со слабым прогревом радиаторов, по которым вода должна подниматься наверх.
• Диагональный: подачу монтируют к верхней части батареи, а обратку — к нижней, но с другого бока. Теплоноситель легко растекается по всему объёму, что делает данную схему наиболее эффективной.

При монтаже нового устройства в многоквартирном доме нужно выбирать тот же вариант, что задуман инженерами. В частном строении следует ориентироваться на личные предпочтения и расчёты.

Как правильно подключить биметаллический радиатор отопления в квартире

Определившись со схемой, подготавливают детали:

• батарею;
• трубы;
• краны;
• клапан спуска воздуха;
• переходники;
• запорную арматуру;
• кронштейны;
• прокладки.

Справка! Большинство деталей идут

в комплекте с радиатором. При отсутствии некоторых компонентов, их необходимо докупить.

Сам процесс заключается в 6 шагах:

1. Демонтаж старого устройства. Он начинается на подготовительном этапе со слива воды из текущей батареи. Для этого перекрывают вентиль на подаче и открывают на обратке. Затем следует удаление участков труб, примыкающих к магистрали. Обычно их просто выкручивают. Если соединения не имеют резьбы, используют приборы для нагрева.
2. Разметка точек крепления батареи. Для этого радиатор прикладывают к предполагаемому месту монтажа. Понадобятся не менее двух людей: пока один держит, второй метит карандашом (или другим предметом, в зависимости от покрытия). Следует помнить, что трубы должны состыковываться, а для выравнивания использовать строительный уровень.

Для радиаторов из трёх секций достаточно одного крепления, из 4–6 — двух, из 7–9 — трёх, в остальных случаях — четырёх.

Пять и больше требуются при монтаже очень длинных конструкций, применение которых нецелесообразно из-за снижения КПД.

1. Установка радиатора. Устройство ставят на крепления, так, что горизонтальный коллектор получается подвешенным. Следует учитывать, что биметаллические радиаторы надо подключить и испытать в заводской упаковке. Это помогает при обнаружении проблем: после неудачной опрессовки батарею легко демонтируют и возвращают производителю для устранения неисправностей или замены на новую. Рабочий прибор закрепляют, вкручивая в резьбу. Иногда трубы просто приваривают, что зависит от определённой обвязки.
2. Установка крана Маевского. Устройство всегда включено в комплект к радиатору. Его размещают в любой доступной для обслуживания точке батареи, затягивая динамометрическим ключом. Такой способ укрепления поможет избежать превышения напряжения выше нормы. Затем проводят монтаж запорной арматуры и регулятора температуры, если последний используют.
3. Соединение с теплопроводной системой отопления. Биметаллические радиаторы нельзя зачищать наждаком или напильниками, поскольку испортится обшивка. Это приведёт к возникновению течей, в редких случаях переходящих в прорыв.

Особенности подведения батарей в частном доме

Во время монтажа нужно соблюдать принципы, описанные выше. Последовательное размещение компонентов и тщательный контроль над процессом позволит создать систему, способную долго работать от котла без дополнительного обслуживания.

Важно! При выборе места следует выбирать участки со свободным доступом. Это сделает возможный ремонт удобнее. И также облегчит перекрытие кранов при необходимости проведения опрессовки.

Принципиально схемы ничем не отличаются от тех, что используют в квартирах. Установка биметаллического радиатора довольно проста, но для соблюдения точности будет правильно пригласить специалиста.

Полезное видео

Посмотрев видео, можно ознакомиться с процессом обвязки, пайки труб, установки самого радиатора.

Важность качественной работы

Качественный монтаж — основа длительной эксплуатации. Ошибки, допущенные в процессе работ, могут привести к поломке. В первую очередь, это касается кранов, сварки, прокладок и герметичных стыков.

Схема подключения биметаллических радиаторов отопления значительных отличий от других типов отопительных устройств не имеет, исходя из этого обращение отправится об неспециализированных правилах монтажа батарей. Наряду с этим мы отметим кое-какие особенности и нюансы, и поведаем, как подключить биметаллический радиатор отопления.

Биметаллические радиаторы отопления

Сравнительная черта с другими видами батарей

Для начала нужно осознать, какие конкретно радиаторы отопления бывают, и чем они отличаются друг от друга.

Перечислим главные виды:

• Чугунные батареи – один из самых распространенных типов, который видится в большинстве квартир советской застройки. Представляет собой систему соединенных чугунных секций с достаточно большой массой и толстыми стенками. Отличается большой долговечностью и прочностью, но имеет низкий КПД и теплоотдачу, и необходимо отметить громадную тепловую инерцию;
• Металлические трубчатые регистры – это система труб большого диаметра, либо одна труба в виде S-образного изгиба (пример – полотенцесушитель). Этот тип устройств в большинстве случаев устанавливают в громадных помещениях – концертных залах, кинотеатрах, спортивных комплексах, супермаркетах. Отличаются высокой большим объёмом и мощностью теплоносителя;
• Металлические панели отопления. Являются сваренные профилированные пластины из стали, в которых имеются каналы для циркуляции теплоносителя. Имеют достаточно низкую стойкость к гидроударам и низкую прочность, подвержены коррозии и не весьма надежны;
• Алюминиевые радиаторы – более современный тип батарей, который отличается повышенной теплоотдачей и КПД, низким низкой массой и объёмом теплоносителя прибора. За счет низкой тепловой инерции прекрасно поддаются автоматической и ручной терморегулировке. Требовательны к его кислотности и качеству теплоносителя, имеют срок службы и среднюю прочность;
• Бронзовые батареи – являются системой трубок с пластинчатым оребрением. Отличаются самой высокой теплоотдачей и КПД, стойкостью и высокой прочностью к гидроударам, длительным сроком и отсутствием коррозии работы. Единственный недочёт бронзовых агрегатов – большая цена;
• Биметаллические радиаторы снаружи и по конструкции напоминают алюминиевые устройства с той отличием, что внутренние стены каналов выполнены из стали либо меди. Так удается повысить эффективность и теплоотдачу батареи, но сохранить ее долговечность и прочность.

Чтобы выяснить основную отличительную линии биметаллического прибора, направляться лучше разобраться в его конструкции. Главная задача любой батареи на жидком теплоносителе – обеспечить большую теплопередачу от теплоносителя окружающей среде, наряду с этим иметь достаточный запас механической и коррозионной прочности для долгой действенной работы.

Степень теплоотдачи зависит от толщины стенок и теплопроводности металла. Наиболее теплопроводные материалы – медь и алюминий, исходя из этого самые действенные устройства сделаны из цветных металлов.

Иначе, самую большую прочность демонстрирует чёрные металлы и сталь. Но они подвержены коррозии и имеют низкую теплопроводность. Наряду с этим сталь существенно дешевле алюминия и меди, что кроме этого есть преимуществом.

Конструкция биметаллического радиатора отличается тем, что внутренние стены каналов выполнены из прочной антикоррозионной стали либо чистой меди, а оребрение и внешние стенки выполнены из легкого и теплопроводного алюминия. Это решение разрешило совместить цветных металлов и преимущества стали в одном приборе.

Обратите внимание! Биметаллические радиаторы совместили в себе преимущества изделий из тёмных и цветных металлов, став наиболее прогрессивным и современным видом отопительных устройств.

Преимущества и недочёты

Рассмотрим хорошие и отрицательные стороны применения агрегатов с комбинированными металлами в составе. Начнем с преимуществ:

Преимущество	Описание
Большая механическая прочность	Сердцевина прибора выполнена из высокопрочной антикоррозионной стали, которая способна выдерживать рабочее давление в пределах 40 атм., большие гидроудары и внешние механические действия
Долговечность	Срок работы этого типа батарей образовывает от 20 до 50 лет. Это достигается применением и высоким качеством сборки наиболее подходящих материалов
Высокая теплоотдача	Теплопроводность алюминия в четыре раза превышает теплопроводность стали, а медь в два раза теплопроводнее алюминия. Теплоотдача одной секции биметалла образовывает 150 – 180 Вт, что существенно выше, чем у одноэлементных моделей
Отсутствие электрохимических процессов	Так как внутренние поверхности каналов выполнены из стали, как и трубы, в системе не появляется гальванических электрохимической коррозии и процессов
Хорошая регулировка	Агрегаты отличаются весьма маленькой емкостью теплоносителя, что в сочетании с хорошей теплопроводностью материалов разрешает осуществлять действенную регулировку температуры за счет термостатических клапанов
Прекрасный дизайн	Свойство алюминия к литью разрешает создавать каждые формы корпусов, а современные виды покрытий и красок делают внешний вид батарей особенно привлекательным

К недочётам модели возможно отнести ее требования и высокую стоимость к качеству сборки и изготовления. Совмещать материалы направляться со строгим исполнением разработки, в противном случае прибор прослужит недолго и не будет соответствовать перечисленным параметрам.

Обратите внимание! Биметаллический конвектор возможно отнести к наиболее успешным и прогрессивным типам отопительных устройств.

Схемы подключения батарей отопления

Подключение биметаллических радиаторов выполняется по тем же правилам, что и для остальных типов батарей.

Рассмотрим стандартные схемы обвязки:

1. Диагональное подключение. Подающая труба входит в верхнее отверстие, а обратка выходит из нижнего отверстия иначе. Считается наиболее действенным методом, снабжает всецело равномерный прогрев и большую отдачу тепла;
2. Боковое подключение. Подающая труба входит в верхнее отверстие, а обратка выходит из нижнего с той же стороны. При количестве секций до 12 штук отличий от диагонального типа фактически не имеет, но с возрастанием этого количества существенно уступает;
3. Верхнее подключение. Подача входит в верхнее отверстие с одной стороны, обратка выходит из верхнего отверстия с обратной стороны. Достаточно действенный метод;
4. Нижнее подключение. выход и Вход теплоносителя осуществляется через нижние отверстия с обеих сторон. Прогрев менее равномерен и не так действен;
5. Подключение в одну точку. В прибор заходит лишь одна труба. Метод наименее действенный и употребляется редко.

Кроме этого направляться не забывать, что существуют однотрубные и двухтрубные системы отопления. Не смотря на то, что, с позиций обвязки радиатора — это не столь значительно. Большая часть внутридомовых разводок имеют однотрубный тип.

Обратите внимание! В однотрубных системах для ремонтопригодности приборов и нормальной регулировки их направляться подключать через байпас.

Монтаж радиатора

Для тех, кто решил установить радиатор своими руками, нами подготовлена инструкция.

Мы рассмотрим однотрубную систему с боковым подключением:

1. В соответствии с схеме производителя монтируем крепежные кронштейны;

1. Делаем сборку батареи отопления. В верхнее отверстие вкручиваем кран Маевского, в нижнее под ним – заглушку. В два остальных вворачиваем хвостовики запорного и регулировочного кранов, регулировочный – сверху;

1. Навешиваем и фиксируем батарею на стене;

1. В трубу подачи вкручиваем терморегулировочный клапан и соединяем его с хвостовиком, установленным в отверстие батареи;

1. В обратку монтируем запорный шаровый кран, который соединяем с хвостовиком, установленным в нижнее отверстие;

1. Трубы подачи и обратки соединяем через байпас, на который кроме этого ставим регулировочный кран.

Обратите внимание! Применяйте лишь переходники и качественные муфты, хорошую запорно-регулировочную арматуру. Обычные фитинги делают из сантехнической бронзы.

Вывод

Биметаллический радиатор отопления – красивый выбор для отопления современной квартиры либо загородного дома. Устройства отличаются высокими эксплуатационными показателями, а разобраться с правилами их монтажа окажет помощь видео в данной статье.

Как подключить батарею отопления правильно: схема подключения

Проектируя отопление или планируя замену старых обогревательных приборов в квартире или частном доме, владельцы часто думают о том, возможно ли подключение батарей отопления своими руками. По сути, если разобраться, подключение батареи – процесс довольно трудоёмкий и отнимающий много времени, однако его вполне возможно выполнить своими руками, если придерживаться инструкции и все операции выполнить правильно.

Читайте также: Как правильно подключить батарею отопления?

Необходимо учитывать, что от того, насколько правильно выполнена обвязка батарей отопления, будет зависеть температурный комфорт в доме или квартире. Нужно хорошо изучить варианты разводки, способы, которыми может осуществляться подводка радиаторов, грамотно провести теплотехнический расчёт, проследить, чтобы каждое соединение было выполнено правильно и герметично. Если все требования будут выполнены, все нюансы учтены, подсоединение радиаторов к системе в квартире или частном доме будет успешным.

Необходимые приготовления

Перед тем, как начать выполнение работ своими руками, вам будет нужно сделать все необходимые приготовления и расчёты:

• Если вы планируете отопление с нуля, а не просто меняете старые агрегаты на новые, вам будет нужно спроектировать и нарисовать на плане здания разводку магистрали. Для этого сначала будет нужно изучить варианты разводки и выбрать наиболее подходящий для вашего жилья.
• Нужно будет выполнить теплотехнический расчёт для того, чтобы определиться с параметрами обогревательных приборов.

• Будет нужно продумать все способы контроля, а также возможности сервиса и ремонта без отключения отопления.
• Выбрать метод подводки радиаторов к магистрали.
• Запастись всеми необходимыми инструментами и расходными материалами.

Необходимые сведения о системе отопления – способы разводки и подключения

Перед началом работ следует ознакомиться с тем, какие бывают способы разводки магистрали и тонкости, которые необходимо учитывать, выполняя подключение своими руками.

Магистраль отопления в квартире и частном доме может быть однотрубной или двухтрубной:

• Однотрубная магистраль предполагает наличие одного контура, по которому движется теплоноситель от котла через все обогревательные приборы. Недостатком такого способа является неравномерность нагрева батарей – первая батарея в цепочке нагревается гораздо сильнее, чем последняя.
• Двухтрубная магистраль предполагает наличие двух контуров в системе. По одному осуществляется подача горячего теплоносителя, по другому – отвод к котлу остывшей жидкости. Здесь используется параллельное соединение батарей и трубопровода. Этот способ гарантирует равномерное прогревание всех радиаторов.

Если сравнивать эти две разновидности, несомненно, что двухтрубная разводка гораздо эффективнее. Однако её монтаж гораздо сложнее и дороже – в некоторых случаях однотрубная система, как более экономичная, выгоднее и эффективнее.

По способу циркуляции теплоносителя различают следующие разновидности:

• Магистрали с естественной циркуляцией – теплоноситель в системе движется за счёт разницы давлений, которая возникает при нагревании и остывании жидкости. В такой системе трубопровод должен монтироваться с уклоном в сторону движения жидкости.
• Магистрали с принудительной циркуляцией – в системе для обеспечения движения теплоносителя используется циркуляционный насос. В этом случае обеспечивается более стабильная работа, можно выбирать трубы с меньшим диаметром, поскольку гидравлическое сопротивление не столь важно, как в первом случае. Такой способ гораздо дороже, его сложнее смонтировать своими руками и он делает вас зависимыми от наличия электрической энергии – при её несанкционированном отключении обогрев дома останавливается. Однако, это более эффективный метод, чем естественный.

Существуют различные варианты, как можно соединить батареи с трубопроводом:

• Радиаторы с боковым подключением – подводка выполняется через верхний и нижний патрубки с одной стороны агрегата.
• Радиаторы с нижним подключением – соединение осуществляется по нижним патрубкам с правой и левой стороны агрегата. Существует мнение, что радиаторы с нижним подключением снизу прогреваются сильнее, однако это ошибочное утверждение. За счёт тепловой конвекции прогревание радиаторов с нижним способом подводки происходит как по верхним, так и по нижним уровням.
• Радиаторы с диагональным подключением – подводка к системе выполняется через верхний патрубок с одной стороны и нижний – с другой. При такой схеме обеспечивается наиболее равномерное прогревание прибора.

Планируя выполнение работ своими руками, нужно помнить о том, что в системе трубы радиатора нижней подводкой прячутся в пол – вам придётся штробить канавки, в которые будет укладываться трубопровод. При этом нужно правильно теплоизолировать контур, чтобы избежать теплопотерь на нагревание холодного пространства под полом.

Подключение радиаторов отопления своими руками

• Если мы выполняем замену старых агрегатов, для начала необходимо отключить отопление, спустить воду и дождаться остывания батарей. Если систему не отключить и не слить воду, есть опасность серьёзно обвариться горячим теплоносителем.
• После того, как нам удалось отключить систему, мы выполняем демонтаж старых агрегатов. Для этого раскручиваем каждое соединение с магистралью – если резьба не поддаётся, её необходимо нагреть. Тогда нам удастся её провернуть за счёт температурного расширения гайки или муфты. Если речь идёт о чугунных батареях, необходимо будет прибегнуть к услугам помощника, поскольку такие изделия имеют очень большую массу.
• При замене старых устройств на новые, лучше сохранить размеры по центрам у новых батарей, чтобы не приходилось заново делать подводку к магистрали отопления. Каждое резьбовое соединение очищаем и проверяем на отсутствие повреждений – если таковые обнаружены, срезаем повреждённый участок и нарезаем новую резьбу плашкой.

• При помощи помощника приставляем к стене новый радиатор и отмечаем места, где будут располагаться кронштейны. После чего каждый кронштейн крепим к стене при помощи дюбелей. Предварительно рассчитываем способность стены справиться с нагрузкой – если возникают сомнения, обеспечиваем дополнительную поддержку при помощи напольного фиксатора.
• Выполняем подключение радиатора при помощи резьбовых соединений, используя прокладки из эластичной резины или паронита. Герметичное соединение убережёт вас от преждевременных протечек – для того, чтобы обеспечить правильное усилие затягивания, используем динамический ключ.
• Включаем оборудование и следим за отсутствием протечек и тем, насколько эффективно происходит нагревание батарей. Если всё в норме, работу можно считать законченной.

Заключение

Выполняя установку новых батарей отопления в своём доме, вы вполне можете сделать это своими руками. Для того чтобы все операции выполнить правильно, вам необходимо грамотно спланировать процесс, учесть все тонкости и нюансы. Если все расчёты выполнены верно и система спроектирована оптимально, вам остаётся лишь старательно осуществить весь алгоритм – от вашей аккуратности и трудолюбия будет зависеть тепло в вашем доме.

как выбрать, рейтинг марок, схема монтажа своими руками

Каждый желает, чтобы в его доме было уютно и тепло. Комфортность помещения определяется благоприятным микроклиматом, привлекательным интерьером. К большому сожалению, в большинстве домов картину портят старые батареи отопления.

Биметаллические радиаторы отопления помогут исправить положение. Батареи, которые не первый десяток лет служат жильцам, выглядят громоздко и имеют низкую тепловую отдачу. Однозначно необходима замена старых батарей на новые модели.

Основные характеристики прибора

Биметаллические батареи представляют собой специальные обогреватели, которые выполнены из металла двух видов. Обычно это сталь и алюминий. В основу работы биметаллических радиаторов заложен конвекционный способ. Это эффективное решение для любой системы отопления, впишется в дизайн любого помещения.

Принцип работы

Алюминий обладает высокой теплопроводностью, за счет чего обеспечивается быстрый прогрев воздуха. Сердцевина отопительного прибора выполнена из стали, устойчивой к различным агрессивным примесям, содержащимся в теплоносителях.

Горячая вода заполняет стальную трубку и нагревает корпус. Биметаллические радиаторы специально были разработаны для высотных домов, поэтому рассчитаны на подачу воды под высоким давлением.

Строение батареи изнутри.

Количество секций

Чтобы обеспечить нужный обогрев помещения, необходимо правильно рассчитать количество секций. Если разделить общую площадь комнаты на 10, то можно получить значение необходимой тепловой мощности. Эту величину следует разделить на теплоотдачу одной секции. Мощность секции в типичных вариантах равна 200 Вт или указана в эксплуатационном паспорте радиатора.

Обычно при замене старых чугунных батарей на биметалл количество секций остается прежним или увеличивается на 1-2.

Основные преимущества

Биметаллические радиаторы могут производить нужное количество тепла даже при самых бюджетных модификациях.

Теплопроводность

Биметаллический радиатор сделан из двух металлов (алюминий и сталь). Алюминий – отличный проводник тепла, поэтому наружный слой прибора выполнен именно из него. А гладкая поверхность позволяет значительно увеличить площадь отдачи тепла.

Алюминий обладает прекрасной теплопроводностью.

Прочность и устойчивость

Благодаря высокому уровню прочности биметаллическим радиаторам не страшны резкие скачки в давлении системы. Поэтому редки случаи возникновения прорывов с наступлением отопительного сезона.

Если взять систему центрального отопления, то радиатор полностью заполняется водой, которая содержит разные примеси, соли, вещества химической природы. Они, в свою очередь, способны разъедать материалы, из которых сделаны отопительные приборы.

Сталь, из которой выполнена внутренняя часть, превосходит по устойчивости к теплоносителю большинство других металлов.

Компактность

Биметаллические батареи очень компактные и обладают малой массой, что позволяет легко вписывать такие приборы в интерьер любого помещения. Универсальность оборудования дает возможность использовать его в самых различных системах отопления.

Компактные размеры позволяют разместить прибор в любом помещении.

Недостатки

Существуют определенные недостатки биметаллических радиаторов, а именно:

• малая доступность из-за высокой стоимости;
• подверженность коррозии при частых сливах теплоносителя.

Особенности выбора

Следует помнить, что современные биметаллические радиаторы выпускаются двух типов:

• с цельным стальным каркасом;
• с использованием только стальных трубок для подачи воды.

Цельный каркас

Если новая батарея из биметалла выбирается для квартиры во вторичном жилье, стоит рассмотреть варианты со стальным каркасом. Установка биметаллических радиаторов на старый трубопровод требует усиленного остова, ведь схема подключения старых батарей не предполагала дополнительной поддержки.

Стальные трубки

А вот при организации системы отопления в частном или новом многоквартирном доме лучше рассмотреть облегченные варианты. Конечно, их установка потребует дополнительной фиксации, но теплоотдача таких радиаторов больше, да и стоимость их меньше, что повышает эффективность всей системы и снижает затраты на нее.

Стальной каркас радиатора.

Основные производители

С учетом нарастающей популярности биметаллических радиаторов отопления важно познакомиться с основными производителями, прежде чем выбрать изделие той или иной марки. Если составить импровизированный рейтинг компаний, то на первые места можно смело поставить:

• Global, давно присутствующую на отечественном рынке и пользующуюся доверием многих профессионалов;
• Rifar – отечественную компанию, основной продукцией которой являются биметаллические и алюминиевые радиаторы;
• итальянскую фирму Sira прочно занимающую солидную часть рынка небольших радиаторов для частного использования;
• Tenrad, поставляющую немецкую продукцию весьма достойного качества;
• Alurad, продукция которого относится к одной из самых доступных среди итальянских производителей;
• Royal termo, головной офис которой расположен в Италии;
• китайскую компанию Gordi, продукция которой отличается выгодными ценами, но уступает аналогам по качеству.

Несмотря на вторые места в рейтингах многих компаний, сейчас к отечественным производителям проявляется все больший интерес. Ведь их продукция гораздо выгоднее при сопоставимом качестве.

Из итальянских производителей самым высоким качеством обладает продукция Global, но и стоимость ее весьма высокая. А вот российская компания Rifar вполне способна конкурировать с европейской продукцией по качеству и более доступной цене. Нельзя однозначно сказать, какой из них лучше.

Rifar — отечественный производитель радиаторов отопления.

Схемы подключения

С учетом конструкции трубопроводов выделяют четыре основных схемы:

• диагональное подключение;
• боковая подача теплоносителя;
• нижнее подключение;
• одноточечная подача.

Все варианты можно выполнить и своими руками, ведь правильно провести подключение биметаллических радиаторов не так уж и сложно.

Диагональная схема

Самым популярным является диагональный вариант, так как именно при такой подаче теплоноситель легче всего проходит по батарее, что увеличивает эффективность отопления. Правда, в этом случае добавить секции не удастся.

Диагональное подключение.

Боковое подключение

Второе место в рейтинге подключений занимает боковая схема, практически не уступающая по эффективности, но позволяющая добавить секции при необходимости.

Оба варианта легко выполнить своими руками. Нижнее подключение затрудняет проход теплоносителя по всей высоте радиатора, поэтому теплоотдача меньше. В итоге лучше всего выбрать первую или вторую схему подключения.

Правила установки прибора

Перед тем как приступить к установке оборудования, необходимо тщательно изучить документацию отопительного прибора и рекомендации завода производителя. Монтаж радиатора требует квалифицированного подхода, поэтому установщик должен обладать необходимыми навыками.

Сборка

Перед тем как начать монтаж радиатора, необходимо провести его сборку. Если эту операцию вы выполняете сами, воспользуйтесь схемой сборки и специальным радиаторным ключом.

Герметичноcть

Особая роль и важность в монтаже биметаллических батарей отведена соединительным частям оборудования. Для обеспечения герметичности трубопровода в сантехнических фитингах могут применять традиционный лен вместе с термостойким герметиком. Можно воспользоваться нитью Тангит.

Соединение

При установке прибора учтите, что биметаллическая батарея может иметь правую или левую резьбу. Выполняя соединение, не прикладывайте усилие больше 12 кг. Резьба должна быть сильно затянута, но, ни в коем случае, не перетянута.

Размеры зазоров

Осуществлять монтаж биметаллических радиаторов необходимо на расстоянии в 5 см от стены. Чтоб улучшить конвекцию, следует делать зазор в 15-20 см между батареей и полом. Расстояние от подоконника должно быть не менее 12 см. Защитную полиэтиленовую пленку необходимо снимать только после завершения всех монтажных работ, чтобы не повредить поверхность оборудования.

Пробное включение

По завершении монтажа специалист проводит наладочное пробное включение. Краны следует открывать максимально плавно. Если кран открывать резко, то внутреннее проточное сечение труб будет забиваться в старых трубах системы. В новой же системе резкое открытие сантехнических кранов приведет к гидравлическому удару.

Обслуживание

Для выпуска воздуха из системы используются краны Маевского или иные виды воздушников. Если система наполняется заново, то из каждого отдельного крана, воздушника, клапана следует выпустить до ведра воды.

Биметалл-радиаторы представлены на рынке товаров под разными марками и типами. Выпуском продукции занимаются зарубежные и отечественные производители. При выборе батареи лучше всего обратиться к специалистам. Они окажут квалифицированную помощь, организуют доставку, проведут замену старых батарей на новые, обеспечат гарантийное обслуживание техники.

Биметаллический радиатор нижнее подключение — Микроклимат в квартире и доме

Как правильно подсоединить биметаллические радиаторы с нижним подключением

RIFAR Base Ventil

Очень часто большой ассортимент отопительного оборудования становится проблемой при выборе теплотехники. Даже обычные батареи представлены сегодня в нескольких вариантах исполнения. Есть и чугунные, и стальные, и алюминиевые секции. А не так давно появились еще и биметаллические радиаторы с особым нижним подключением.

Практика показывает, что они функционально ни в чем не уступают аналогам с диагональным или боковым подсоединением. А по ряду технических и эстетических показателей даже выигрывают у них.

Каковы преимущества биметаллического варианта? Где его лучше использовать? И какому производителю отдать предпочтение?

Особенности нижнего подключения

Любые радиаторы имеют 4 коллектора. Они расположены по обеим сторонам батареи в углах плоского корпуса. К каждому из них теоретически можно подключить трубу, по которой будет доставлен теплоноситель.

Что такое нижнее подключение? Это разновидность разводки, в которой и подача, и обратка подсоединяются к двум нижним коллекторам. Два верхних отверстия в этом случае просто заглушаются специальными заглушками или кранами, позволяющими спускать излишки воздуха из секций.

У подобного варианта подключения есть как положительные, так и отрицательные стороны. Их обязательно нужно учитывать, выбирая эту схему. К положительным моментам можно отнести:

• Простоту установки. Трубы соединяются напрямую. Их монтаж производится без изгибов и поворотов, без сложных сочленений, поэтому теплоноситель не встречает на своем пути особых препятствий.
• Нижнюю подводку проще скрыть. Трубы легко утопить при ремонте в пол или спрятать под половой плинтус. Эстетичность — главное достоинство такого варианта подключения.
• Относительно невысокая цена монтажа.

Есть и существенные минусы. Специалисты считают, что:

1. Радиаторы с нижним подключением не отличаются большой теплоотдачей.
2. Если трубы спрятать в пол, то доступ к ним в случае протечки будет невозможен. По этой причине подобная схема не используется в многоквартирных домах, где функционирует центральная система отопления. Такое подключение можно увидеть только в частных домах с автономной отопительной системой и алюминиевыми или биметаллическими радиаторами.

Как движется теплоноситель?

Rifar Base Ventil 500

Именно биметаллические и алюминиевые радиаторы отопления больше всего подходят для описываемой схемы. Они обладают максимальной теплоотдачей, если используются особенности нижней подачи. Конструкция таких батарей формирует особые теплопотоки. Эти радиаторы работают, задействовав два метода обогрева — конвекцию и излучение.

Самое простое нижнее подключение позволяет подавать горячий теплоноситель через нижние входные коллекторы, поэтому низ батареи очень быстро нагревается. А что происходит с верхней частью тепловой точки? Она прогревается за счет процесса конвекции.

В основе конструкции биметаллического радиатора лежит стальной сердечник, который обеспечивает необходимую устойчивость к перепадам давления воды. К нему прикрепляются ребра, изготовленные из алюминия. Они увеличивают уровень теплоотдачи.

Обратите внимание! Именно алюминий отличается высокой степенью конвективного обогрева, показатель интенсивности которого составляет 60%. Для сравнения — чугунные радиаторы отопления могут обеспечить лишь 20% теплоотдачи, сформированной методом конвекции. Поэтому они и нижнее подключение — понятия несовместимые.

Современные биметаллические радиаторы имеют сложное оребрение. Отдельные секции можно легко перегруппировать, поменять местами, увеличить их количество, добавив несколько лишних пластин. Каждая пластина имеет с двух сторон соединительный ниппель, который и позволяет легко видоизменять конструкцию прибора.

Качественные биметаллические радиаторы и автономная система отопления идеально подходят для нижнего подключения. А все потому, что они имеют высокие конвекционные свойства и обеспечивают максимально возможную скорость потока теплоносителя.

Но чтобы все работало, необходимо быть уверенным в надежности теплообменника. Поэтому специалисты рекомендуют обращать пристальное внимание на страну-производителя.

Полезный совет

При выборе биметаллических радиаторов специалисты рекомендуют обращать внимание на продукцию отечественных производителей. Прекрасными техническими характеристиками отличаются батареи Рифар. Они обладают необходимым запасом прочности, демонстрируют высокий уровень теплоотдачи и прекрасно справляются с высоким давлением теплового потока. Некоторые модели Рифар способны выдерживать температуру теплоносителя до +135 градусов. При этом, чтобы заполнить батарею, нужен совсем небольшой объем воды.

Модель Kermi FKV

Схема нижней подводки предполагает соблюдение нескольких правил. Именно они способны обеспечить максимально возможную теплоотдачу. Обозначим основные их них:

1. Ставить батарею Рифар на пол нельзя. Так эффект обогрева резко снижается. А все потому, что пол в этом случае будет впитывать в себя все тепло, которое принесет теплоноситель.
2. Минимально допустимый зазор между полом и батареей составляет 6 см. При этом расстояние до подоконника должно быть не менее 10 см.
3. Необходимо так повесить радиатор Рифар, чтобы между его задней поверхностью и стеной образовался зазор в 5 см.
4. Целесообразно, обвязывая батареи, установить радиаторы с небольшим наклоном. Это поможет избежать образования воздушных полостей в верхней части теплообменника.

При таком расположении придется использовать несколько отрезков труб, которые будут соединять входные коллекторы с нижней подводкой. Их легче всего спрятать не в полу, залив их стяжкой, а в стене, вырезав штробу. В этом случае нижней развязки вообще не будет видно.

Обобщение по теме

До недавнего времени у рядового обывателя существовало некоторое предубеждение относительно описываемой схемы разводки. Предполагалось, что нижнее подключение малоэффективно с точки зрения теплоотдачи. Но практика показала, что правильный выбор теплового оборудования легко решает подобную проблему. Если устанавливаются биметаллические радиаторы, можно добиться максимального визуального эффекта без ущемления технических параметров батарей.

За возможность спрятать трубы придется немало заплатить. Но специалисты считают, что стоимость нижней развязки — это разумная плата за прекрасный дизайн, простоту и комфорт скрытой системы отопления.

Как правильно подсоединить биметаллические радиаторы с нижним подключением

Устанавливая биметаллические радиаторы с нижним подключением, необходимо учитывать некоторые правила. Они помогут организовать максимальную теплоотдачу и повысить эффективность автономной системы отопления.

Источник: gidotopleniya.ru

Радиаторы с нижним подключением

Спрятать громоздкие трубы можно, если сделать отопление с нижним подключением. Конечно, привычнее для понимания стандартные системы, когда теплоноситель поступает сверху или сбоку и выходит вниз. Но такая система довольно не эстетична, и ее сложно закрыть экраном или как-то облагородить.

Принцип нижнего подключения

Схема с нижним подключением труб отопления не является привычной и распространенной, так как она менее эффективна. чем стандартные подключения. Но в некоторых случаях — это выигрышный вариант. Для многоквартирных квартир такая подводка труб не используется. Чаще всего такой тип подключения можно встретить в частных домах, где используются алюминиевые и биметаллические радиаторы отопления.

При нижнем подключении основная часть труб получается спрятана под покрытием пола, иногда при этом возникают трудности сезонного осмотра или профилактического ремонта. Но и плюсы тоже присутствуют – это минимум сложных изгибов или сочленений, что уменьшает риск протечек или аварий.

Схема подключения радиаторов отопления с нижним типом несложная – трубы обратки и подачи теплоносителя расположены рядом, в нижнем углу радиатора. Также допускается подключение труб с разных сторон радиатора. Верхние отверстия (если они имеются) закручиваются заглушкой.

Комплект для установки радиатора идентичен стандартному:

Для нижнего подсоединения лучше всего использовать биметаллические радиаторы. они прочные, долговечные, обладают отличной теплоотдачей за счет нагрева, излучения и конвекции. Даже при использовании нижнего подключения теплопотери не составят более 15 процентов. Благодаря подаче горячего теплоносителя снизу, низ батареи нагревается и путем конвекции прогревает верх.

Выбор и монтаж радиаторов

Для нижнего подключения рекомендуют биметаллические радиаторы отопления, их легко собрать, установить и произвести ремонт. Секции радиатора можно убрать, добавить или заменить, если она повреждена.

При покупке лучше отдавать предпочтение отечественным производителям, важно проверить целостность батареи и упаковки. Документация должна быть понятной и написана на русском языке.

Перед установкой нужно сделать разметку. она делается карандашом на стене. При этом отмечаются точки, куда будут установлены кронштейны. Низ радиатора должен находиться минимум в 7 см от пола и 10 см от окна (если расположен под окном). Расстояния выдерживаются, чтобы воздух в помещении свободно циркулировал. Расстояние до стены должно составлять около 5 см.

Для более эффективной циркуляции теплоносителя радиаторы отопления устанавливаются с небольшим наклоном. это исключает и скапливание воздуха в системе отопления.

При подключении важно следовать маркировке и не перепутать обратку и подачу. При неправильном подключении радиатор отопления может быть поврежден, а его эффективность снизится более чем на 60 процентов.

Различают следующие типы нижнего подключения:

• односторонняя подводка – трубы выходят с угла внизу и расположены рядом, теплопотери могут составить около 20 процентов;
• разносторонняя подводка – трубы подсоединены с разных сторон. у такой системы больше преимуществ, так как протяженность подающей и обратной линии меньше, и циркуляция может происходить с разных сторон, теплопотери составляют до 12 процентов;

Также используется подключение «сверху-вниз». но в этом случае все трубы отопления спрятать не получится, так как подача теплоносителя будет осуществляться в верхнем углу, а вывод будет с противоположного нижнего угла. Если радиатор отопления замыкающий, тогда обратка будет выведена с той же стороны, но с нижнего угла. В этом случае теплопотери снижаются до 2 процентов.

Если подсоединение радиаторов отопления планируется выполнять собственноручно, важно соблюдать технику монтажа и безопасности. Теплоноситель при установке или ремонте должен быть слит, батареи холодные. При возникновении сомнений лучше вызвать мастера или воспользоваться обучающим видео-уроком, так как при нижнем подсоединении будет сложно произвести ремонт участков. Систему отопления с нижним отоплением лучше планировать вместе с планировкой дома.

Радиаторы с нижним подключением

Схема подключения радиатора непосредственно может повлиять на их эффективность. Как изменится теплоотдача и зачем нужно нижнее подключение?

Источник: poluchi-teplo.ru

Как правильно подсоединить биметаллические радиаторы

Биметаллические радиаторы — устройства, состоящие из двух материалов. Обычно это сплав алюминия со сталью, хотя встречаются другие варианты.

Подобные батареи пользуются высоким спросом благодаря комбинации хороших характеристик.

Процесс подготовки к подключению от котла

Предварительные работы весьма важны перед монтажом радиаторов отопления:

В некоторые модели включены переходники и прокладка, иногда их нужно докупить. При ручной замене понадобятся инструменты — ключи, подходящие по размеру. И также необходимо приобрести герметик.

• Проверка труб на совместимость с новой батареей. Внешний слой биметаллического устройства выполнен из алюминия, которые не сочетается с мягкими материалами. Например, потребуется заменить медную обвязку или краны. В противном случае системе грозит скорое разрушение.
• Подбор места размещения батареи. Это особенно касается креплений, если происходит замена старого устройства.

Окончив подготовку, переходят к выбору схемы подключения. В первом пункте указано, что следует выбирать вариант, аналогичный старому. Это позволит не перестраивать всю систему и сохранит текущий КПД. Процесс работы достаточно прост и описан ниже.

Важно! По окончании проводят комплекс испытаний, известный как опрессовка. Она включает проверки водой, теплом и пневматикой.

Методы подключения и схемы

Существует три метода монтажа радиаторов:

• Боковой: подачу присоединяют к верхней части батареи, а обратку к нижней, причём с одной стороны. Этот вариант эффективен если количество секций не превышает 10. В противном случае удалённая часть будет слабо прогреваться, что снизит КПД. Подобная схема подключения наиболее распространена в многоквартирных домах.

​

Фото 1. Три распространенные схемы подключения биметаллических радиаторов отопления и их примерные теплопотери.

• Нижний: обе трубы подводят с одного края, горизонтально, что помогает скрыть обвязку, создать красивый интерьер. Применяется в хорошо прогреваемых помещениях или в сочетании с тёплыми полами. Это связано со слабым прогревом радиаторов, по которым вода должна подниматься наверх.
• Диагональный: подачу монтируют к верхней части батареи, а обратку — к нижней, но с другого бока. Теплоноситель легко растекается по всему объёму, что делает данную схему наиболее эффективной.

При монтаже нового устройства в многоквартирном доме нужно выбирать тот же вариант, что задуман инженерами. В частном строении следует ориентироваться на личные предпочтения и расчёты.

Как правильно подключить биметаллический радиатор отопления в квартире

Определившись со схемой, подготавливают детали:

• батарею;
• трубы;
• краны;
• клапан спуска воздуха;
• переходники;
• запорную арматуру;
• кронштейны;
• прокладки.

Справка! Большинство деталей идут в комплекте с радиатором. При отсутствии некоторых компонентов, их необходимо докупить.

Сам процесс заключается в 6 шагах:

1. Демонтаж старого устройства. Он начинается на подготовительном этапе со слива воды из текущей батареи. Для этого перекрывают вентиль на подаче и открывают на обратке. Затем следует удаление участков труб, примыкающих к магистрали. Обычно их просто выкручивают. Если соединения не имеют резьбы, используют приборы для нагрева.
2. Разметка точек крепления батареи. Для этого радиатор прикладывают к предполагаемому месту монтажа. Понадобятся не менее двух людей: пока один держит, второй метит карандашом (или другим предметом, в зависимости от покрытия). Следует помнить, что трубы должны состыковываться, а для выравнивания использовать строительный уровень.

Для радиаторов из трёх секций достаточно одного крепления, из 4–6 — двух, из 7–9 — трёх, в остальных случаях — четырёх.

Пять и больше требуются при монтаже очень длинных конструкций, применение которых нецелесообразно из-за снижения КПД.

1. Установка радиатора. Устройство ставят на крепления, так, что горизонтальный коллектор получается подвешенным. Следует учитывать, что биметаллические радиаторы надо подключить и испытать в заводской упаковке. Это помогает при обнаружении проблем: после неудачной опрессовки батарею легко демонтируют и возвращают производителю для устранения неисправностей или замены на новую. Рабочий прибор закрепляют, вкручивая в резьбу. Иногда трубы просто приваривают, что зависит от определённой обвязки.
2. Установка крана Маевского. Устройство всегда включено в комплект к радиатору. Его размещают в любой доступной для обслуживания точке батареи, затягивая динамометрическим ключом. Такой способ укрепления поможет избежать превышения напряжения выше нормы. Затем проводят монтаж запорной арматуры и регулятора температуры, если последний используют.
3. Соединение с теплопроводной системой отопления. Биметаллические радиаторы нельзя зачищать наждаком или напильниками, поскольку испортится обшивка. Это приведёт к возникновению течей, в редких случаях переходящих в прорыв.

Особенности подведения батарей в частном доме

Во время монтажа нужно соблюдать принципы, описанные выше. Последовательное размещение компонентов и тщательный контроль над процессом позволит создать систему, способную долго работать от котла без дополнительного обслуживания.

Важно! При выборе места следует выбирать участки со свободным доступом. Это сделает возможный ремонт удобнее. И также облегчит перекрытие кранов при необходимости проведения опрессовки.

Принципиально схемы ничем не отличаются от тех, что используют в квартирах. Установка биметаллического радиатора довольно проста, но для соблюдения точности будет правильно пригласить специалиста.

Полезное видео

Посмотрев видео, можно ознакомиться с процессом обвязки, пайки труб, установки самого радиатора.

Важность качественной работы

Качественный монтаж — основа длительной эксплуатации. Ошибки, допущенные в процессе работ, могут привести к поломке. В первую очередь, это касается кранов, сварки, прокладок и герметичных стыков.

Чтобы получить максимально эффективную отопительную систему с высоким КПД и минимальными энергозатратами, необходимо не только подобрать наиболее подходящие радиаторы, но и выполнить правильный монтаж. Учитывая возросшую популярность биметаллических батарей, рассмотрим подробнее их подключение.

Подключение биметаллических радиаторов отопления проводится аналогично врезке других разновидностей батарей и даже несколько проще, ввиду характеристик материала. Стальная сердцевина батареи более прочная чем у чугунных и жестче, чем у алюминиевых, поэтому меньше вероятность повреждения в процессе работы. К тому же большинство комплектующих, используемых для монтажа, стальные, что предотвращает «конфликт» материалов. Легкость батарей позволяет крепить их к любой поверхности, без необходимости усиления кронштейнов.

Схемы подсоединения радиаторов:

На биметаллические радиаторы отопления схема подключения зависит от типа разводки.

• Однотрубная разводка предполагает последовательное подключение радиаторов отопления. Подающая труба подсоединена к первому радиатору, теплоноситель проходит через все соединенные между собой радиаторы, постепенно остывая, а от последней батареи идет вывод, по которому теплоноситель отправляется обратно в котел. Такая разводка предполагает неравномерный обогрев, который можно регулировать установкой в конце магистрали более мощных радиаторов.
• Двухтрубная разводка предполагает параллельное подключение радиаторов. Подающая и выводящая труба независимы и сообщаются только в котле. Более эффективный тип разводки, позволяющий контролировать теплообмен каждого радиатора.

Каждый радиатор имеет 4 выхода, поэтому существует несколько схем подключения к системе.

• Диагональная – ввод теплоносителя сверху одной стороны, вывод снизу противоположной. Такое подключение используется для двухтрубных развязок, и обеспечивает 100% КПД.
• Односторонняя (боковая) – используется в однотрубной разводке, питающая труба подключена сверху, выводящая – снизу. Этот вариант подключения дает 98% КПД.
• Нижняя – и ввод и вывод монтируются снизу батареи. Более низкий КПД – 93%, но при использовании в автономной отопительной сети потери незначительны, ввиду малой протяженности магистрали.

Комплектующие для подсоединения радиаторов

Комплект для подключения радиаторов отопления состоит из следующих обязательных элементов.

• Переходники – 4 штуки.
• Крепления – штыревые или угловые кронштейны, при большом количестве секций оправдано увеличение стандартных 4 точек монтажа до 6 и более.
• Заглушки и прокладки.
• Кран «Маевского» или автоматический воздухоотводчик.

Кроме основных элементов, приобретаются регулирующие и запорные краны и дополнительные переходники к ним, обычно «американка». Монтаж запорной арматуры, на трубах ввода и вывода, в дальнейшем упростит замену радиатора в любое время, без слива теплоносителя из магистрали. Для контроля над нагревом можно оснастить радиатор термостатом.

Нюансы установки радиаторов:

Правильное подключение радиаторов отопления выполняется с соблюдением расстояний:

• от кромки подоконника до поверхности батареи – 100 мм;
• от пола до батареи – 90 – 120 мм;
• между стеной и радиатором – не менее 20 мм.

Такое расположение секций даст эффективный теплообмен и позволит оборудованию работать на полную мощность. Кроме соблюдения расстояния обязательным условием является горизонтальность батареи. При разметке крепежей необходимо использовать уровень, чтобы избежать уклонов, иначе возникнут проблемы с воздушными пробками, которые не исправят даже встроенные воздухоотводы. При монтаже новой системы оборудования перед запуском обязательно проводится проверка специальным оборудованием – опрессовщиком. Прибор создает в системе повышенное давление (примерно на 25%), что позволяет проверить герметичность и надежность всех соединений.

Радиаторы отопления. Способы подключения радиаторов. Свойства и параметры.

Какими бывают радиаторы отопления? В чем различие между алюминиевыми радиаторами и биметаллическими? Какие различия между секционными радиаторами и панельными стальными? Максимальное количество секций радиатора? Схемы подключения. Преимущества и недостатки. Проблемы с подключениями. Системы подключения. Радиаторы с нижним подключением. С однотрубным подключением. Разбираем мощность радиаторов. Количество секций радиатора. Типы подключения и КПД. Монтаж радиаторов. Установка радиаторов. Как правильно повесить. Подводные камни. Климат контроль через термостатические клапаны на радиатор. Замена старых радиаторов на новые радиаторы.

При виде различных радиаторов разбегаются глаза.

Конвекторы и чугунные радиаторы мы рассматривать не будем.

О них Вы можете узнать из этой статьи:

На сегодняшний день самые популярные радиаторы – это секционные радиаторы: Алюминиевые и биметаллические.

Рабочее давление до 16 Bar.

Рабочее давление до 20-40 Bar.

В чем различие между алюминиевыми радиаторами и биметаллическими?

Некоторые биметаллические радиаторы по внешнему виду очень похожи на алюминиевые радиаторы.

Так как в биметаллических радиаторах скрыт стальной трубопровод, покрытый алюминиевой оболочкой.

Биметаллические радиаторы более тяжелые в отличие от алюминиевых радиаторов.

Биметаллические радиаторы стали альтернативой алюминиевых радиаторов. Во-первых, они выдерживают большое давление, во-вторых, основным желанием сделать стальной сердечник в алюминиевом радиаторе, послужила нестойкость алюминиевых радиаторов к разрушению от щелочи в системах центрального отопления.

На втором месте по популярности стоят панельные стальные радиаторы.

Недостаток стальных панельных радиаторов в том, что они рассчитаны на маленькое давление системы отопления. Сталь подвержена коррозии. Такие радиаторы подойдут для частного жилого дома с давлением системы отопления не выше 3 атмосфер (3 Bar).

Толщина стенки таких панельных радиаторов от 1,25 – 2,5мм. Не факт, что они долго продержаться от коррозии. Рабочее давление до 10 Bar. Такие радиаторы стоят дешево.

Каковы различия между секционными радиаторами и панельными стальными?

Секционные радиаторы более универсальные. Секционные радиаторы состоят из секций.

Можно сделать секционный радиатор любой длинны. В зависимости от необходимой мощности по тепловым потерям.

Каждая секция радиатора соединяется специальным ниппелем. Между секциями устанавливается прокладка:

Соединительный ниппель такого радиатора имеет две резьбы разной направленности. Прокладки бывают из различных материалов.

Максимальное количество секций радиатора?

В среднем, максимальное количество секций достигает 14-ти, далее КПД радиатора падает. Имеется в виду, не снижение мощности радиатора, а теплопотери одной секции. То есть, экономически не целесообразно делать большое количество секций радиатора, если есть подозрение, что расход теплоносителя через радиатор будет мал.

О том, как рассчитать расход и теплопотери радиатора, в зависимости от количества секций, описано тут:

Многие пишут в своих статьях, что больше 10 секций устанавливать нет смысла, я же говорю обратное. Смысл есть, теплоотдача от радиатора с большим количеством секций намного больше. Закон теплотехники.

20 секционный радиатор. Пример из жизни! Греет прекрасно!

Если Вы решили поставить до 20 секций, то обратите внимание на крепежные элементы, четырех может быть недостаточно. Существуют в природе два вида креплений радиаторов:

1. Угловой кронштейн

2. Штыревой кронштейн

Угловой кронштейн подходит для ровных отштукатуренных стен.

Штыревой кронштейн – для любых стен. Единственный недостаток в том, что штыревой кронштейн будет плохо держаться в пустотелом кирпиче.

Самый лучший угловой кронштейн тот, на котором стенка с креплением самая большая по площади. Такой угловой кронштейн лучше держит горизонтальное положение, не деформируясь на изгиб вниз.

Из штыревых кронштейнов лучше те, у которых толще диаметр штыря, и в пробке лучше распирающий. На данный момент мне нравится от фирмы «Omec».

Способы подключения радиаторов.

Рассмотрим различное множество подключений. Ниже рассмотрим, какое подключение подходит для различных схем. Например, для многоквартирных домов с однотрубными системами и с двухтрубными системами.

Рейтинг подключения в плане КПД радиаторов. Первое место занимает перекрестное соединение (соединение по диагонали).

Достоинства и недостатки каждой схемы.

1 место. Подключение по диагонали. Самый эффективный способ, при котором происходит максимальное потребление тепловой энергии от теплоносителя. Недостаток в отсутствии возможности изменения количества секций радиатора.

2. место. Боковое подключение. Не сильно проигрывает в плане КПД от диагонального подключения. Если стоит вопрос между вариантами 1 и 2, я выбираю боковое подключение. Так как если, по каким либо причинам, меня не устроит мощность радиатора, то можно добавить (или уменьшить) количество секций без переделок по узлам подключения.

3 место. Нижнее подключение. Тут много ходит мифов по данному подключению. И сейчас я скажу недостаток данного подключения.

Недостаток. Для частного дома. Когда вы начинаете заливать в систему отопления незамерзающую жидкость, не перемешав капитально с долей дистиллированной воды, возникает прослойка по высоте (вода/незамерзайка). И, так как, незамерзающая жидкость тяжелее воды, то она находиться ниже обычной воды. Поэтому возникает слоеный пирог в радиаторе по массе в виде двух разных сред: воды и незамерзайки. Данный, не размешанный слоеный пирог препятствует естественной циркуляции внутри радиатора. Это явление похоже на то, как вы пытаетесь перемешать масло с водой и, естественно, из-за разной плотности, эти две среды (вода и масло) будут находиться друг на другом.

Входящая незамерзающая жидкость в радиаторе не может подниматься вверх и перемешиваться с водой, так как, идет по прямой. Смотри изображение:

Очень часто, я, лично, сталкивался с такой проблемой, что верхняя часть радиатора оставалась холодной. Даже остывшая на 100 градусов вода не станет тяжелее незамерзайки.

Устраняется данная проблема следующим образом.

Через кран Маевского нужно вылить всю верхнюю (легкую) воду. И, в самом конце, Вы увидите, когда пойдет незамерзайка специфичного для нее цвета (синий, розовый или зеленый).

Что касается плавного обогрева в радиаторе с таким подключением, то это полнейший бред. И не стоит заострять на этом внимание.

Подключение радиатора сверху вниз

Это лучшее что может быть для системы отопления. Уж поверьте моему опыту, как гидравлику и теплотехнику.

Достоинство подключения радиатора «сверху вниз» заключается в том, что создается полезный гравитационный напор, который идет только на пользу такому подключению. Остывший теплоноситель тяжелее и стремится вниз, к выходу из радиатора, а нагретый теплоноситель идет вверх и остается там до тех пор, пока не поделиться своей тепловой энергией и не остынет.

4 место. Одноточечное подключение. Вообще самое худшее, что может быть для системы отопления. Одно достоинство данной схемы в том, что у него одно подключение. Одна точка. Смотри фото:

Расход через такое соединение явно будет меньше. Так как создается достаточно большое местное сопротивление вследствие сужения прохода.

Смотрим еще одно фото:

Не стоит полагать, что некоторые стальные панельные радиаторы, имеющие вид нижнего подключения, являются типом одноточечного подключения. В данном радиаторе подключение идет снизу, а вот подающая труба поднимается вверх до термоклапана, и после клапана теплоноситель попадает в верхнюю точку радиатора. В данном виде, радиатор подключен как бы «сверху вниз». Трубопровод, поднимающийся вверх, спрятан внутри конструкции.

Про квартирную разводку

В квартирах обычно существуют два вида систем отопления:

Однотрубная система отопления и двухтрубная:

Радиаторы для центрального отопления лучше ставить или чугунные или биметаллические. Они выдерживают достаточно большое давление, которое может возникать вследствие непредвиденных гидравлических ударов.

Алюминиевые радиаторы в контакте с водой выделяют водород. С незамерзающей жидкостью это выделение меньше. Но в биметалле есть сталь, которая коррозирует с кислородом.

На сегодняшний день для системы центрального отопления лучше поставить биметалл или чугун, а для частного дома – лучше алюминиевые радиаторы. Для частного дома, любая сталь в системе отопления приводит к ухудшению теплоносителя, отложению на стенках ржавчины, отложению отходов коррозии стали и тому подобное.

Какой трубопровод использовать для центрального отопления?

Для системы центрального отопления нужно использовать только стальной трубопровод.

В нашей фирме, когда дело доходило до прокладки систем центрального отопления, мы использовали для обвязки только стальной трубопровод. И это не обсуждалось, так как закладываются риски.

Достоинство стального трубопровода для центрального отопления.

Для тех, кто не в курсе. Стальной трубопровод это обычная железная труба. Существует оцинкованная труба – это стальная (железная) труба, покрытая снаружи тонким слоем цинка. Цинк вреден для системы водоснабжения, то есть для нашего здоровья. Цинк защищает сталь от коррозии, но даже на цинке существуют отложения. Существуют химические промывки для удаления отложений.

1. Стальной трубопровод выдерживает большое давление до 40 Bar 2. Стальной трубопровод выдерживает большую температуру 3. Стальной трубопровод достаточно крепкий, чтобы противостоять вандальскому разрушению.

А в системах центрального отопления могут случаться такие коллапсы, как:

1. Высокая температура 95 градусов. 2. Большое давление вследствие гидроударов и опрессовок.

Поэтому для систем центрального отопления нужно ставить стальной трубопровод.

Пластик не любит температур уже выше 80 градусов. Полипропилен тем более. Кстати сшитый полиэтилен рекордсмен по стойкости к высоким температурам. Можно конечно выбрать медь, но с медью тоже случались проблемы. Медь может разрушаться от блуждающих токов в трубопроводе с прикосновением некоторых металлов. Примером может служить стальная арматура в стене. Контакт меди с алюминием и сталью тоже вреден. Оловянный припой на стыках не любит щелочь, которая присутствует в системах центрального отопления. На практике случались вещи, когда в медном трубопроводе образовывались отверстия вследствие прикосновения медной трубы со стальной арматурой. Поэтому как не крути, а стальной трубопровод лучше подходит для центрального отопления. К тому же он дешевле.

Для того, чтобы не было отложений в стальном трубопроводе, добавляют различные присадки.

Но все не так страшно как кажется.

Выше я рассказал байку обо всех достоинствах стального трубопровода.

Для систем центрального отопления можно использовать металлопластик, сшитый полиэтилен, полипропилен, медь. Однако нужно знать их особенности в полной мере.

Существуют дома, в которых есть свои котельные с личной замкнутой системой отопления. Поэтому, если вы решились на пластиковый трубопровод или медь, то необходимо проконсультироваться с жилищно-управляющей компанией. К тому же, во многих котельных стоит автоматика, которая не допустит высоких температур и высокого давления в системе отопления.

Жизнь не стоит на месте, и автоматика упрощает нам жизнь. Но всегда остается риск, что автоматика не сработает.

Как поменять старый радиатор на новый в системах центрального отопления?

Если это однотрубная система, то стояк с перемычкой лучше не трогать и оставить как есть!

На идущие стальные трубопроводы от стояка после перемычки, нужно поставить ремонтные вентиля для ремонта радиатора. Это могут быть обычные шаровые краны. После кранов продолжить стальными или иными трубопроводами до радиатора. На радиатор лучше поставить термостатические вентиля для регулировки температуры в комнате.

Термостатический клапан на радиаторе.

Термостатический клапан с термоголовкой осуществляет климат контроль в помещение. То есть, сама термоголовка, чувствуя температуру в помещение, меняет положение штока у термостатического клапана, шток, в свою очередь, закрывает или открывает проход клапана. Если становиться жарко, то клапан закрывает проход теплоносителю. Если холодно – клапан открывает проход для впуска теплоносителя.

В системах центрального отопления при первом пуске теплоноситель может загнать грязь в Ваш радиатор. Могут засоряться термостатические клапана. В моем опыте это часто случалось. Так бывает не всегда, но в некоторых системах отопления бывает часто. В этом случае, я устанавливаю фильтры-грязевики на подаче и на обратке. Симптомом засора клапана является то, что клапан не может закрыть проход. В узкий проход попадает крупная крошка или осколок стали. Там, где такое происходит, ставьте фильтр-грязевик. На каждые 5 радиаторов попадается один, в который попадает крошка мусора.

Что еще нужно знать?

Сам по себе термостатический клапан имеет сужение прохода. Там имеются и повороты течения теплоносителя. Все это создает местное сопротивление. Возможно при установке такого термоклапана, у вас уменьшиться расход через радиатор, что повлечет за собой маленький его прогрев. Но этот феномен бывает мало заметен, если с системой отопления все в порядке.

Существуют термостатические клапаны с хорошей проходимостью, которые заметно проигрывают обычным:

В них находится более широкий клапан, который создает большую площадь проходимости, в отличии от таких:

Существуют и рекордсмены по проходимости об этом можно узнать, поискав клапана с большими диаметрами по подключению. Например, существуют клапан с дюймовыми резьбовыми соединениями.

Если у Вас алюминиевый радиатор, то краны на летнее время нельзя перекрывать полностью и на обратке и на подаче. У меня был случай, когда на летнее время на три месяца я закрыл краны. У меня вследствие выделения водорода, от большого давления лопнули металлопластиковые трубы. Если бы у меня были стальные трубы, то лопнул бы радиатор.

Что касается установки радиатора, то минимальным расстоянием от пола по стандарту от 10-12см.

Все эти зазоры влияют на тепловыделение тепла от радиатора. Чем дальше от стены, тем больше тепла. Если Вы радиатор утопите в пол, то это также уменьшит тепловыделение радиатора. Минимальное расстояние от пола должно быть 10 см. Максимально – 15 см. Также, от верха радиатора до подоконника должен быть проем для вентиляции.

И не нужно задвигать кресло и кровати со спинкой на сам радиатор – это уменьшает тепловыделение.

Если у Вас дома холодно, то в вашем случае закрывать радиатор декоративными решетками противопоказано.

Даже шторы, нависшие возле радиатора, уменьшают теплоотдачу.

Для лучшего обогрева помещения радиатор должен быть полностью открыт и за радиатором на стене можно поклеить фольгированный теплоизолятор для того, чтобы не обогревать холодную стену. Особенно тепло уходит в не утепленных домах. Где стена является сплошным кирпичом или блоком без наружного утепления.

Вот так уходит тепло на улицу.

А теперь рассмотрим системы отопления для частного дома.

Существует самая распространенная схема двухтрубная тупиковая. В такой схеме лучше использовать подключение сверху вниз.

В каждом радиаторе по такой схеме создается маленький гравитационный напор. То есть это сила, создаваемая остывшим теплоносителем по отношению к нагретому. Проще говоря, холодная вода давит вниз. Эта сила очень маленькая, но все же заметная! И идет системе отопления – только на пользу!

Приведу пример! Например, сделайте двухтрубную тупиковую систему с 50 радиаторами по схеме сверху вниз и другую систему, тоже двухтрубную тупиковую, но по схеме нижнего подключения.

И вы увидите разницу, что схему с нижним подключением требует большего участия по балансировке системы отопления и использования ресурса насоса на 100%.

Радиатор, подключенный по схеме сверху вниз, создает маленький полезный гравитационный напор, для увеличения расхода через себя.

Что касается однотрубной системы (по ленинградке)

То к однотрубной системе правила те же. Но однотрубная система с подключением сверху вниз дает очень полезный эффект. То есть последний радиатор будет теплее чем, по схеме с нижним подключением.

Двух трубная попутная система отопления

Данная система создает равную длину трубопровода до радиатора. Это условие помогает создать равномерное распределение расхода между радиаторами.

Если Вы хотите глубже понять, что такое сопротивление в системе отопления, то Вам следует познакомиться с такими разделами как:

Сборник фотографий для размышления:

Подключение АКБ к работающей системе отопления. Как правильно подключить батарею отопления. Самотечная система отопления и схема ее реализации

Пример подключения

Обеспечение дома или квартиры теплом — задача номер один в холодное время года. Поэтому каждый обыватель стремится, прежде всего, к созданию эффективно работающей системы, которая при этом была бы экономически оправдана. А поскольку большинство систем отопления относятся к радиаторному типу, вопрос, как правильно подключить батареи отопления, является одним из самых актуальных.

Для многих это ничего не значит, особенно для тех, кто впервые сталкивается с проблемой прокладки трубопроводов системы отопления. Но тот, кто уже занимался созданием подобных схем, прекрасно понимает, о чем идет речь.

Существует не так много классификаций типов трубопроводов и трубопроводов, особенно если речь идет о трубных радиаторах. Поэтому разобраться в этом вопросе не составит большого труда. Чаще всего именно обвязка влияет на характер подключения радиаторов батареи.Поэтому необходимо рассмотреть классификацию различных систем отопления и установить, какая из них лучше всего подходит для того или иного подключения.

Классификация систем отопления

Основным критерием разделения систем отопления является количество контуров. Исходя из этого, все системы отопления делятся на две группы:

1. Однотрубные.
2. Двухтрубный.

Первый вариант самый простой и дешевый. Это, по сути, кольцо от котла к котлу, между которыми устанавливаются радиаторы отопления.Если речь идет об одноэтажном здании, то это оправданный вариант, в котором можно использовать естественную циркуляцию теплоносителя. Но чтобы температура была равномерной во всех комнатах дома, необходимо предусмотреть некоторые меры. Например, создайте секции на крайних радиаторах цепи.

Оптимальный вариант такой схемы труб — подключение аккумулятора ленинградским способом. На самом деле получается, что по всем комнатам у пола проходит обычная труба, и в нее врезаются батареи радиатора.В этом случае используется так называемая нижняя рамка. То есть радиатор соединен с патрубком через два нижних патрубка — в одну охлаждающую жидкость входит, а в другую — выходит.

Внимание! Теплопотери при таком подключении аккумуляторов составляют 12-13%. Это самый высокий уровень теплопотерь. Так что прежде чем принять такое решение, взвесьте все за и против. Первоначальная экономия может обернуться высокими эксплуатационными расходами.

Допустимые ошибки

В целом это хорошая электрическая схема, которая окупается в небольших зданиях.А чтобы охлаждающая жидкость равномерно распределялась по всем радиаторам, в нем можно установить циркуляционный насос. Инвестиции недорогие, устройство работает отлично и требует небольшого энергопотребления. Но при этом обеспечивается равномерное распределение тепла по всем помещениям.

Кстати, однотрубная схема очень часто применяется в городских квартирах. Правда, нижнее подключение аккумулятора здесь использовать нельзя. То же самое следует сказать и о двухтрубной системе.

Другие виды подключения

Есть варианты более выгодные, чем нижнее подключение, обеспечивающие снижение теплопотерь:

Вид по диагонали

1. Диагональ.Все специалисты давно пришли к выводу, что этот тип подключения идеален, вне зависимости от того, в какой схеме трубопроводов он используется. Единственная система, в которой невозможно использовать этот тип, — это горизонтальная нижняя однотрубная система. То есть та самая ленинградка. В чем суть диагонального соединения? Внутри радиатора теплоноситель движется по диагонали — от верхнего патрубка к нижнему. Получается, что горячая вода равномерно распределяется по всему внутреннему объему устройства, спускаясь сверху вниз, то есть естественным образом.А поскольку скорость движения воды при естественной циркуляции не очень велика, то теплопередача будет высокой. Потери тепла в этом случае составляют всего 2%.
2. Боковое или одностороннее. Этот вид очень часто используется в многоквартирных домах. Подключение осуществляется к боковым соединениям с одной стороны. Специалисты считают, что этот вид является одним из самых эффективных, но только если в системе установлена ​​циркуляция теплоносителя под давлением. В городских квартирах это не проблема.А чтобы обеспечить его в частном доме, придется установить циркуляционный насос.

В чем преимущество одних видов перед другими? Фактически, правильное подключение — залог эффективной теплопередачи и снижения теплопотерь. Но чтобы правильно подключить аккумулятор, нужно расставить приоритеты.

Возьмем, к примеру, двухэтажный частный дом. Что предпочесть в этом случае? Здесь есть несколько вариантов:

Двух- и однотрубные системы

• Установить однотрубную систему с боковым подключением.
• Установить двухтрубную систему с диагональным подключением.
• Используйте однотрубную систему с нижней проводкой на первом этаже и верхней проводкой на втором.

Так что всегда можно найти варианты схемы подключения. Конечно, придется учесть некоторые нюансы, например, расположение помещения, наличие подвала или чердака. Но в любом случае важно правильно распределить радиаторы по комнатам с учетом количества их секций.То есть мощность системы отопления придется в обязательном порядке учитывать даже при таком вопросе, как правильное подключение радиаторов отопления.

В одноэтажном частном доме правильно подключить аккумулятор, учитывая протяженность отопительного контура. Если это однотрубная ленинградская схема, то возможно только нижнее подключение. Если есть двухтрубная схема, то можно использовать коллекторную систему или солнечную. Оба варианта основаны на принципе подключения одного радиатора к двум контурам — подаче и обратке теплоносителя.В этом случае чаще всего применяется верхняя обвязка, где разводка по контурам осуществляется на чердаке.

Кстати, этот вариант считается оптимальным как в плане эксплуатации, так и в процессе ремонта. Каждую цепь можно отключить от системы, не выключая ее. Для этого в месте разделения труб устанавливается запорная арматура. Точно такой же монтируется после радиатора на обратном патрубке. Стоит только закрыть оба клапана, чтобы отключить контур.После слива охлаждающей жидкости можно смело заниматься ремонтом. В этом случае все остальные цепи будут работать нормально.

Классическая система

Многие думают, что вариант подключения радиатора не так уж и важен, когда речь идет об отводе тепла. Ведь от выбранного типа источника тепла будет зависеть очень многое. Например, биметаллические радиаторы отопления имеют более высокую теплоотдачу, чем чугунные. Но представьте, что чугунные устройства устанавливаются по диагональному принципу движения теплоносителя, а биметаллические — по днищу.В первом случае потери тепла составляют 2%, а во втором — 12%. Разница в потерях достигает 10%. Для системы отопления это достаточно высокий показатель, который скажется не только на температурном режиме внутри помещения, но и на количестве израсходованного топлива. Это очень важно для частных домов.

Сегодня специалисты дают рекомендации, как увеличить теплоотдачу устройств. Для этого на стене за радиатором можно установить светоотражающую панель, например, обычный кусок ДВП, обшитый алюминиевой фольгой.Но учтите, что расстояние от стены до радиатора в этом случае должно быть не менее 1,5 см.

Заключение по теме

Какой вывод? Правильное подключение радиаторов отопления — важный критерий эффективной работы всей системы. Это повлияет не только на температуру внутри помещений, но и на расход топлива. И экономия сегодня стала главным показателем, от которого зависит благополучие каждого жителя квартир и частных домов.

Многие домовладельцы недовольны эффективностью отопления своей квартиры. Особенно остро этот вопрос стоит в сильные морозы. Иногда плохой обогрев связан с изношенным радиатором. В этом случае отопительную конструкцию заменяют на более эффективное и мощное оборудование. Сегодня в продаже радиаторы керамические, биметаллические и др. Но самые надежные и долговечные — это чугунные модели. Если аккумулятор в отличном состоянии, менять его нецелесообразно. В этом случае к радиатору можно добавить секции.Эта статья посвящена тому, как собрать батарею отопления.

На данный момент существует несколько схем подключения радиаторов.

Специалисты утверждают, что неправильно подобранная схема может привести к тому, что 50% тепла будет потеряно.

При неправильном подключении дополнительных секций система будет нагреваться неравномерно. И малейшая ошибка, дефект может вызвать протечки и прорывы. Поэтому важно знать, как правильно подключить радиаторы, и выполнять работу аккуратно и аккуратно.

Способы подключения радиаторов приведены ниже:

Следует отметить, что последовательное подключение радиаторов отопления является наиболее надежным и экономически выгодным. Самый простой способ реализовать — провести один общий канал для подачи теплоносителя.

Что потребуется, чтобы продлить аккумулятор?

Перед подключением радиатора отопления нужно рассчитать, сколько секций нужно установить для более эффективного обогрева помещения.И приобретите необходимое количество дополнительных секций. Лучше выбрать чугун.

Также перед тем, как правильно подключить радиаторы отопления, следует подготовить все необходимые инструменты, приобрести материалы:

Как подключить аккумулятор?

Без понимания того, как подключить батареи отопления, не зная принципа работы системы отопления, правильно нарастить радиатор не получится.

Подготовительные работы

Первым делом нужно провести подготовительные работы.Сюда входит снятие радиатора. Необходимо удалить участки, которые планируется увеличить.

Аккумулятор необходимо почистить, удалить ржавчину, пыль и грязь.

Осмотрите резьбовое отверстие, соединяющее конструкцию с трубой. Здесь могут быть наросты. Их необходимо удалить наждачной бумагой. В противном случае перекрестная прокладка будет протекать. А это может привести к тому, что система отопления потечет.

Крепление профилей

Далее подключаются разделы.Подключаемые секции плотно прикреплены к аккумулятору. Сделайте прокладку. С помощью радиаторного ключа измерьте расстояние до ниппеля. Ниппель вставляется в аккумулятор на отмеченную длину. Трубный ключ используется для поворота ключа для радиатора. Затем сосок оборачивается двумя противоположными участками. Сделайте 3 оборота ключом для радиатора. Аналогичные действия проделываем с нижней частью аккумулятора.

Далее снимаются паронитовые прокладки и боковые заглушки и устанавливаются в аккумулятор.В этом случае используется трубный ключ. Главное, очень плотно его затянуть, чтобы получилась надежная герметичная конструкция. Секция подключается к радиатору. Подключение остальных секций осуществляется таким же образом.

Крепление радиатора к стене

После того, как прикреплены все дополнительные разделы, выполняется. Для этого на уровне аккумулятора устанавливаются крючки. Конструкция вешается. Все стыки фиксируются арматурой. Затяните гаечным ключом.Все стыки обработаны герметиком. В последнее время на рынке появились специальные клейкие ленты для труб.

Контрольные работы

Полученная конструкция вставляется в трубу одним концом, а другим — в батарею. Стыки плотно затягиваем гаечным ключом. Когда монтаж фурнитуры завершен, проводится гидроизоляция.

После завершения сборки радиаторов система проверяется на наличие дефектов. Если все в порядке, проводится пробный пуск охлаждающей жидкости.Первый раз воду пускают под пониженным давлением. Это позволяет определить, где соединение некачественное и утечки. При обнаружении протечек воду отключают и начинают работу по устранению проблемы. Второй раз охлаждающая жидкость запускается под нормальным давлением.

После того, как появилась возможность подключить батарею отопления, необходимо дать радиатору поработать несколько часов. А по истечении этого времени проверьте состояние труб, арматуры, аккумуляторов.

Какую схему подключения аккумулятора выбрать?

Так как радиаторы отопления можно соединять между собой по разным схемам, рассмотрим, какая из них удобнее и эффективнее.

Чаще всего используется последовательное подключение радиаторов. Так как обеспечивает высокий уровень надежности. Требует минимального обслуживания. Технические затраты низкие. Таким образом можно подключить до четырех батарей. Подогреватель подключается к системе снизу. При проседании радиаторов, труб необходимо поставить проставки.

Единственный недостаток при подключении аккумуляторов по данной схеме — большие тепловые потери. Когда вода попадает в верхнюю часть системы, аккумулятор остывает примерно на 7 градусов.Последними радиаторами обогреть квартиру будет хуже. Разница температур между ближним и дальним аккумулятором может достигать 18 градусов. Таким образом, помещение будет обогреваться неравномерно. Но эту проблему можно решить, установив дополнительный электрокотел.

Любая отопительная система — это довольно сложный «организм», в котором каждый из «органов» выполняет строго определенную роль. И одним из важнейших элементов являются теплообменные устройства — именно на них возлагается конечная задача по передаче тепловой энергии в помещения дома.В этом качестве могут выступать обычные радиаторы, конвекторы открытого или скрытого монтажа, набирающие популярность среди систем водяного теплого пола — трубные контуры, проложенные по определенным правилам.

Вас может заинтересовать информация о том, что составляет

В данной публикации речь пойдет о радиаторах отопления. Не будем отвлекаться на их разнообразие, структуру и технические характеристики: на нашем портале достаточно исчерпывающей информации по этим темам.Теперь нас интересует другой блок вопросов: подключение радиаторов отопления, обвязка, установка батарей. Правильная установка теплообменных устройств, рациональное использование заложенных в них технических возможностей — залог эффективности всей системы отопления. Даже самый дорогой современный радиатор будет иметь невысокую отдачу, если не прислушиваться к рекомендациям по его установке.

Что следует учитывать при выборе схемы обвязки радиатора?

Если просто взглянуть на большинство радиаторов отопления, то их гидравлическая конструкция представляет собой довольно простую, понятную схему.Это два горизонтальных коллектора, которые соединены между собой вертикальными перемычками, по которым движется теплоноситель. Вся эта система либо сделана из металла, обеспечивающего необходимую высокую теплоотдачу (яркий пример -), либо «облачена» в специальный кожух, конструкция которого предполагает максимальную площадь контакта с воздухом (например, биметаллический радиаторы).

1 — Коллектор верхний;

2 — Коллектор нижний;

3 — Вертикальные каналы в радиаторных секциях;

4 — Корпус теплообменника (кожух) радиатора.

Оба коллектора, верхний и нижний, имеют выходы с обеих сторон (соответственно на схеме верхняя пара B1-B2 и нижняя B3-B4). Понятно, что при подключении радиатора к трубам отопительного контура подключаются только два выхода из четырех, а два оставшихся заглушены. А эффективность установленного аккумулятора во многом зависит от схемы подключения, то есть от взаимного расположения патрубка подачи теплоносителя и выхода на «обратку».

И прежде всего, планируя установку радиаторов, собственник должен точно выяснить, какая система отопления функционирует или будет создана в его доме или квартире.То есть он должен четко понимать, откуда идет теплоноситель и в каком направлении направлен его поток.

Однотрубная система отопления

В многоэтажных домах чаще всего применяется однотрубная система. В этой схеме каждый радиатор как бы вставлен в «зазор» единой трубы, по которой осуществляется как подача теплоносителя, так и его выход в сторону «обратки».

Охлаждающая жидкость проходит последовательно через все радиаторы, установленные в стояке, постепенно рассеивая тепло.Понятно, что на начальном участке стояка его температура всегда будет выше — это тоже нужно учитывать при планировании установки радиаторов отопления.

Здесь важен еще один момент. Такую однотрубную систему многоквартирного дома можно организовать по принципу верхнего и нижнего протока.

• Слева (поз. 1) показан верхний поток — теплоноситель по прямой трубе передается в верхнюю точку стояка, а затем последовательно проходит через все радиаторы на этажах.Это означает, что поток направлен сверху вниз.
• Для упрощения системы и экономии расходных материалов часто организуют другую схему — с нижней подачей (поз. 2). В этом случае радиаторы устанавливаются точно так же, как на трубу, поднимающуюся на верхний этаж, так и на трубу, спускающуюся вниз. Это означает, что направление потока теплоносителя в этих «ответвлениях» одного контура меняется на противоположное. Очевидно, разница температур в первом и последнем радиаторах такой схемы будет еще заметнее.

Важно разобраться с этим вопросом — на какой трубе такой однотрубной системы установлен ваш радиатор — оптимальная схема врезки зависит от направления потока.

Обязательным условием для обвязки радиатора в однотрубном стояке является байпас

Под не совсем понятным для некоторых названием «байпас» понимается перемычка, соединяющая трубы, соединяющие радиатор с стояком в однотрубной системе. Для чего он нужен, какие правила соблюдают при его установке — читайте в специальной публикации нашего портала.

Однотрубная система также широко применяется в частных одноэтажных домах, хотя бы из соображений экономии материалов на ее установку. В этом случае владельцу проще разобраться с направлением потока теплоносителя, то есть с какой стороны она будет подводиться к радиатору, а с какой — на выход.

Преимущества и недостатки однотрубной системы отопления

Привлекающая простотой устройства такая система, тем не менее, несколько настораживает трудностью обеспечения равномерного нагрева на разных радиаторах домашней электропроводки.Что важно знать о том, как его смонтировать самостоятельно — читайте в отдельной публикации нашего портала.

Двухтрубная система

Уже из названия становится понятно, что каждый из радиаторов в такой схеме «держится» на двух патрубках — отдельно на подающей и «обратной».

Если посмотреть на двухтрубную схему разводки в многоэтажном доме, сразу видны различия.

Понятно, что зависимость температуры нагрева от расположения радиатора в системе отопления сведена к минимуму.Направление потока определяется только взаимным расположением труб, врезанных в стояки. Единственное, что вам нужно знать, это какой именно стояк служит подачей, а какой — «обраткой» — но это, как правило, легко определяется даже по температуре трубы.

Некоторых жильцов квартир может ввести в заблуждение наличие двух стояков, в которых система не перестанет быть однотрубной. Взгляните на иллюстрацию ниже:

Слева, хотя кажется, что стояков два, показана однотрубная система.Верхняя подача теплоносителя осуществляется просто по одной трубе. А вот справа — типичный случай двух разных стояков — подающего и «обратного».

Зависимость КПД радиатора от схемы его ввода в систему

За что все это было сказано. что размещено в предыдущих разделах статьи? А дело в том, что теплоотдача радиатора отопления очень серьезно зависит от взаимного расположения подающей и обратной труб.

Схема вставки радиатора в контур	Направление потоков теплоносителя
Диагональное двустороннее подключение радиатора, верхняя подача
Данная схема считается наиболее эффективной. В принципе, именно она берется за основу при расчете теплоотдачи конкретной модели радиатора, то есть за единицу принимается мощность АКБ при таком подключении.Теплоноситель, не встречая сопротивления, полностью проходит через верхний коллектор, по всем вертикальным каналам, обеспечивая максимальную теплоотдачу. Радиатор нагревается равномерно по всей площади.
Такая схема является одной из самых распространенных в системах отопления для многоэтажных домов, как наиболее компактная в плане вертикальных стояков. Применяется на стояках с верхним подводом теплоносителя, а также на обратных, нисходящих — с нижним подводом.Достаточно эффективен для небольших радиаторов. Однако если количество секций большое, то нагрев может быть неравномерным. Кинетической энергии потока становится недостаточно для распространения теплоносителя до самого конца верхнего подающего коллектора — жидкость стремится пройти по пути наименьшего сопротивления, то есть по ближайшим ко входу вертикальным каналам. Таким образом, в наиболее удаленной от входа части батареи не исключены застойные зоны, которые будут намного холоднее противоположных.При расчете системы обычно предполагается, что даже при оптимальной длине батареи ее общая эффективность теплопередачи снижается на 3 ÷ 5%. Ну а с длинными радиаторами такая схема становится малоэффективной или требует некоторой оптимизации (об этом будет сказано ниже) /
Одностороннее подключение радиатора с верхним подводом
Схема, аналогичная предыдущей, во многом повторяет и даже усиливает присущие ей недостатки.Применяется в тех же стояках однотрубных систем, но только в схемах с нижним подводом — на восходящей трубе, поэтому теплоноситель подводится снизу. Потери в суммарной теплопередаче при таком подключении могут быть еще выше — до 20 ÷ 22%. Это связано с тем, что перекрытию движения теплоносителя по ближним вертикальным каналам будет способствовать еще и разница в плотности — горячая жидкость стремится вверх, и поэтому к удаленному краю прохода труднее пройти. нижний приточный коллектор радиатора.Иногда это единственный вариант подключения. Потери в какой-то степени компенсируются тем, что в восходящей трубе общая температура теплоносителя всегда выше. Схема поддается оптимизации за счет установки специальных устройств.
Двустороннее соединение с нижним соединением обоих соединений
Нижний контур, или как его часто называют «седловое» подключение, чрезвычайно популярен в автономных системах частных домов из-за широких возможностей скрыть трубы отопительного контура под декоративной поверхностью пола или сделать их как можно более незаметными.Однако с точки зрения теплоотдачи такая схема далека от оптимальной, а возможные потери КПД оцениваются в 10-15%. Наиболее доступный путь теплоносителя в этом случае — нижний коллектор, а распределение по вертикальным каналам во многом связано с разницей в плотности. В результате верхняя часть радиатора может нагреваться намного меньше, чем нижняя. Существуют определенные способы и средства освещения и этот недостаток сведен к минимуму.
Диагональное двустороннее подключение радиатора, подача снизу
Несмотря на кажущееся сходство с первой, наиболее оптимальной схемой, разница между ними очень большая.Потеря КПД при таком подключении достигает 20%. Объясняется это довольно просто. У теплоносителя нет стимула беспрепятственно проникать в дальний участок нижнего приточного коллектора радиатора — из-за разницы в плотности он выбирает наиболее близкие ко входу в аккумулятор вертикальные каналы. В результате при достаточно равномерно прогретом верхе очень часто образуется застой в нижнем углу напротив входа, то есть температура поверхности аккумулятора в этой области будет ниже.На практике такая схема применяется редко — даже сложно представить ситуацию, когда к ней совершенно необходимо прибегнуть, отказавшись от других, более оптимальных решений.

В таблице намеренно не упоминается нижнее одностороннее подключение аккумулятора. С ним — вопрос неоднозначный, так как во многих радиаторах, предполагающих возможность такой врезки, предусмотрены специальные переходники, которые по сути превращают нижнее подключение в один из рассмотренных в таблице вариантов.Кроме того, даже для обычных радиаторов можно приобрести дополнительное оборудование, в котором нижний односторонний трубопровод будет конструктивно модифицирован на другой, более оптимальный вариант.

Надо сказать, что есть и более «экзотические» схемы врезки, например, для вертикальных радиаторов большой высоты — некоторые модели из этой серии предполагают двустороннее подключение с обоими подключениями сверху. Но сама конструкция таких аккумуляторов продумана таким образом, что теплоотдача от них максимальна.

Зависимость эффективности теплоотдачи радиатора от места его установки в помещении

Помимо схемы подключения радиаторов к трубам отопительного контура, место их установки также серьезно влияет на КПД данных теплообменных устройств.

В первую очередь необходимо соблюдать определенные правила размещения радиатора на стене по отношению к прилегающим конструкциям и элементам интерьера помещения.

Наиболее типичное расположение радиатора — под оконным проемом. В дополнение к общей теплопередаче восходящий конвекционный поток создает своего рода «тепловую завесу», препятствующую свободному проникновению более холодного воздуха из окон.

• Радиатор в этом месте покажет максимальную эффективность, если его общая длина составит около 75% ширины оконного проема. В этом случае необходимо постараться установить аккумулятор точно по центру окна, с минимальным отклонением не более 20 мм в ту или иную сторону.
• Расстояние от нижней плоскости подоконника (или другого расположенного выше препятствия — полки, горизонтальной стенки ниши и т. Д.) Должно быть около 100 мм. В любом случае он никогда не должен быть меньше 75% глубины самого радиатора. В противном случае создается непреодолимая преграда конвекционным потокам, и эффективность батареи резко падает.
• Высота нижнего края радиатора над поверхностью пола также должна быть примерно 100 ÷ 120 мм. При зазоре менее 100 мм, во-первых, искусственно создаются значительные затруднения в проведении регулярной уборки под аккумулятором (а это традиционное место скопления пыли, переносимой конвекционными потоками воздуха).А во-вторых, сама конвекция будет затруднена. В то же время «приподнимать» радиатор слишком высоко, с зазором 150 мм и более от поверхности пола, тоже совершенно бесполезно, так как это приводит к неравномерному распределению тепла в помещении: ярко выраженный холодный слой может оставаться в зоне, граничащей с поверхностью пола, воздухом.
• Наконец, радиатор должен находиться на расстоянии не менее 20 мм от стены с помощью кронштейнов. Уменьшение этого зазора — нарушение нормальной конвекции воздуха, кроме того, вскоре на стене могут появиться хорошо заметные следы пыли.

Это ориентировочные индикаторы, которым необходимо следовать. Однако для некоторых радиаторов существуют и свои рекомендации, разработанные производителем по линейным параметрам установки — они указываются в руководствах к изделиям.

Вероятно, нет необходимости объяснять, что радиатор, расположенный открыто на стене, будет демонстрировать гораздо более высокую теплопередачу, чем радиатор, полностью или частично закрытый некоторыми предметами интерьера. Даже слишком широкий подоконник уже может снизить эффективность обогрева на несколько процентов.И если учесть, что многие хозяева не могут обойтись без плотных штор на окнах или ради внутренней отделки стараются прикрыть неприглядные ни глаза, ни радиаторы с помощью фасадных декоративных ширм или даже полностью закрытых кожухов, то расчетной мощности аккумуляторов может не хватить для полноценного обогрева помещения.

Потери теплоотдачи в зависимости от особенностей монтажа радиатора отопления на стенах приведены в таблице ниже.

Иллюстрация	Влияние показанного размещения на теплоотвод радиатора
	Радиатор полностью открыт на стене или установлен под подоконником, закрывающим не более 75% глубины батареи. При этом полностью сохраняются оба основных пути теплопередачи — и конвекция, и тепловое излучение. Эффективность можно принять за единицу.
	Подоконник или полка полностью перекрывают верхнюю часть радиатора.Для инфракрасного излучения это не имеет значения, но конвекционный поток уже встречает серьезное препятствие. Потери можно оценить в 3 ÷ 5% от общей тепловой мощности батареи.
	В данном случае верхом является не подоконник или полка, а верхняя стенка ниши стены. На первый взгляд все то же самое, но потери уже несколько выше — до 7 ÷ 8%, так как часть энергии будет тратиться на нагрев очень теплоемкого стенового материала.
	Радиатор спереди прикрыт декоративным экраном, но зазора для конвекции воздуха достаточно. Потери происходят именно в тепловом инфракрасном излучении, которое особенно влияет на эффективность чугунных и биметаллических батарей. Потери теплопередачи при такой установке достигают 10 ÷ 12%.
	Радиатор отопления полностью закрыт декоративным кожухом со всех сторон. Понятно, что в таком кожухе есть решетки или щелевидные отверстия для циркуляции воздуха, но резко уменьшаются как конвекция, так и прямое тепловое излучение.Потери могут составлять до 20-25% от номинальной емкости аккумулятора.

Итак, очевидно, что владельцы вольны изменять некоторые нюансы установки радиаторов отопления в сторону повышения эффективности теплоотдачи. Однако иногда пространство настолько ограничено, что приходится мириться с существующими условиями как в отношении расположения труб отопительного контура, так и в отношении свободной площади на поверхности стен. Другой вариант — желание спрятать батарейки от глаз берет верх над здравым смыслом, и установка экранов или декоративных крышек — уже дело.Это означает, что в любом случае вам придется внести поправки на общую мощность радиаторов, чтобы гарантировать требуемый уровень нагрева в помещении. Калькулятор ниже поможет вам внести соответствующие корректировки.

Система отопления необходима для обеспечения максимально комфортной температуры в доме, которая зависит от многих факторов. К ним относятся и способ прокладки труб, и количество радиаторов, и общая длина системы, и площадь дома, и т. Д.

Это означает, что система подбирается индивидуально для каждого дома, поэтому многие задаются вопросом — как правильно подключить батарею отопления?

Способы подключения

Существуют способы подключения батарей отопления своими руками, которые часто можно встретить в частных домах:

• Односторонний … Заключается в том, что подающий и обратный патрубки подключаются с одной стороны к первая часть: прямая соединяется с верхней частью, а обратная — с нижней.
  Таким образом осуществляется равномерный обогрев всех радиаторов отопления. Однако рекомендуется использовать это подключение при наличии большого количества секций или в высоких зданиях с параллельным подключением;
• Седло и нижнее соединение идеально подходит для системы, в которой трубы скрыты под полом. В этом случае обе магистральные трубы подключаются к патрубкам противоположных участков в нижней части. Этот способ малоэффективен, так как потери мощности в пределах 15 процентов;
• Диагональ … Применяется при наличии большой системы отопления с соответствующим количеством секций. Такой способ подключения обеспечивает равномерное распределение теплоносителя и максимальную теплоотдачу от устройств.

Место для подключения

В принципе подключение батареи отопления должно производиться в определенном месте, где можно создать защиту от доступа холодного воздуха с улицы и при этом хорошо обогреть помещение. Именно поэтому радиаторы часто располагаются под подоконниками.

При этом необходимо соблюдать определенное расстояние от прибора до стены — примерно до 5 сантиметров, а до пола — 10 сантиметров. Если придерживаться этих рекомендаций, то теплый воздух из радиатора будет создавать своеобразную тепловую завесу.

Важно. Подоконник не должен закрывать аккумулятор или перекрывать его, так как это значительно снизит эффективность тепловыделения.
В некоторых случаях радиаторы накрывают экраном, обычно это делается, когда они очень горячие.

Основные виды систем отопления

На сегодняшний день в частном доме осуществляется подключение батарей отопления на две системы отопления: однотрубную и двухтрубную.

1. В первом варианте вода поступает в трубы сверху (резервуар находится на возвышенности) и таким образом разливается по трубам.
   Это довольно распространенная система, но с этой опцией нет возможности регулировать температуру, так как для этого требуются дополнительные опции.
2. Второй вариант — теплая вода течет по одной трубе, а охлажденная — по другой.В этом случае батареи подключаются параллельно.
   Такая схема подключения батарей отопления распространена на дачах и домах. Для него характерна одинаковая температура для всех радиаторов, а температура регулируется в подающей трубе с помощью термостата.

В любом случае схемы подключения нагревательной батареи могут быть выполнены в вертикальной или горизонтальной системе. В первом отопительные приборы подключаются к вертикальному стояку, а во втором — к горизонтальным трубопроводам.

Любая схема подключения батареи отопления может быть осуществлена ​​путем подключения труб с энергоносителем к радиатору по нижнему или боковому тракту.

Конструкция радиатора

Обычно стандартный обогреватель состоит из самого нагревательного элемента (радиатора) и дополнительных деталей, как показано на рисунке ниже.

В данном случае установка осуществляется при необходимости установки терморегулятора в системе теплоснабжения. Так как многие люди подключают батареи отопления своими руками, такая схема им будет интересна.

Но прежде чем вы разберетесь и определитесь для себя, как правильно подключить батареи отопления в вашем конкретном случае, вам необходимо ознакомиться с множеством видео и фото в галерее нашего сайта. Они подробно расскажут о плюсах и минусах той или иной системы, а также помогут выбрать трубы и другие дополнительные элементы.

Естественно, установку лучше начинать в теплое время года, чтобы потом в холодное время года вы не остались без отопления.Поэтому подготовьте все заранее, все купите, чтобы быстро провести все необходимые работы.

Большой плюс в том, что схема подключения батарей отопления в частном доме может быть самой разной, и вы не находитесь в определенных «технических» рамках.

Совет!
При замене батареек не забудьте установить кран Маевского, с помощью которого легко спустить воздух из системы.
А чтобы в помещении не было очень душно, устанавливается вентиль, частично или полностью перекрывающий подачу тепла.

Запорная арматура

Все понимают, что запорная арматура при подключении играет важную роль, так как они не только обеспечивают подачу воды, но и распределяют теплоноситель по радиатору. Регулирующая и запорная арматура расположена на обратном и подающем патрубках. Запорная арматура необходима, чтобы перекрыть подачу воды в аккумулятор, чтобы провести его замену или ремонт.

Обвязка батареи отопления с нижним подключением не может предполагать установку байпаса и регулирующих устройств.Запорная арматура предусмотрена в большинстве двухтрубных систем с боковым или диагональным подключением. Обычно инструкция требует всегда беспрепятственного доступа к запорным и регулирующим элементам, даже если радиаторы закрыты.

Выбор батареи

Это важный этап в возведении отопления, ведь материал, из которого изготовлены радиаторы, напрямую влияет на их теплоотдачу, а соответственно и температуру в помещении. Также необходимо правильно рассчитать количество секций в комнате.

По материалу, из которого изготовлены аккумуляторы, их можно разделить на:

• Чугун;
• биметаллический;
• Алюминий;
• Сталь;
• Медь-алюминий.

Алюминиевые батареи имеют мощность около 192 Вт в одной секции и рабочее давление 16 атм. Они отличаются хорошим отводом тепла и быстрым нагревом. Применяются в вариантах автономного и центрального отопления.

Их главный недостаток в том, что они чувствительны к составу воды, поэтому быстро разрушаются внутренней коррозией.Также эти устройства подвержены резким перепадам давления в системе.

Чугунные батареи имеют секционную мощность от 79 до 160 Вт, давление от 10 до 15 атм. Они могут работать при высоких температурах охлаждающей жидкости — до 150 градусов Цельсия. Их минус — большой вес, а плюс — обычная установка и устойчивость к различным перепадам давления.

Биметаллические радиаторы имеют мощность около 200 Вт и рабочее давление около 35 атм.У них стальной сердечник и алюминиевый корпус. Часто такие батареи используются в офисах или квартирах с центральным отоплением.

Их преимущества: легкость, практичность, устойчивость к внутренней среде, высокая теплоотдача. Обратной стороной может быть более высокая цена по сравнению с остальными.

Важно!
Даже если вы выберете правильный аккумулятор и рассчитаете правильное количество секций, вы должны знать один совет — чем лучше теплоизоляция вашего дома, тем выше эффективность вашей системы.

Заключение

Установка нагревательных элементов — важный шаг на пути к эффективному теплоснабжению. Чтобы провести эти работы, необходимо все просчитать до мелочей и проконсультироваться с несколькими специалистами.

Можно приобрести отопительный котел сколь угодно мощной, но не добиться ожидаемого тепла и уюта в доме. Причиной этого вполне могут быть неправильно подобранные устройства для окончательной теплоотдачи. в помещении, в роли которого традиционно чаще всего выступают радиаторы отопления.Но даже оценки, которые кажутся вполне подходящими по всем критериям, иногда не оправдывают надежд своих владельцев. Почему?

А причина может заключаться в том, что радиаторы подключаются по очень далекой от оптимальной схеме. И это обстоятельство просто не позволяет им показать заявленные производителями выходные параметры теплопередачи. Поэтому давайте подробнее рассмотрим вопрос: каковы возможные схемы подключения радиаторов отопления в частном доме.Давайте разберемся, в чем преимущества и недостатки тех или иных вариантов. Посмотрим, какие технологические приемы используются для оптимизации некоторых схем.

Необходимая информация для правильного выбора схемы подключения радиатора

Для того, чтобы дальнейшие пояснения стали более понятными неискушенному читателю, имеет смысл начать с рассмотрения того, что в принципе представляет собой стандартный радиатор отопления. Термин «стандартные» употребляется потому, что существуют совершенно «экзотические» аккумуляторы, но они не входят в планы данной публикации.

Основное устройство радиатора отопления

Итак, если схематично изобразить обычный радиатор отопления, то может получиться что-то вроде этого:

В плане компоновки это обычно набор теплообменных секций (поз. 1). Количество этих секций может варьироваться в довольно широком диапазоне. Многие модели батарей позволяют изменять это количество, добавлять и уменьшать в зависимости от требуемой общей тепловой мощности или на основе максимально допустимого размера сборки.Для этого между секциями предусмотрено резьбовое соединение с помощью специальных муфт (ниппелей) с необходимым уплотнением. Другие радиаторы такой возможности не подразумевают, что их секции соединены «плотно» или даже представляют собой единую металлическую конструкцию. Но в свете нашей темы принципиального значения эта разница не имеет.

Но важна, так сказать, гидравлическая часть аккумулятора. Все секции объединены общими коллекторами, расположенными горизонтально вверху (поз. 2) и снизу (поз. 3).При этом на каждой из секций предусмотрено соединение этих коллекторов вертикальным каналом (поз.4) для движения теплоносителя.

Каждый из коллекторов имеет два входа соответственно. На схеме они обозначены G1 и G2 для верхнего коллектора, G3 и G4 для нижнего.

В подавляющем большинстве схем подключения, используемых в системах отопления частных домов, всегда задействованы только эти два ввода. Один подключается к подающей трубе (то есть идущей от котла).Второй — в «обратку», то есть в трубу, по которой теплоноситель возвращается от радиатора в котельную. Два других входа закрываются заглушками или другими запорными устройствами.

И вот что важно — эффективность ожидаемой теплоотдачи от радиатора отопления зависит от того, как эти два входа, подача и «обратка» будут взаимно расположены.

Примечание : Конечно, схема дана со значительным упрощением, и во многих типах радиаторов она может иметь свои особенности.Так, например, в известных чугунных батареях типа МС-140 каждая секция имеет два вертикальных канала, соединяющих коллекторы. А в стальных радиаторах вообще нет секций — зато система внутренних каналов в принципе повторяет показанную гидравлическую схему. Так что все, что будет сказано ниже, в равной степени относится и к ним.

Где подающая труба, а где «обратка»?

Совершенно очевидно, что для того, чтобы правильно расположить впуск и выпуск радиатора оптимально, необходимо хотя бы знать, в каком направлении движется теплоноситель.Другими словами, где поставка, а где «отдача». Причем принципиальная разница уже может быть скрыта в самом типе системы отопления — она ​​может быть однотрубной или

.

Особенности однотрубной системы

Данная система отопления особенно распространена в многоэтажных домах, а также довольно популярна в одноэтажном индивидуальном строительстве. Его широкая востребованность в первую очередь обусловлена ​​тем, что при строительстве требуется гораздо меньше труб, а также сокращается объем монтажных работ.

Проще говоря, данная система представляет собой одинарную трубу, идущую от подающей к подающей трубе котла (как вариант — от подающей к обратной магистрали), на которую «натянуты последовательно соединенные радиаторы отопления». «.

В масштабе одного уровня (этажа) это может выглядеть примерно так:

Совершенно очевидно, что «возврат» первого радиатора в «цепи» становится питанием следующего — и так далее, до конца этого замкнутого контура.Понятно, что от начала до конца однотрубного контура температура теплоносителя неуклонно снижается, и это один из самых существенных недостатков такой системы.

Возможно также расположение однотрубного контура, что характерно для многоэтажных домов. Такой подход широко практиковался при строительстве городских многоквартирных домов. Однако его можно встретить и в частных домах в несколько этажей. Об этом тоже нельзя забывать, если, скажем, хозяева получили дом от старых хозяев, то есть с уже смонтированной разводкой контуров отопления.

Здесь возможны два варианта, показанные на схеме ниже соответственно под буквами «a» и «b».

Цены на популярные радиаторы отопления

• Вариант «а» называется стояком с верхним подводом теплоносителя. То есть от подающего коллектора (котла) труба беспрепятственно поднимается до наивысшей точки стояка, а затем последовательно идет вниз через все радиаторы. То есть подача горячего теплоносителя непосредственно к аккумуляторам осуществляется сверху вниз.
• Вариант «б» — однотрубная разводка с нижним подводом. Уже на пути вверх по восходящей трубе теплоноситель обходит ряд радиаторов. Затем направление потока меняется на противоположное, теплоноситель проходит через цепочку аккумуляторов, пока не попадет в «обратный» коллектор.

Второй вариант используется из соображений экономии труб, но очевидно, что недостаток однотрубной системы, то есть перепад температуры от радиатора к радиатору по течению теплоносителя, еще более выражен.

Таким образом, если в вашем доме или квартире монтируется однотрубная система, то для выбора оптимальной схемы подключения радиатора необходимо обязательно уточнить, в каком направлении подается теплоноситель.

Секреты популярности системы теплоснабжения Ленинградки

Несмотря на довольно существенные недостатки, однотрубные системы по-прежнему остаются достаточно популярными. Пример тому — который подробно описан в отдельной статье на нашем портале.И еще одна публикация посвящена тому элементу, без которого однотрубные системы не могут нормально работать.

А если система двухтрубная?

Более совершенной считается двухтрубная система отопления. С ним легче работать, и он лучше поддается точной настройке. Но это на фоне того, что для его создания потребуется больше материала, а работы по установке становятся более масштабными.

Как видно из рисунка, и подающая, и обратная труба, по сути, представляют собой коллекторы, к которым подключены соответствующие трубы каждого из радиаторов.Очевидным преимуществом является то, что температура в подающей трубе-коллекторе поддерживается практически одинаковой для всех точек теплообмена, то есть практически не зависит от расположения той или иной батареи по отношению к источнику тепла (котлу).

Эта схема также используется в системах для домов в несколько этажей. Пример показан на схеме ниже:

В данном случае подающий стояк заглушен сверху, как «обратная» труба, то есть они превращены в два параллельных вертикальных коллектора.

Важно правильно понять один нюанс. Наличие двух труб возле радиатора вовсе не означает, что сама система уже двухтрубная. Например, при вертикальном расположении может быть такая картинка:

Такое расположение может ввести в заблуждение неопытного в этих вопросах владельца. Несмотря на наличие двух стояков, система все равно однотрубная, поскольку радиатор отопления подключается только к одному из них. А второй — стояк, обеспечивающий верхнюю подачу теплоносителя.

Алюминиевый радиатор цены

алюминиевый радиатор

Другое дело, если соединение выглядит так:

Разница очевидна: аккумулятор разрезан на две разные трубы — подающую и обратную. Поэтому между входами нет перемычки байпаса — при такой схеме она совершенно не нужна.

Возможны и другие двухтрубные схемы подключения. Например, так называемый коллектор (его еще называют «луч» или «звезда»). К этому принципу часто прибегают, когда пытаются скрытно разместить все трубы контурной разводки, например, под напольным покрытием.

В таких случаях коллекторный агрегат ставится в определенном месте, а из отдельных труб подача и «обратка» для каждого из радиаторов уже ведутся. Но по своей сути это все же двухтрубная система.

Почему все это рассказывается? А к тому, что если система двухтрубная, то для выбора схемы подключения радиатора важно четко знать, какая из труб является подающим коллектором, а какая подключена к «обратке».

Но направление потока через сами трубы, которое было решающим для однотрубной системы, здесь больше не играет роли. Движение теплоносителя непосредственно через радиатор будет зависеть исключительно от взаимного расположения врезных трубок в подающем и «обратном».

Кстати, даже в условиях не очень большого дома сочетание обеих схем вполне может быть использовано. Например, использовался двухтрубный, однако на отдельной территории, скажем, в одном из просторных помещений или в пристройке расположено несколько радиаторов, соединенных по однотрубному принципу.Это значит, что при выборе схемы подключения важно не запутаться, а индивидуально оценить каждую точку теплообмена: что для нее будет решающим — направление потока в трубе или взаимное расположение труб-коллекторов. обратного и обратного потока.

Если такая наглядность будет достигнута, можно подобрать оптимальную схему подключения радиаторов к схемам.

Схемы подключения радиаторов к схеме и оценки их эффективности

Все вышесказанное было своеобразной «прелюдией» к этому разделу.Теперь познакомимся с тем, как можно подключить радиаторы к трубам контура, и какой из способов дает максимальную эффективность теплопередачи.

Как мы уже видели, задействованы два входа радиатора, а еще два заглушены. Какое направление движения охлаждающей жидкости через аккумуляторную батарею будет оптимальным?

Еще несколько вводных слов. Каковы «побудительные причины» движения теплоносителя по каналам радиатора.

• Это, во-первых, динамический напор жидкости, создаваемый в отопительном контуре.Жидкость стремится заполнить весь объем, если для этого созданы условия (отсутствуют воздушные пробки). Но совершенно ясно, что, как и любой поток, он будет стремиться течь по пути наименьшего сопротивления.
• Во-вторых, разность температур (и, соответственно, плотности) теплоносителя в полости радиатора сама становится «движущей силой». Более горячие потоки стремятся вверх, пытаясь вытеснить остывшие.

Сочетание этих сил обеспечивает прохождение охлаждающей жидкости по каналам радиатора.Но в зависимости от схемы подключения общая картина может быть совершенно разной.

Цены на радиаторы чугунные

чугунный радиатор

Диагональное соединение, верхняя подача

Данная схема считается наиболее эффективной. Радиаторы с таким подключением раскрывают свои возможности в полной мере. Обычно при расчете системы отопления именно она принимается за «единицу», а для всех остальных будет вводиться тот или иной поправочный коэффициент.

Совершенно очевидно, что теплоноситель априори не может встретить никаких препятствий при таком подключении. Жидкость полностью заполняет объем патрубка верхнего коллектора, равномерно течет по вертикальным каналам от верхнего коллектора к нижнему. В результате равномерно нагревается вся теплообменная поверхность радиатора, достигается максимальная теплоотдача аккумулятора.

Одностороннее соединение, верхняя подача

Очень распространенная схема — так обычно устанавливают радиаторы в однотрубной системе в стояках многоэтажных домов с верхним подводом или на нисходящих ответвлениях — с нижним подводом.

В принципе схема достаточно эффективная, особенно если сам радиатор не слишком длинный. Но если в батарее собрано много секций, то не исключено появление отрицательных моментов.

Вполне возможно, что кинетической энергии теплоносителя не хватит для того, чтобы поток полностью прошел по верхнему коллектору до самого конца. Жидкость ищет «легких путей», и основная масса потока начинает проходить по вертикальным внутренним каналам секций, которые расположены ближе к входной трубе.Таким образом, невозможно полностью исключить образование в «периферийной зоне» зоны застоя, температура которой будет ниже, чем в зоне, прилегающей к боковой стороне вставки.

Даже при нормальных размерах радиаторов по длине обычно приходится мириться с потерей тепловой мощности примерно на 3 ÷ 5%. Ну а если аккумуляторы длинные, то КПД может быть еще ниже. В этом случае лучше применить либо первую схему, либо использовать специальные приемы для оптимизации соединения — этому будет посвящен отдельный раздел публикации.

Одностороннее соединение, нижняя подача

Схему ни в коем случае нельзя назвать эффективной, хотя, кстати, она применяется довольно часто при установке однотрубных систем отопления в многоэтажных домах, если подача осуществляется снизу. На восходящей ветви все батареи в стояке чаще всего устанавливаются строителями именно таким способом. и, наверное, это единственный хоть сколько-нибудь оправданный случай его использования.

При всем внешнем сходстве с предыдущим, недостатки здесь только усугубляются.В частности, еще более вероятным становится возникновение застойной зоны на удаленной от входа стороне радиатора. Это легко объяснить. Мало того, что охлаждающая жидкость будет искать самый короткий и самый свободный путь, разница в плотности также будет способствовать ее устремлению вверх. А периферия может либо «замерзнуть», либо циркуляция в ней будет недостаточной. То есть дальний край радиатора станет заметно холоднее.

Потери эффективности теплопередачи при таком подключении могут достигать 20 ÷ 22%.То есть прибегать к нему не рекомендуется без крайней необходимости. И если обстоятельства не оставляют другого выхода, то рекомендуется прибегнуть к одному из методов оптимизации.

Двустороннее нижнее соединение

Такая схема применяется довольно часто, обычно из соображений максимального скрытия от видимости трубопроводов. Правда, его эффективность еще далека от оптимальной.

Совершенно очевидно, что самый простой путь теплоносителя — это нижний коллектор.Распространение его по вертикальным руслам вверх происходит исключительно за счет разницы в плотности. Но этот поток становится «тормозом» противотоком охлаждаемой жидкости. В результате верхняя часть радиатора может нагреваться намного медленнее и не так интенсивно, как хотелось бы.

Потери в общем КПД теплопередачи при таком подключении могут достигать 10 ÷ 15%. Однако такая схема также легко поддается оптимизации.

Диагональное соединение с нижней подачей

Трудно представить ситуацию, в которой вам пришлось бы прибегнуть к такому подключению.Тем не менее, рассмотрите и эту схему.

Цены на радиаторы биметаллические

Радиаторы биметаллические

Прямой поток, попадающий в радиатор, постепенно рассеивает его кинетическую энергию, и может просто не «добить» по всей длине нижнего коллектора. Этому способствует то, что потоки на начальном участке устремляются вверх как по кратчайшему пути, так и за счет перепада температур. В итоге на АКБ с большим шуточным участком велика вероятность появления застойного участка с низкой температурой под патрубком в обратной магистрали.

Примерные потери КПД, несмотря на кажущееся сходство с наиболее оптимальным вариантом, при таком подключении оцениваются в 20%.

Двустороннее соединение сверху

Будем честны — это скорее для примера, поскольку применение такой схемы на практике будет верхом безграмотности.

Судите сами — для жидкости открыт прямой проход через верхний коллектор. И вообще никаких других стимулов для растекания по остальному радиатору нет.То есть реально будет нагреваться только участок по верхнему коллектору — остальное «вне игры». Оценивать потерю КПД в этом случае вряд ли стоит — сам радиатор однозначно получается неэффективным.

Верхнее двустороннее соединение используется редко. Тем не менее, есть такие радиаторы — ярко выраженные высокие, часто одновременно выполняющие роль осушителей. И если вам приходится подавать трубы таким образом, то обязательно используются различные способы преобразования такого подключения в оптимальную схему.Очень часто это заложено уже в конструкции самих радиаторов, то есть верхнее одностороннее подключение остается таковым только визуально.

Как можно оптимизировать схему подключения радиатора?

Вполне понятно, что любой собственник хочет, чтобы его система отопления показывала максимальную эффективность при минимальном потреблении энергии. А для этого нужно постараться применить самые оптимальные схемы врезки. Но часто трубопровод уже доступен, и вы не хотите его переделывать.Или изначально хозяева планируют проложить трубы так, чтобы они стали практически незаметными. Что делать в таких случаях?

В Интернете можно найти множество фото, когда пытаются оптимизировать боковую панель, изменяя конфигурацию трубок, подходящую под аккумулятор. В этом случае необходимо добиться эффекта увеличения теплоотдачи, но внешне некоторые произведения такого «искусства» выглядят, прямо скажем, «не очень».

Есть и другие способы решения этой проблемы.

• Можно купить аккумуляторы, которые внешне ничем не отличаются от обычных, но все же имеют в своей конструкции особенность, максимально приближающую тот или иной способ возможного подключения к оптимальному.В нужном месте между секциями в них устанавливается перегородка, кардинально меняющая направление движения теплоносителя.

В частности, радиатор может быть рассчитан на нижнее двустороннее подключение:

Вся «мудрость» в наличии перегородки (заглушки) в нижнем коллекторе между первой и второй секциями АКБ. Теплоносителю некуда деваться, и он поднимается по вертикальному каналу первой секции вверх. А потом, с этой верхней точки, дальнейшее раздача, вполне очевидно, уже идет, как на самой оптимальной диаграмме с диагональной связью с кормлением сверху.

Или, например, упомянутый выше случай, когда требуется подвести обе трубы сверху:

В этом примере перегородка установлена ​​на верхнем коллекторе между предпоследней и последней секциями радиатора. Получается, что весь объем теплоносителя имеет только один выход — через нижний вход последней секции, вертикально по нему — и дальше в обратную трубу. Со временем «маршрут движения» жидкости по каналам аккумулятора снова становится диагональным сверху вниз.

Многие производители радиаторов заранее продумывают этот вопрос — в продажу поступают целые серии, в которых одна и та же модель может быть рассчитана на разные схемы врезки, но в итоге получается оптимальная «диагональ». Это указано в паспортах продукции. В этом случае также важно учитывать направление вставки — при изменении вектора потока теряется весь эффект.

• Есть еще одна возможность повысить эффективность радиатора, используя этот принцип.Для этого в специализированных магазинах стоит найти специальные клапаны.

Их размер должен соответствовать выбранной модели батареи. Когда такой клапан вкручивается, он закрывает переходной штуцер между секциями, после чего подающая или «обратная» труба набивается в его внутреннюю резьбу, в зависимости от схемы.

• Показанные выше внутренние перегородки предназначены больше для улучшения рассеивания тепла, когда батареи подключены с обеих сторон. Но есть способы одностороннего постукивания — речь идет о так называемых расширителях потока.

Такой удлинитель представляет собой трубу, обычно с номинальным диаметром 16 мм, которая соединяется с отверстием радиатора и в собранном виде заканчивается в полости коллектора вдоль его оси. В продаже можно найти такие удлинители на нужный тип резьбы и необходимую длину. Или просто приобретается специальная муфта, а трубка для нее необходимой длины подбирается отдельно.

Цены на трубы металлопластиковые

Трубы металлопластиковые

Что этим достигается? Взглянем на схему:

Охлаждающая жидкость, попадая в полость радиатора, через проточную часть попадает в дальний верхний угол, то есть на противоположный край верхнего коллектора.И отсюда его движение к выходному патрубку уже будет осуществляться снова по оптимальной схеме «диагональ сверху вниз».

Многие мастера практикуют и самостоятельное изготовление таких удлинителей. Если вы посмотрите на это, в этом нет ничего невозможного.

В качестве самого удлинителя вполне можно использовать металлопластиковую трубу для горячей воды диаметром 15 мм. Осталось только изнутри упаковать штуцер для металлопластика в сквозную заглушку аккумулятора.После сборки аккумулятора удлинитель нужной длины встал на место.

Как видно из вышесказанного, практически всегда можно найти решение, как превратить неэффективную схему вставки батареи в оптимальную.

Как насчет одностороннего нижнего подключения?

Могут недоуменно спросить — почему в статье до сих пор не упоминается схема нижнего подключения радиатора с одной стороны? Ведь он довольно популярен, так как позволяет в максимальной степени провести скрытую обвязку.

А дело в том, что рассмотренные выше возможные схемы, так сказать, с гидравлической точки зрения. А в их чередовании с односторонним нижним подключением просто некуда — если в одной точке и подавать, и снимать теплоноситель, то никакого протекания через радиатор не будет.

То, что обычно понимается под нижним односторонним соединением, на самом деле подразумевает подвод труб только к одному краю радиатора. Но дальнейшее движение теплоносителя по внутренним каналам, как правило, организуется по одной из рассмотренных выше оптимальных схем.Это достигается либо особенностями устройства самого аккумулятора, либо специальными переходниками.

Вот лишь один пример радиатора, специально разработанного для трубопроводов. одна сторона внизу:

Если посмотреть на схему, сразу становится понятно, что система внутренних каналов, перегородок и клапанов организует движение теплоносителя по уже известному нам принципу «односторонняя с подачей сверху», что можно считать один из оптимальных вариантов.Есть аналогичные схемы, которые тоже дополняются расширением потока, и тогда в целом достигается наиболее эффективный узор «диагональ сверху вниз».

Даже обычный радиатор легко переделать в модель с нижним подключением. Для этого приобретается специальный комплект — выносной адаптер, который, как правило, сразу комплектуется термоклапанами для термостатического регулирования радиатора.

Верхний и нижний патрубки такого устройства уложены в патроны обычного радиатора без каких-либо доработок.В итоге — готовый аккумулятор с нижним односторонним подключением, да еще с терморегулятором и балансировочным устройством.

Итак, со схемами подключения разобрались. Но что еще может повлиять на эффективность теплопередачи радиатора отопления?

Как расположение на стене влияет на эффективность радиатора?

Вы можете приобрести очень качественный радиатор, применить оптимальную схему его подключения, но в итоге вы не добьетесь ожидаемой теплоотдачи, если не учесть ряд других важных нюансов его установки.

Существует несколько общепринятых правил расположения батарей в помещении относительно стены, пола, подоконников и других предметов интерьера.

• Чаще всего радиаторы располагаются под оконными проемами. Это место до сих пор невостребовано для других предметов, а кроме этого потоки нагретого воздуха становятся своеобразной тепловой завесой, во многом ограничивающей свободное распространение холода с поверхности окна.

Конечно, это лишь один из вариантов установки, и радиаторы можно устанавливать на стены, независимо от наличия на них оконных проемов — все зависит от необходимого количества таких теплообменных устройств.

• Если радиатор установлен под окном, то стараются придерживаться правила, согласно которому его длина должна быть примерно ¾ ширины окна. Это обеспечит оптимальную теплоотдачу и защиту от проникновения холодного воздуха из окна. Батарея устанавливается по центру, с допустимым отклонением в ту или иную сторону до 20 мм.
• Батарею нельзя устанавливать слишком высоко — нависающий над ней подоконник может превратиться в непреодолимое препятствие для восходящих конвекционных потоков воздуха, что приводит к снижению общей эффективности теплообмена.Они стараются выдержать зазор около 100 мм (от верхнего края АКБ до нижней поверхности «козырька»). Если вы не можете установить все 100 мм, то не менее толщины радиатора.
• Есть определенный зазор внизу, между радиатором и поверхностью пола. Слишком высокое расположение (более 150 мм) может привести к образованию вдоль напольного покрытия не участвующего в конвекции слоя воздуха, то есть заметно холодного слоя. Слишком маленькая высота, менее 100 мм, внесет лишние трудности при уборке, пространство под аккумулятором может превратиться в скопление пыли, что, кстати, также отрицательно скажется на эффективности теплоотдачи.Оптимальная высота в пределах 100 ÷ 120 мм.
• Также необходимо сохранить оптимальное расположение от несущей стены. Даже при установке кронштейнов под аккумуляторный навес учтите, что между стеной и секциями должен быть свободный зазор не менее 20 мм. В противном случае там может скапливаться пыль, нормальная конвекция будет нарушена.

Эти правила можно считать ориентировочными. Если производитель радиатора не дает других рекомендаций, то стоит ими руководствоваться.Но очень часто в паспортах конкретных моделей аккумуляторов встречаются схемы, на которых указаны рекомендуемые параметры установки. Конечно, тогда они берутся за основу при монтажных работах.

Следующий нюанс — насколько открыта установленная батарея для полной теплоотдачи. Конечно, максимальная производительность будет при полностью открытой установке на ровной вертикальной поверхности стены. Но, вполне понятно, что этот метод используется не так часто.

Если аккумулятор находится под окном, подоконник может мешать конвекционному потоку воздуха.То же самое, тем более, касается ниш в стене. Кроме того, радиаторы часто пытаются прикрыть или даже полностью закрыть (за исключением передней решетки) крышками. Если не учитывать эти нюансы при выборе необходимой мощности нагрева, то есть тепловой мощности аккумулятора, то вполне можно столкнуться с печальным фактом невозможности достижения ожидаемой комфортной температуры.

В таблице ниже представлены основные возможные варианты установки радиаторов на стену по их «степени свободы».Каждый из случаев характеризуется собственной скоростью потери общей эффективности теплопередачи.

Рисунок	Вариант установки Рабочие характеристики
	Радиатор устанавливается так, чтобы сверху ничего не перекрывалось, либо подоконник (полка) выступал не более чем на толщины аккумулятора. В принципе, препятствий для нормальной конвекции воздуха нет. Если аккумулятор не прикрыт плотными шторами, то помехи от прямого теплового излучения нет. В расчетах такая схема монтажа принимается за единицу.
	Горизонтальный «козырек» подоконника или полки полностью закрывает верх радиатора. То есть для восходящего конвективного потока возникает довольно серьезное препятствие. При нормальном клиренсе (о котором уже говорилось выше — около 100 мм) препятствие не становится «смертельным», но определенные потери в эффективности все же наблюдаются. Инфракрасное излучение от аккумулятора остается в полном объеме. Общая потеря эффективности может быть оценена примерно в 3 ÷ 5%.
	Аналогичная ситуация, но только сверху не козырек, а горизонтальная стенка ниши. Здесь потери уже несколько больше — помимо простого препятствия для воздушного потока, часть тепла будет потрачена на непродуктивный обогрев стены, которая обычно имеет очень внушительную теплоемкость. Следовательно, вполне можно ожидать тепловых потерь в пределах 7-8%.
	Радиатор установлен как в первом варианте, то есть препятствий конвекционным потокам нет. Но с лицевой стороны он прикрыт декоративной решеткой или ширмой по всей своей площади. Интенсивность инфракрасного теплового потока значительно снижена, что, кстати, является определяющим принципом теплопередачи для чугунных или биметаллических батарей. Суммарная потеря эффективности нагрева может достигать 10 ÷ 12%.
	Декоративный кожух закрывает радиатор со всех сторон. Несмотря на наличие щелей или решеток, обеспечивающих теплообмен с воздухом в помещении, показатели как теплового излучения, так и конвекции резко снижаются. Следовательно, приходится говорить о потере КПД, достигающей 20 ÷ 25%.

Итак, мы рассмотрели основные схемы подключения радиаторов к отопительному контуру, проанализировали достоинства и недостатки каждого из них. Получена информация о применяемых методах оптимизации схем, если по каким-либо причинам невозможно изменить их другими способами.Напоследок даны рекомендации по размещению аккумуляторов непосредственно на стене — указаны риски потери работоспособности, сопровождающие выбранные варианты установки.

Предположительно, эти теоретические знания помогут читателю выбрать правильную схему исходя из конкретных условий создания системы отопления … Но, наверное, было бы логично завершить статью, предоставив нашему посетителю возможность самостоятельно оценить необходимые батареи отопления, так сказать, в числовом выражении, применительно к конкретному помещению и с учетом всех рассмотренных выше нюансов.

Не бойтесь — все это будет легко, если вы воспользуетесь предложенным онлайн-калькулятором. А ниже будут необходимые краткие пояснения по работе с программой.

Как рассчитать, какой радиатор нужен для того или иного помещения?

Все достаточно просто.

• Сначала рассчитывается количество тепловой энергии, которая необходима для обогрева помещения в зависимости от его объема и для компенсации возможных тепловых потерь. При этом учтен довольно внушительный перечень разноплановых критериев.
• Затем полученное значение корректируется в зависимости от планируемой схемы радиаторной вставки и особенностей ее расположения на стене.
• Окончательное значение покажет, какая мощность радиатора необходима для полного обогрева конкретной комнаты. Если приобретается разборная модель, то можно одновременно

Как использовать грелку с батареями Battle Born

Маркетинг 14 октября 2020 г.

С приближением зимы и холодов команда Battle Born Batteries хотела рассказать о наших грелках и продемонстрировать их установку.Мы получаем много звонков о настройке и подключении грелки к нашим LiFePO4 батареям, поэтому мы решили подробно разобрать этот процесс.

Зачем мне грелка?

Мы знаем, что наши батареи — это инвестиция, и наша цель — помочь вам защитить и безопасно использовать эти вложения. Грелки помогают поддерживать температуру аккумулятора выше точки замерзания, чтобы выдерживать заряд при низких температурах. Это означает, что с помощью правильно установленной грелки вы можете выйти на улицу и оставаться там даже при более низких температурах, чем раньше!

Как работает грелка?

Наши грелки оснащены датчиком температуры окружающей среды.Датчик температуры окружающей среды находится между корпусом аккумулятора и жгутом проводов, позволяя включать грелку только при температуре ниже 35 ° F. Когда датчик температуры окружающей среды достигает 35 ° F, переключатель включается, позволяя току течь к грелке.

Когда температура датчика температуры окружающей среды достигает 45 ° F, переключатель отключается, останавливая прохождение тока через контактную площадку. Если у вас есть какие-либо вопросы о наших грелках или о чем-либо еще, пожалуйста, позвоните нам по телефону (855) 292-2831 или напишите нам по адресу [электронная почта защищена].

Перед установкой грелки:

Датчик температуры окружающей среды следует разместить между клейкой стороной грелки и предметом, который нужно нагреть (в данном случае, между грелкой и аккумулятором).

Перед подключением грелки обязательно удалите всепогодный разъем.

Нагревательная прокладка передает около 15 Вт с каждой стороны, поэтому для дополнительной длины обычно рекомендуется использовать провод калибра 14 или 16.

Как установить грелку:

Первым шагом, как и при любой установке, является подтверждение того, что у вас есть подходящее оборудование.Эрик, один из наших опытных технических специалистов по продажам, провел нас через процесс настройки грелки с нашими батареями.

Наши Battle Born Batteries поставляются с 18-8 болтами из нержавеющей стали 5/16 — 18 1 ”и 1’, латунными шайбами ​​и 18-8 гайками из нержавеющей стали с нейлоновыми вставками.

Необходимые предметы и инструменты:

• (1) Грелка
• Кусачки / инструменты для снятия изоляции
• Щипцы для обжима
• Изолента
• Соединители стыковые
• (2) 4-портовые вставные разъемы Ideal In-Sure
• Многожильный провод 20-12 AWG — цвет и длина на усмотрение заказчика
• (2) кольцевые клеммы (или плоские клеммы)

Для начала вам понадобится сама грелка, а также аккумулятор, который вы собираетесь обернуть.В качестве инструментов мы использовали кусачки, инструмент для зачистки проводов и щипцы для обжима.

Мы также отложили в сторону дополнительную длину проводов, стыковые соединители (для обжима), кольцевые клеммы, 4-портовые вставные соединители для проводов и изоленту (изолента не требуется, но рекомендуется). Дополнительное оборудование, которое использовал Эрик, было куплено в местном хозяйственном магазине, и обычно его можно найти в Lowe’s, Ace Hardware или магазинах электротоваров.

Обязательно измерьте длину проводов, прежде чем их зачищать.

Шаг 1:

Найдите вилку с четырьмя контактами на исходных проводах, подключенных к грелке. Поскольку мы не будем использовать это четырехконтактное соединение, отрежьте вилку и обрежьте часть стандартной длины провода.

Есть два набора проводов (для двух отдельных нагревательных элементов внутри) от грелки. Предлагаемые нами грелки обычно имеют одну черную (отрицательную) и одну белую (положительную) для каждой пары (всего четыре внешних провода).

Обрежьте провода и зачистите четыре конца проводов, идущих от грелки примерно на 3/8 дюйма.

Зачистка проводов — важный шаг. Снятие внешнего слоя изоляции, чтобы обнажить медный провод под ним, необходимо для правильного подключения батареи к грелке.

Поскольку датчик температуры должен плотно прилегать к батарее, обязательно измеряйте длину провода и всегда оставляйте немного дополнительной длины, пока вы не будете готовы завершить установку грелки.

Зачистите положительный и отрицательный провода каждой пары.После того, как вы отсоединили все четыре провода, выходящие из грелки, и четыре дополнительных провода от датчика температуры, вы готовы перейти к следующему шагу.

Шаг 2:

Возьмите 4-контактные вставные разъемы для проводов. Подключите два белых (положительных) провода от датчика температуры к первому зажимному разъему.

Во втором разъеме проделайте то же самое с двумя черными (отрицательными) проводами.

Затем найдите датчик температуры.Это должна быть небольшая черная панель с двумя проводами (красный и белый), выходящими с одного конца, и одним черным проводом с другого конца.

Шаг 3:

Зачистите красный (положительный) и белый (отрицательный) провода датчика температуры, а также черный провод, выступающий с противоположного конца.

Вот разбивка того, что должно быть вставлено в каждый вставной разъем.

Положительный вставной разъем: два белых (положительных) провода от нагревательной площадки и один красный (положительный) провод от датчика температуры.

При необходимости найдите дополнительный провод. Мы добавили немного провода 16-го калибра, чтобы упростить установку с нашими батареями. Вы должны быть уверены, что ваши кольцевые клеммы (которые мы подключим дальше) могли доходить до клемм аккумулятора.

Возьмите кусок провода и вставьте его в положительный вставной разъем . Он должен занять четвертый и последний паз положительного вставного разъема. Это станет положительным кольцевым выводом. Для этой положительной клеммы Эрик использовал около 18 дюймов провода.

Минусовой вставной разъем: два черных (отрицательных) провода от нагревательной площадки и один белый (отрицательный) провод от датчика температуры.

Теперь найдите черный провод, идущий от датчика температуры. Зачистите конец этой проволоки, чтобы подготовиться к присоединению к другой длине дополнительной проволоки. После того, как оба конца будут зачищены, используйте стыковой соединитель, чтобы сделать это отрицательное соединение. Эрик использовал около десяти дюймов провода для этого соединения (меньше, чем положительный, поскольку датчик температуры имеет большую длину).

После обжима и присоединения соответствующих кольцевых клемм положительной и отрицательной клемм можно приступить к тестированию площадки!

Шаг 4:

Поместите грелку вокруг батареи и выровняйте все провода. Как только все будет выровнено, заклейте вставные разъемы лентой и убедитесь, что все провода организованы и правильно спрятаны. Снимите клей и прикрепите к батарее.

Мы использовали черную изоленту, чтобы закрепить все соединения.Затем мы использовали красную и черную изоленту, чтобы идентифицировать положительный (красный) и отрицательный (черный) соединения для облегчения сборки позже. У нас есть ссылка на краткое руководство, которое можно найти здесь: Краткое руководство по нагревательной панели.

Шаг 5:

Теперь вы можете пользоваться грелкой и наслаждаться ею! После подключения батареи вы можете проверить подушку, поместив пакет со льдом на датчик температуры. Если вы чувствуете, что грелка начинает нагреваться, значит, все в порядке.

Если у вас есть какие-либо вопросы или опасения по поводу обогревающих пленок, позвоните нам по телефону (855) 292-2831 или напишите нам по адресу [электронная почта защищена].

Как отремонтировать или заменить термостат

Починить термостат, STAT!

Если вы когда-нибудь смотрели один из этих докторских шоу, вы, вероятно, слышали фразу «Dr. Такой-то и такой-то нужен в ER – STAT! » СТАТИСТИКА означает, что немедленно нужен хороший врач. А если у вас не работает термостат, немедленно исправьте его.

В первой части вы узнали немного о термостатах и ​​их работе. Во второй части мы расскажем, как отремонтировать или заменить термостат, если он перестал работать.Если с термостатом что-то не так, обычно это легко заметить. Вот несколько проблем, которые могут указывать на то, что с вашим термостатом что-то не так, и почему:

Проблема 1: Нет тепла от печи.

В этом случае первое, что нужно проверить, — это электрическая панель. Убедитесь, что какие-либо прерыватели отключены или не сработали (или перегорел предохранитель).

Если вы не можете найти сработавших выключателей, проверьте термостат следующим образом. Плохие соединения, грязные механизмы или неисправные батареи могут повлиять на способность термостатов взаимодействовать с печью.

Ослабленные соединения
Снимите крышку с термостата и убедитесь, что все провода подключены к своим клеммам. Внимательно осмотрите каждый провод на предмет повреждений или неплотных соединений. Затяните эти соединения или замените провода, если необходимо — очевидно, после выключения питания устройства.

Грязный термостат
Если ваш термостат загрязнен, возьмите баллончик со сжатым воздухом и мягкую щетку. Установите термостат на минимальное значение и очистите биметаллический змеевик.Затем установите термостат на максимальное значение и снова очистите змеевик. Когда вы закончите, установите термостат на желаемую температуру.

Плохая батарея
Лучший способ устранить эту проблему — просто заменить батарею.

Если ни одно из этих решений не работает, возможно, вам понадобится новый термостат или новая печь. Возможно, пришло время вызвать профессионала.

Проблема 2: Нагрев не достигает запрограммированной температуры.

Термостат не будет работать должным образом, если он погнут.Используйте уровень торпеды и убедитесь, что он ровный. Выравнивание термостата должно решить эту проблему. Если это не так, убедитесь, что все вентиляционные отверстия свободны и работают. Как бы странно это ни звучало, вы также можете проверить, нет ли сквозняков, которые могли открываться недавно. Если вам все это не удалось, позвоните нам.

Проблема 3: Печь быстро включается и выключается.

Возможно, у вас ненадежный контакт или грязный термостат. Вы уже знаете, как справиться с этими двумя проблемами (см. Выше).Эти проблемы являются наиболее частыми источниками этой проблемы. К счастью, их тоже легко исправить.

Если очистка термостата или затягивание его соединений не решает проблему, подумайте о замене термостата. Рекомендуем перейти на умный цифровой термостат. Цифровые термостаты помогают сделать ваш дом более комфортным и даже сократить ваши счета за отопление или охлаждение. Согласно Energy Star, вы можете сэкономить 50 долларов в год на счетах за электроэнергию с помощью интеллектуального термостата.

Часто самый простой и эффективный способ решить проблему с термостатом — это просто полностью заменить термостат.Вот как начать этот процесс:

Что мне нужно знать о замене термостата?

Первое, что нужно сделать: вы должны решить, какой термостат вам нужен.

Механический
Если вам нужен обычный механический термостат, вы все равно можете купить знаменитый круглый термостат с циферблатом. Современные модели имеют яркие дисплеи и простые в использовании интерфейсы.

Программируемый
Следующий шаг — программируемый термостат. Он не подключается к Интернету, поэтому вам придется установить температуру и цикл нагрева или охлаждения.Программируемые термостаты экономичны и позволяют контролировать, когда ваш дом отапливается или охлаждается. Обратной стороной является то, что они не автоматические, и вы не можете управлять ими удаленно или с помощью голосовой активации.

Smart
С помощью интеллектуальных термостатов вы можете удаленно управлять своей системой HVAC. Например, если ваши планы внезапно изменятся, вы можете использовать телефон, чтобы немедленно изменить температуру в доме. Некоторые умные термостаты даже имеют несколько датчиков, чтобы обеспечить более сбалансированное отопление или охлаждение во всем доме.Некоторые могут даже отслеживать ваши предпочтения и использовать эти данные для оптимизации графика отопления и охлаждения.

Интеллектуальные термостаты энергоэффективны, уменьшают выбросы углекислого газа, снижают потребление энергии в вашем доме и экономят деньги. Они также более удобны, потому что вы можете автоматизировать нагрев и охлаждение практически без ручного ввода. Единственная основная проблема интеллектуальных термостатов заключается в том, что они дороги и не работают со всеми системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Если вам нужен новый термостат, вы, вероятно, сможете заменить его самостоятельно.К сожалению, мы не можем дать вам пошаговые инструкции, как это сделать. Просто существует слишком много моделей, вариантов и переменных.

При установке термостата обязательно следуйте инструкциям, прилагаемым к нему. Если вы находите эти инструкции слишком запутанными (мы вас не виним!), Подумайте о том, чтобы вызвать профессионального электрика.

Что бы вы ни выбрали, всегда делайте следующие две вещи. Во-первых, правильно утилизируйте старый термостат.Ртуть токсична и требует специальной обработки при утилизации. Во-вторых, отключите электричество от термостата, прежде чем работать с ним. Это важно. Работая с любым электрическим оборудованием во время его работы, вы получаете шок.

Удачи! Помните, что если у вас есть вопросы по термостату или вам нужна электрическая помощь, EarlyBird всегда доступен. Наши специалисты проследят за тем, чтобы все работало именно так, как должно быть.

Границы | Последние достижения в области биметаллических сульфидных анодов для ионно-натриевых батарей

Введение

В последние годы ископаемое топливо чрезмерно эксплуатировалось в качестве основного источника энергии для промышленности и повседневной жизни людей во всем мире.В то же время риски нехватки ресурсов и загрязнения окружающей среды из-за сжигания ископаемого топлива привели к развитию исследований и применению возобновляемых источников энергии. В начале 1990-х LIB стали важным источником питания в различных электронных устройствах с момента их первой коммерциализации Sony. С ростом спроса на чистую энергию LIB стала одной из самых незаменимых технологий хранения энергии (Maleki Kheimeh Sari and Li, 2019; Su et al., 2020). Однако ограниченные ресурсы лития и высокая стоимость Li препятствовали крупномасштабному применению LIB. Поэтому очень важно изучить нового кандидата в качестве альтернативы этому типу батарей (Che et al., 2017; Hwang et al., 2017; Kang et al., 2017; Ortiz-Vitoriano et al. , 2017; Xiao et al., 2017; Fan, Li, 2018).

В последние годы SIB привлекли большое внимание из-за сходства между Na и Li с точки зрения химических / электрохимических свойств.Кроме того, натрий является четвертым по распространенности металлическим элементом после алюминия, железа и кальция, который равномерно распределен в земной коре (Yu and Chen, 2020). Кроме того, из-за обильных и дешевых ресурсов Na, SIB считались одними из наиболее многообещающих кандидатов для крупномасштабных систем хранения возобновляемой энергии для хранения электроэнергии от солнца, ветра и волн (Palomares et al., 2012; Kim et al. ., 2015; Kundu et al., 2015; Fan et al., 2016). Однако между этими двумя элементами все еще есть много различий.Как показано в Таблице 1, натрий имеет больший ионный радиус (1,02 Å), чем у Li (0,76 Å), который тяжелее атома, а также более высокий стандартный электродный потенциал (Slater et al., 2013; Chen J. et al. al., 2017; Meng, 2017; Xiao et al., 2017; Fang Y. et al., 2018; Wang et al., 2018). Хотя SIB уступают LIB с точки зрения плотности энергии и скорости заряда-разряда, Li и Na составляют лишь часть всего электрода, а емкость в значительной степени зависит от характеристик активных материалов.Таким образом, исследование анодов с исключительными свойствами для усовершенствованных SIB является ключевым моментом в разработке этой технологии, которая действительно сопряжена со многими проблемами (Li and Wang, 2012; Cao et al., 2017; Lin et al., 2018; Xiong et al. , 2018). В общем, хорошо спроектированные наноструктурные материалы могут сократить пути диффузии ионов и электронов, а также уменьшить механическое напряжение, вызванное большим объемным расширением. Кроме того, по сравнению с материалами анода на основе углерода (например, пористым углеродом, углеродными нановолокнами, легированными азотом) (Lai et al., 2012; Kong et al., 2014; Xiao et al., 2014, 2017), металлические составные материалы обладают более высокой теоретической удельной емкостью из-за их превосходного механизма электрохимического преобразования (Yang et al., 2015; Yu et al., 2015; Chen Y. et al., 2016; Wu et al., 2016; Yu XY. Et al., 2016; Wen et al., 2017). Например, многие однослойные оксиды переходных металлов (MOs-NiO ₂ , FeO ₂ , TiO ₂ , MnO ₂ и т. Д. Xia et al., 2014; Yu DJ et al., 2016) были широко изучены в качестве материалов для хранения Na.NiO ₂ показал обратимую емкость около 123 мАч г ^-1 с небольшой поляризацией. Однослойный FeO ₂ показал самую большую обратимую емкость (до 80 мАч г ⁻¹ ) при высоком напряжении отсечки 3,5 В. При использовании в качестве электродного материала в SIB TiO ₂ также показал отличные сохранение емкости (снижение емкости на 25% за 1200 циклов). Действительно, MnO ₂ был синтезирован простой окислительно-восстановительной реакцией и методом гидротермальной обработки, и была получена большая разрядная емкость 219 мАч г ^-1 .Jiang et al. разработали тонкую пленку Fe ₂ O ₃ в качестве анода для SIB с постоянной емкостью 380 мАч g ^-1 после 200 циклов. Однако оксиды металлов (МО) имеют ряд недостатков, связанных с их низкой электропроводностью и электрохимической активностью (Du et al., 2015; Zhu et al., 2015; Yu and David Lou, 2018).

Таблица 1 . Сравнение Ли и На.

Среди различных анодных материалов, описанных для SIB, сульфиды металлов (MS) привлекли большое внимание из-за их обратимости окислительно-восстановительных реакций, превосходной емкости и более высокой проводимости по сравнению с MO.Связь МС в МС более слабая, чем связь гомологичных МО в МО из-за разной электроотрицательности S и O, что облегчает химические реакции во время заряда-разряда (Li et al., 2015; Yu XY. Et al., 2016; Zheng et al. ., 2017). Например, нанолисты MoS ₂ в качестве анодного материала в SIB показали хорошую зарядно-разрядную емкость 386 мАч г ^-1 . Однако МС страдают от серьезных проблем, таких как увеличение объема во время процесса введения / экстракции Na ⁺ , медленная кинетика диффузии Na ⁺ и плохая электропроводность, что может привести к некоторым дефектам, сопровождающимся потерей емкости, малым сроком службы и т.д. и неприемлемые показатели скорости.Известно, что многие исследования улучшают электрохимические характеристики этих анодных материалов за счет разумной конструкции конструкции (Zhou Q. et al., 2016; Hwang et al., 2017).

Наряду с МС, BMS также стали горячей темой, поскольку анодные материалы SIB с точки зрения их высокой электронной проводимости, хорошей электрохимической активности и сильной электрохимической управляемости (Li et al., 2013; Youn et al., 2016; Li Y. et al. ., 2017; Tang et al., 2017). Пока что BMS с разной морфологией и структурой (например,g., нанолисты, нанопластинки, нанотрубки, полые сферы типа «шарик в шарике», наночастицы и структуры, похожие на ежей) были описаны как высокоэффективные аноды в LIB (Chen T. et al., 2016; Li et al., 2016 ; Ma et al., 2016). К настоящему времени существует ряд замечательных работ по применению BMS в качестве анодных материалов в LIB. Синергетический эффект между BMS с более высокой теоретической емкостью и оптимизированной наноструктурой может более эффективно поддерживать механическую стабильность по сравнению с MO и MS (Lai et al., 2012; Kong et al., 2014; Чен Ю. и др., 2016; Wu et al., 2016). Одним из примеров является композит 0D / 1D C @ FeCo-S NDS / CNR, полученный гидротермальным методом (Gao et al., 2017), или порошки Fe-Ni-S со структурой желток-оболочка и (Ni _0,3 Co _0,7 ) ₉ S ₈ / N-CNT / композит rGO со сверхвысокой длительной циклической стабильностью и выдающимися характеристиками скорости в качестве анода для SIB. Причина может быть связана с их меньшим изменением объема и более высокой начальной кулоновской эффективностью (ICE), что приводит к низкой необратимой емкости (Kim and Kang, 2017).Ли и его коллеги подготовили NiCo ₂ S ₄ с углеродом, легированным азотом, который служил анодным материалом для SIB, используя восходящую стратегию и, регулируя оптимальную область напряжения, выдающую емкость 570 мАч г ^-1 за 200 циклов при 0,2 A g было получено ⁻¹ (Li S. et al., 2019).

Более того, BMS обладают более высокой электронной проводимостью и более многочисленными окислительно-восстановительными реакциями, чем одиночные MS, что может значительно улучшить электрохимические характеристики.Однако существует лишь несколько обзоров, посвященных анодам на основе BMS для SIB (Yan et al., 2014; Fan et al., 2016; Chang et al., 2017). В этом обзоре систематически обсуждаются последние достижения анода BMS в SIB, различные стратегии синтеза и их механизмы накопления натрия, а также их ограничения. В конце представлены существующие проблемы и возможности для разработки высокоэффективных анодов BMS для SIB.

Механизм хранения натрия

Благодаря высокой теоретической удельной емкости и низкой стоимости BMS были подходящим классом анодных материалов как для LIB, так и для SIB (Duan et al., 2019). При использовании в SIB BMS могут резервировать Na ⁺ через специальный механизм. В некоторых случаях процесс интеркаляции / деинтеркаляции или реакция удаления сплава происходит в процессе заряда-разряда, который зависит от BMS (Li Z. et al., 2017; Yan et al., 2017).

Как правило, в процессе первого разряда BMS (например, NiCo ₂ S ₄ (Zhang et al., 2018), CuCo ₂ S ₄ (Gong et al., 2018; Li Q. et al., 2018) др., 2019), Ti _0.25 Sn _0,75 S ₂ (Huang et al., 2018) и ZnSnS ₃ Jia et al., 2018; Liu et al., 2019), Na ⁺ интеркалируется в BMS, после чего происходит обратимая реакция превращения (Li S. et al., 2019). Принцип корреляционной реакции аналогичен принципу LIB. Тем не менее, есть некоторые различия в процессе реакции между SIB и LIB (Stephenson et al., 2014; Zhang et al., 2014). Первый процесс восстановления приписывается интеркалированию Na ⁺ в BMS без какого-либо фазового превращения, уравнение (1).В том же цикле происходят реакции превращения, как показано в уравнениях (2) и (3), которые обеспечивают впечатляющую способность вызывать структурную нестабильность (Jin et al., 2015; Song et al., 2017; Li S. et al. , 2019).

MSx + xNa ++ xe- → NaxMSx (1) NaxMSx + (2-x) Na ++ (2-x) e- → MS + Na2S (2) МС + 2Na ++ 2e- → M + Na2S (3)

В качестве другого механизма накопления Na, ZnSnS ₃ используется в качестве анода для SIB, Na ⁺ внедряется в слоистую структуру в начальном процессе содирования.В течение всего электрохимического процесса происходит комбинированный механизм преобразования и механизм удаления сплава. Соответствующую реакцию можно изобразить следующим образом (например, ZnSnS ₃ ): (Fu et al., 2015; Qin et al., 2016b; Dong et al., 2017; Deng et al., 2018; Zhang Y. et al. др., 2019).

Реакция превращения: ZnSnS3 + 6Na ++ 6e- → Sn + Zn + 3Na2S (4) Реакция легирования: 4Sn + 13Zn + 16Na ++ 16e- → Na15Sn4 + NaZn13 (5)

Важно отметить, что во время электрохимического процесса электродов BMS (M = Zn, Co) обязательно должны происходить реакции превращения, и можно предположить следующие уравнения реакций, NiCo ₂ S ₄ можно использовать в качестве примера, в то время как Na _x MS _y является промежуточным продуктом реакции интеркаляции:

Разряд: MSx + xNa ++ xe- → NaxMSx (M = Ni / Co) 3.0-1,3 В (6) NaxMSx + (2-x) Na ++ (2-x) e- → MS + Na2S 1,3-0,6 В (7) МС + 2Na ++ 2e- → M + Na2S 0,6-0,1 В (8) NiCo2S4 + 8Na ++ 8e- → 4Na2S + Ni + 2Co 3,0-0,1 В (9) Заряд: Ni + Na2S → NiSx + 2Na 0,1-0,7 В (10) Co + Na2S → CoSx + 2Na1.7-3.0В (11) 2Na2S + Ni + Co → NiSx + CoSx + 4Na 0,1-3,0 В (12)

Синтез БМС с наноструктурами

Сольвотермальные методы

Являясь недорогим и экологически безопасным методом синтеза, сольвотермическая реакция эффективна для синтеза различных наноматериалов с несопоставимой морфологией, полными кристаллическими частицами, небольшими размерами частиц, однородным распределением, контролируемой стехиометрией и высокой кристалличностью.Благодаря указанным выше достоинствам сольвотермический метод получил широкое распространение при синтезе новых структур и материалов. В последние десятилетия этот метод часто использовался для получения материалов на основе оксидов и серы с идеальной структурой и контролируемым размером для SIB. В последние годы успешно синтезированы БМС различной морфологии сольвотермическим методом. Например, NiCo ₂ S ₄ наноточек с углеродом, легированным N (NiCo ₂ S ₄ @NC) (Li S.et al., 2019), NiCo ₂ S ₄ полая призма, обернутая восстановленным оксидом графена (RGO) (Zhang et al., 2018), N / S-rGO @ ZnSnS ₃ аморфный ZnSnS ₃ @ rGO (Liu et al., 2019), ((Ni _0,3 Co _0,7 ) ₉ S ₈ / N-CNTs / rGO) (Lv et al., 2018), (Co _0,5 Ni _0,5 ) ₉ S ₈ / NC) наночастиц (Cao et al., 2019), наночастиц CuCo ₂ S ₄ / rGO (Li Q. et al., 2019) и т. Д.Эти наноструктурированные материалы, синтезированные с помощью сольвотермического метода, обладают высокой управляемостью, отличными электрохимическими характеристиками, быстрыми ионами и путями переноса электронов, а также выдающимися скоростными характеристиками (Zhao and Manthiram, 2015; Liu et al., 2017; Jia et al., 2018; Chen et al. ., 2019).

Новый тип NiCo-композита с иерархической оболочкой из rGO ₂ S ₄ был синтезирован группой Инь путем кипячения с обратным холодильником и сольвотермических реакций. Как показано на рисунках 1A – C, изображения SEM показывают, что нанопризмы NiCo ₂ S ₄ с однородным размером плотно поглощаются отрицательно заряженными нанолистами оксида графена из-за электростатических взаимодействий между ними (Zhang et al., 2018). (Ni _0,3 Co _0,7 ) ₉ S ₈ / N-УНТ / наночастицы rGO были также получены путем плотного роста in-situ на rGO, как показано на рисунке 1D (Lv et al., 2018). Chen et al. синтезировали фонарную архитектуру Ti _0,25 Sn _0,75 S ₂ с композитом MWCNTs с помощью гидротермального метода (рис. 1E) (Huang et al., 2018). В частности, уникальная архитектура с обильными порами и большой площадью поверхности может не только сократить путь прохождения Na ⁺ , но и зарезервировать большое пространство для увеличения объема.Группа Лю впервые разработала полые наномикрокубы из ZnSnS ₃ с инкапсулированным N / S с двойным легированием rGO (подарено как N / S-rGO @ ZnSnS ₃ ). В процессе приготовления прекурсор кубиков ZnSn (OH) ₆ был успешно синтезирован с помощью простого метода соосаждения. После этого прекурсор был смешан с Na ₂ S, тиомочевиной и дисперсией GO, и, наконец, материал N / S-rGO @ ZnSnS ₃ был получен посредством типичной гидротермальной реакции (Рисунок 1F) (Liu et al., 2019). Все вышеупомянутые эксперименты проводились по двухэтапному методу. Тем не менее, недавно нанокомпозиты CuCo ₂ S ₄ / rGO были получены с помощью одностадийного сольвотермического метода группой Чжао, как схематически показано на рисунке 1G (Gong et al., 2018). Ян и др. также синтезировал анодный материал из SIB без связующих с иерархической гибридной наноструктурой, который состоял из массивов нанолистов NiMo ₃ S ₄ , выращенных на гибких углеродных тканях (обозначенных как NiMo ₃ S ₄ / CT) в один этап. гидротермальный метод и последующий процесс после отжига (рис. 1H) (Kong et al., 2018).

Рис. 1. (A – C) СЭМ-изображения прекурсора NiCo, NiCo ₂ S ₄ и rGO-NiCo ₂ S ₄ , соответственно. Воспроизведено с разрешения Zhang et al. (2018) Авторское право 2018, Королевское химическое общество. (D) Схематическое изображение получения (Ni _0,3 Co _0,7 ) ₉ S ₈ / N-CNTs / rGO. Воспроизведено с разрешения Lv et al. (2018) Авторское право 2018, Королевское химическое общество. (E) СЭМ-изображения фонарных частиц Ti _0,25 Sn _0,75 S ₂ микрочастиц. Воспроизведено с разрешения Huang et al. (2018) Авторские права 2018, Elsevier. (F) Схематическое изображение процесса получения ZnSnS ₃ и N / S-rGO @ ZnSnS ₃ . Воспроизведено с разрешения Liu et al. (2019) Авторские права 2019, Elsevier. (G) Схематическое изображение образования CuCo ₂ S ₄ / rGO.Воспроизведено с разрешения Gong et al. (2018) Авторские права 2018, Elsevier. (H) Схематическая иллюстрация синтеза трехмерных иерархических NiMo ₃ S ₄ массивов нанолистов на гибких углеродных тканях. Воспроизведено с разрешения Kong et al. (2018) Авторские права 2018, Elsevier.

Кроме того, нанолисты VMo ₂ S ₄ -rGO (Zhang K. et al., 2019), наночастицы ZnSnS ₃ @rGO (Jia et al., 2018), Cu ₂ MoS ₄ наночастиц (Чен и др., 2019), CuCo ₂ S ₄ субмикросфер (Li Q. et al., 2019) и нанобоксы CoSnS _x @NC (Liu et al., 2017) были успешно получены с использованием аналогичного подхода. .

Пиролиз со спреем

Пиролиз распылением — популярный метод получения BMS с малым размером частиц и хорошей дисперсией. Действительно, распылительный пиролиз — это метод обработки, который рассматривается во многих исследованиях для получения тонких и толстых пленок, керамических покрытий и порошков. Он предлагает чрезвычайно простой подход для приготовления образцов любого состава.По сравнению с другими методами осаждения, пиролиз распылением представляет собой очень простой и относительно недорогой способ обработки.

Например, полая сфера Ni ₃ Co ₆ S ₈ -rGO с пластинчатыми нанокристаллами никель-кобальтового сульфида (Ni ₃ Co ₆ S ₈ ), равномерно распределенными на смятом Структура rGO (рис. 2A) путем пиролиза распыления была приготовлена ​​в качестве анода для SIB. Небольшие пластинчатые нанокристаллы Ni ₃ Co ₆ S ₈ были встроены в rGO, в результате чего образовался трехмерный полый взаимосвязанный нанокомпозит (рис. 2B) (Choi and Kang, 2015a).Кроме того, та же группа приготовила порошок твердого раствора со структурой желток-оболочка (Fe _0,5 Ni _0,5 ) ₉ S ₈ с помощью процесса пиролиза распылением в одной емкости в качестве анода для SIB. В результате были достигнуты отличные электрохимические характеристики. Схематические диаграммы процесса подготовки показаны на рисунках 2C, D (Kim and Kang, 2017).

Рис. 2. (A) Схематическое изображение механизма образования порошка Ni ₃ Co ₆ S ₈ -rGO. (B) ПЭМ-изображение композитного порошка Ni ₃ Co ₆ S ₈ -rGO. Воспроизведено с разрешения Choi and Kang (2015a) Copyright 2015. Королевское химическое общество. (C) Схематические диаграммы для получения безуглеродистых порошков Fe – Ni – O (D) процесс сульфидирования. Воспроизведено с разрешения (Kim and Kang, 2017) Copyright 2017, Tsinghua University Press. (E) Схематическое изображение синтеза (SnCo) S ₂ / SG.Воспроизведено с разрешения Yang et al. (2019) Авторские права 2019. Wiley-VCH.

Основным преимуществом этого метода является то, что материалы электродов BMS могут быть синтезированы только в одну стадию и без каких-либо дополнительных обработок.

Метод соосаждения

Метод соосаждения использовался в последние годы для получения гомодисперсных наноструктурных материалов BMS в SIB. Доказано, что этот метод обладает выдающимися достоинствами, такими как легкое получение наноматериалов с высокой фазовой чистотой и получение нанопорошков с контролируемым размером частиц и однородным распределением.

Используя метод соосаждения, Yang et al. сообщили о разновидности нанокубов (SnCo) S ₂ / rGO (рис. 2E) (Yang et al., 2019). Кроме того, Оу и его коллеги синтезировали нанобоксы MnSn (OH) ₆ сначала посредством прямого процесса соосаждения, затем SnS ₂ / Mn ₂ SnS _{4 нанобокса} / C (SMS / C) были приготовлено влажно-химическим методом для лица. В качестве анодного материала для SIB электрод SMS / C может иметь высокий ICE 90.8%, отличная скоростная способность (488,7 мАч г ^-1 при 10 А г ^-1 ) и стабильность при длительном цикле (522,5 мАч г ^-1 при 5 А г ^-1 сохраняется после 500 циклов) ( Ou et al., 2019).

Благодаря своим преимуществам, простоте эксплуатации, низкой стоимости и меньшему времени синтеза, метод соосаждения широко используется для получения BMS в качестве анодных материалов для SIB.

Другие методы

В дополнение к упомянутым выше методам синтеза, все большее количество высокоэффективных способов было исследовано для получения BMS с различными структурами.Например, группа Sun сообщила о губчатом композите (ZnxCo _{1 − x} S QD @ HCP) @rGO посредством одновременного термического сульфидирования, карбонизации и восстановления. Полученные квантовые точки (QD) ZnxCo _{1 − x} S были равномерно распределены на мезопористой полоуглеродной полиэдрической (HCP) матрице и покрытии rGO с большой удельной поверхностью, обозначенном как [ZnxCo _{1 − x} S QD @ HCP] @rGO (Рисунки 3A, B) (Chen Z. et al., 2017; Hwang et al., 2017). Используя метод твердофазной реакции, Кренгель синтезировал частицы CuV ₂ S ₄ с широким распределением по размерам от 5 до 50 мкм (рис. 3C).Полученные продукты обеспечивали отличную стабильность при циклическом воздействии 580 мАч г ^-1 сохранялась после 500 циклов при 0,7 А г ^-1 и относительно высоком ICE 72,5% (Qin et al., 2016a; Xu et al., 2016 ; Zhou J. et al., 2016; Krengel et al., 2017).

Рис. 3. (A, B) СЭМ-изображения композитов [Zn _x Co _{1 − x} S QD @ HCP] @rGO. Воспроизведено с разрешения Chen Z. et al. (2017) Copyright 2017. Wiley-VCH. (C) СЭМ-изображение CuV ₂ S ₄ .Воспроизведено с разрешения Krengel et al. (2017) Copyright 2017. Американское химическое общество.

С развитием новых методов синтеза наноматериалов с уникальной структурой в EES было применено множество BMS с высокоэффективной наноструктурой. Сравнение структурных свойств, методов синтеза и ресурса S BMS приведено в таблице 2.

Таблица 2 . Сравнение структурных свойств, методов синтеза и S-ресурса BMS.

Как уже упоминалось, наноматериалы, полученные сольвотермическим методом, характеризуются хорошей морфологией кристаллов, контролируемым нанометровым размером и высокой чистотой. Однако масштабирование производства может оказаться затруднительным. В результате струйного пиролиза получаются порошковые материалы с достоинствами небольшого нанометрового размера и однородной дисперсии, но этот многообещающий метод требует специального оборудования со сложной работой. Несмотря на некоторые преимущества, заключающиеся в простоте эксплуатации, низкой стоимости и более коротком времени реакции, метод соосаждения по-прежнему вызывает некоторые проблемы, которые необходимо решить, например, скорость реакции не поддается контролю с сервером агломерации наноматериалов.Таким образом, желаемые материалы и материалы могут быть рассмотрены путем выбора подходящих стратегий синтеза для BMS (Lai et al., 2012; Palomares et al., 2012).

Приложения в SIBS

Переходные BMS

Учитывая особый механизм реакции, обилие активных центров и короткие пути диффузии, наноматериалы переходных БМС имеют много преимуществ в качестве перспективных анодных материалов для СИП. Большой объем работ был посвящен разработке переходных анодов BMS в SIB.В этом разделе обсуждаются и рассматриваются переходные BMS как высокоэффективные анодные материалы SIB.

В некоторых случаях Fe – Ni – O со структурой желтка и скорлупы был разработан путем пиролиза распылением в одной емкости, как показано на рисунке 4A. При использовании в качестве анода в SIB, (Fe _0,5 Ni _0,5 ) ₉ S ₈ показал емкость 527 мАч / г ^-1 при 1 А г ^-1 после 100 циклов. Выдающиеся показатели скорости были также получены при емкости обратимого разряда 465 мАч g ^-1 при 5.0 A g ⁻¹ (Kim, Kang, 2017). Канг и др. исследовали FeS ₂ , легированный кобальтом, путем изменения содержания Co простым сольвотермическим методом. При первом использовании в качестве анодного материала в SIB FeS ₂ , легированный кобальтом, показал хорошие циклические и скоростные характеристики в диапазоне напряжений 0,8–2,9 В благодаря высокой пропускной способности FeS ₂ и высокой емкости. CoS ₂ . Все образцы имели сферическую форму частиц со средним диаметром около 100 нм (рисунки 4B, C).Когда содержание Co увеличилось до 0,5, Co _0,5 Fe _0,5 S ₂ показал лучшие электрохимические характеристики. Как показано на рисунках 4D, E, стабильная удельная емкость 220 мАч g ^-1 была достигнута после 5000 циклов при 2 A g ^-1 (Zhang et al., 2016; Ge et al., 2017). Feng et al. использовали простой сольвотермический метод для синтеза суб микросфер CuCo ₂ S ₄ с размерами от 300 до 500 нм (рис. 4F). Уникальная структура и синергетические эффекты двойного металла CuCo ₂ S ₄ могут эффективно улучшить стабильность электродных материалов, избегая агрегации наноматериалов и сокращая пути диффузии ионов / электронов.Полученный композит CuCo ₂ S ₄ показал отличную стабильность при циклическом воздействии и высокую кулоновскую эффективность в качестве анода для SIB Рисунок 4G (Li Q. et al., 2019). Как показано на вставке к фиг. 4H, неправильный микрополиэдр CuV ₂ S ₄ был синтезирован методом твердотельной реакции. Циклическая способность CuV ₂ S ₄ , как показано на рисунке 4H, показывает емкость 490 мАч g ⁻¹ при 0,15 A g ⁻¹ и 410 мАч g ⁻¹ при 0.7 А г ⁻¹ . Промежуточный продукт Na ₂ S матрица начинает участвовать в окислительно-восстановительном процессе, вызывая стабильное увеличение емкости до 580 мАч г ⁻¹ в течение первых 250 циклов при 0,7 A g ⁻¹ и поддерживая ее на этом уровне в течение следующие 50 циклов (Krengel et al., 2017).

Рис. 4. (A) ПЭМ-изображения порошка (Fe _0,5 Ni _0,5 ) ₉ S ₈ желток-скорлупа. Воспроизведено с разрешения Kim and Kang (2017) Copyright 2017, Tsinghua University Press. (B, C) СЭМ и ПЭМ изображения образца Co _0,5 Fe _0,5 S ₂ . (D, E) Иллюстрация состава и циклических характеристик Na / Co _0,5 Fe _0,5 S ₂ полуячейка. Воспроизведено с разрешения Zhang et al. (2016) Авторские права 2016, Wiley-VCH. (F) СЭМ-изображение субмикросфер CuCo ₂ S ₄ ; (G) Циклические характеристики CuCo ₂ S ₄ .Воспроизведено с разрешения Li Q. et al. (2019) Авторские права 2019, Wiley-VCH. ^-1 . На вставке в (H) показана элементарная ячейка шпинельного типа. Воспроизведено с разрешения Krengel et al. (2017) Авторское право 2017 г., Американское химическое общество.

В заключение, обилие переходных металлов с различными валентными состояниями заставляет их проявлять высокую теоретическую удельную емкость во время электрохимических реакций.

Несмотря на многие преимущества BMS, все еще остаются проблемы с точки зрения медленной кинетики реакции, плохих электрохимических свойств из-за большого радиуса Na ⁺ и значительного изменения объема во время цикла. Чтобы преодолеть упомянутые выше ловушки, были введены материалы на основе углерода из-за их устойчивости к циклическим нагрузкам, обширных ресурсов и платформы с низким содержанием натрия. Действительно, покрытие и легирование BMS углеродными материалами использовались в качестве многообещающих методов для улучшения характеристик накопления ионов натрия в SIB, поскольку они могут улучшить электропроводность и поддерживать структурную стабильность BMS (Chen S.et al., 2017; Lin et al., 2018; Lv et al., 2018; Zhang et al., 2018).

Как типичный BMS, NiCo ₂ S ₄ привлек большое внимание благодаря своей превосходной электропроводности, чрезвычайно стабильным характеристикам электрохимического циклирования и выдающимся скоростным характеристикам. Тем не менее, его медленная кинетика Na ⁺ ограничила продвижение этого анодного материала. Чтобы решить эту проблему, были исследованы композиты NiCo ₂ S ₄ с материалами на основе углерода, такими как углерод с примесью азота (NC), rGO и углеродные нанотрубки (CNT).Материалы на основе углерода могут не только улучшить электропроводность, но также предоставить больше активных центров для быстрого накопления Na ⁺ и уменьшить объемное расширение во время процесса заряда-разряда (Xiao et al., 2017). Например, Инь и др. сообщили об эффективности матрицы rGO в улучшении электрохимических свойств полой призмы NiCo ₂ S ₄ , подтвержденной ее циклическими характеристиками (рис. 5А). Во время процесса разряда полые наночастицы оболочки NiCo ₂ S ₄ будут схлопываться, когда Na ⁺ вставляется в анод, в то время как наноматериал NiCo ₂ S ₄ , завернутый в rGO, может хорошо сохраняться ( Рисунок 5B) (Zhang et al., 2018). Следовательно, ультратонкие нанолисты rGO с большой удельной поверхностью, активным центром и пористыми каналами обеспечивают выдающиеся электрохимические характеристики с хорошим накоплением натрия. На рис. 5С показана циклическая характеристика электрода Ni ₃ Co ₆ S ₈ @rGO при 0,5 A g ^-1 , полученного Кангом и др. с распределением пластинчатых нанокристаллов Ni ₃ Co ₆ S ₈ по смятой структуре rGO. Эти нанокристаллы имели емкость 298 мкм.1 мАч g ^-1 после 300 циклов при 25 мАч g ^-1 в качестве материала анода в SIB (Choi and Kang, 2015b). CuCo ₂ S _{Было синтезировано 4 нанокомпозитов} / rGO, которые показали емкость 433 мАч г ^-1 после 50 циклов при 0,1 А г ^-1 и показали отличную производительность при 336 мАч г ^-1 при 1 A g ⁻¹ (Gong et al., 2018).

Рис. 5. (A) Циклические характеристики NiCo ₂ S ₄ и rGO – NiCo ₂ S ₄ при 50 мА g ⁻¹ . (B) Схема процесса внедрения ионов натрия в NiCo ₂ S ₄ и rGO – NiCo ₂ S ₄ . Воспроизведено с разрешения Zhang et al. (2018) Copyright 2018. Королевское химическое общество. (C) Циклические характеристики (Ni, Co) O-rGO и Ni ₃ Co ₆ S ₈ — rGO при 0,5 A g ^-1 . Воспроизведено с разрешения Choi and Kang (2015a) Copyright 2015. Королевское химическое общество. (D) СЭМ изображения NiCo ₂ S ₄ -NC, (E) Циклические характеристики NiCo ₂ S ₄ -NC в различных электролитах при 1.0 A g ^-1 , (F) Циклические характеристики и кулоновский КПД NiCo ₂ S ₄ -NC в различных окнах напряжения отключения при 0,2 A g ^-1 . Воспроизведено с разрешения Li S. et al. (2019) Авторские права 2019. Elsevier.

Более того, комбинируя с графеном, Ji et al. использовали восходящую стратегию для получения наноточек NiCo ₂ S ₄ , однородно включенных в углерод с примесью азота (обозначенный как NiCo ₂ S ₄ -NC) (рис. 5D).Затем было исследовано влияние различных электролитов и окон напряжения на его электрохимические характеристики. Как показано на рисунке 5E, из-за гибкой одномерной цепной структуры DEGDME, ячейка с электролитом на основе простого эфира NaClO ₄ / DEGDME обеспечивает наивысшую емкость 530 мАч г ^-1 при 1,0 А г ^{— 1} . Действительно, наилучший диапазон напряжения был определен как 0,4–3,0 В, в котором ячейка может эффективно поддерживать обратимое фазовое превращение и избегать побочных реакций (рис. 5F) (Li S.и др., 2019). Chen et al. также синтезированы полые нанокубы Co ₈ FeS ₈ с углеродным покрытием, легированным азотом, с большой площадью поверхности, малым сопротивлением переносу заряда и быстрым коэффициентом диффузии Na ⁺ . Кроме того, этой группой был получен слоистый Cu ₂ MoS ₄ -rGO с кристаллической структурой (Chen et al., 2019).

Co ₁ Zn ₁ -xS (600) — еще одна уникальная композитная структура, полученная путем простого сульфидирования и прокаливания.Эта особая структура может замедлить изменение объема во время электрохимического процесса, ускорить кинетику диффузии Na ⁺ и повысить электропроводность, что приводит к относительно низкой необратимой емкости и превосходным циклическим и скоростным характеристикам (рис. 6А). При использовании в SIB превосходная емкость 542 мАч г ^-1 может быть достигнута после 100 циклов при 0,1 А г ^-1 , с впечатляющими характеристиками скорости 219,3 мАч г ^-1 при 10 А г ^{— 1} (Choi et al., 2015; Qin et al., 2016b; Fang G. et al., 2018; Wang et al., 2018). В другом исследовании был приготовлен подобный губке (Zn _x Co _{1 − x} S QD @ HCP) композит @rGO в сочетании с мезопористой полой углеродной полиэдральной (HCP) матрицей и листами, обернутыми rGO. Благодаря достоинствам этой структуры (Zn _x Co _{1 − x} S QD @ HCP) @rGO в качестве анода без связующего в SIB показал хорошую обратимую емкость и циклические характеристики (т. Е. 638 мАч г ^{— 1} при 0,3 A г ^-1 после 500 циклов), что было лучше, чем у монометаллического сульфида в тех же условиях (рис. 6B) (Chen Z.и др., 2017). Чтобы решить проблемы низкой плотности энергии и низкого срока службы при использовании в качестве анода в SIB, прекурсоры MOF были использованы для изготовления NC in-situ, украшенных наноматериалами полых сфер BMS. Они приготовили твердый раствор (Co _0,5 Ni _0,5 ) ₉ S ₈ в сочетании с in-situ NC [в виде (Co _0,5 Ni _0,5 ) ₉ S ₈ / NC], который показал превосходные свойства хранения Na.Действительно, хорошая удельная емкость 723,7 мАч g ^-1 сохранялась после 100 циклов при 1 A g ^-1 с 83% кулоновской эффективностью по сравнению со вторым циклом. Впечатляющая пропускная способность 596,1 мАч g ^-1 была достигнута при 10 A g ^-1 с сохранением высокой емкости 60,2% при 0,1 A g ^-1 , демонстрируя отличные характеристики скорости. В результате модификации углерода и иерархической сферической структуры в процессе циклирования были достигнуты высокая электропроводность и механическая стабильность (Cao et al., 2019).

Рисунок 6. (A) Циклические характеристики Co ₁ Zn ₁ -xS. Воспроизведено с разрешения Fang G. et al. (2018) Copyright 2018. Wiley-VCH. (B) Циклические характеристики композитов (ZnS QD @ HCP) @rGO и (Zn _x Co _{1 − x} S QD @ HCP) @rGO при 3 A g ⁻¹ . Воспроизведено с разрешения Chen Z. et al. (2017) Copyright 2017. Wiley-VCH.

Из-за присущих BMS недостатков материалы электродов очень чувствительны к расширению, а затем легко отделяются от токосъемника во время цикла.Соответствующие результаты показали, что модификация углерода и оптимизация наноструктуры являются хорошим выбором для получения высокоэффективной системы хранения ионов натрия. Кроме того, Ян и др. разработали электродный материал без связующего в качестве анода SIB, который имеет массивы нанолистов NiMo ₃ S ₄ / CTs с иерархической гибридной наноструктурой (Kong et al., 2018). Следовательно, он обеспечивал высокую емкость накопления натрия и отличную производительность при циклических нагрузках.

За последнее десятилетие было проведено большое количество исследований по изучению превосходных электродных материалов для хранения натрия.Таким образом, подробное сравнение электрохимических характеристик анодов BMS в SIB представлено в таблице 3.

Таблица 3 . Сравнение электрохимических характеристик анодов BMS в SIB.

Смешанные BMS

BMS на основе олова (ZnSnS ₃ , CoSnS _x ) продемонстрировали высокую емкость в качестве анодов SIB и привлекли большое внимание из-за большого расстояния между слоями, обусловленного их слоистой структурой типа CdI2, и высокой теоретической емкости благодаря сочетание конверсионного и легирующего типов механизма электрохимической реакции (Qu et al., 2014; Choi et al., 2015; Cho et al., 2016; Лу и др., 2016). Однако важно решить проблемы, связанные с расширением большого объема и их низкой проводимостью. Поэтому для изменения электрохимических свойств BMS были предприняты структурные разработки и внедрение углеродных материалов.

Наночастицы сульфида цинка и олова @ rGO (ZnSnS ₃ @rGO) были получены Zhang et al. путем сочетания сольвотермической реакции с процессом отжига. При использовании в SIB превосходная производительность Na-хранилища с большой удельной емкостью (472.2 мАч г ^-1 при 0,1 А г ^-1 ), высокая пропускная способность (165,8 мАч г ^-1 при 2 А г ^-1 ) и сверхдлительный срок службы (401,2 мАч г ^-1 при 0,1 A г ⁻¹ после 200 циклов) (Jia et al., 2018). Таким образом, представленная конструкция композитного анода обеспечивает новые изменения для разработки высокостабильных анодных материалов, которые обладают превосходной проводимостью и высокой адаптируемостью к большим изменениям объема во время процесса натрирования / десодиации.Лю и др. разработали наноструктуру ZnSnS ₃ с полыми наномикрокубами с помощью соосаждения и гидротермальных методов. За процессом следовало покрытие rGO с двойным легированием N / S (N / S-rGO @ ZnSnS ₃ ) (Рисунки 7A, B) для улучшения кинетики медленной реакции и плохих электрохимических свойств BMS. В результате приготовленный композит N / S-rGO @ ZnSnS ₃ продемонстрировал высокую удельную емкость 501,7 мАч / г ^-1 после 100 циклов при 0,1 А г ^-1 и превосходный длительный срок службы 290.7 мАч г ^-1 после 500 циклов при 1 А г ^-1 . Между тем, поддерживалась высокоскоростная емкость 256,6 мАч g ^-1 при 2 A g ^-1 (Фигуры 7C, D). Такие выдающиеся характеристики были в первую очередь приписаны покрытию из двойного легированного rGO, которое обеспечивает некоторые синергетические преимущества для EES, а именно: (1) из-за сильной полярности области легирования, которая сдерживает агрегацию приготовленного rGO; (2) повышение электропроводности за счет уменьшения полупроводникового зазора; (3) из-за недостатков обладают высокой электроотрицательностью, могут легко притягивать положительные ионы, что приводит к увеличению количества ионов щелочных металлов; (4) из-за эффекта адсорбции между анодом и rGO, который усиливает структурную стабильность (Liu et al., 2019). Кроме того, Chen et al. ввел титан в кристаллическую структуру SnS ₂ , чтобы частично заменить олово, образуя подобный фонарю Ti _0,25 Sn _0,75 S ₂ с последующим покрытием одномерных многостенных углеродных нанотрубок (MWCNT) (обозначенных как Ti _0,25 Sn _0,75 S ₂ @MWCNTs) для улучшения дефектов объемного расширения SnS ₂ и низкой проводимости. Благодаря своей фонарно-подобной структуре с большой удельной поверхностью электролит мог полностью проникать в Ti _0.25 Sn _0,75 S ₂ @MWCNTs, увеличивающие перенос электронов / ионов во время циклирования. Высокая удельная емкость 307 мАч g ^-1 была получена после 1000 циклов при 0,4 A g ^-1 в процессе электрохимического тестирования (Huang et al., 2018). Монокристаллические мезопористые нанобоксы CoSn (OH) ₆ также были синтезированы методом соосаждения. TAA использовался в качестве ресурса S для достижения CoSnSx с помощью сольвотермического метода с последующим нанесением полимерного покрытия и карбонизацией дофамином при более высокой температуре в потоке N ₂ для получения электродных материалов CoSnS _x @NC.Впоследствии были исследованы характеристики накопления натрия и влияние содержания углерода на электрохимические свойства нанобоксов CoSnS _x @NC. Результаты показали, что наилучшее количество углерода составляет 36,8 мас.% Для защиты нанобоксов от разрушения во время глубоких циклов. Электрод показал отличные характеристики циклирования и достиг высокой емкости 300 мАч г ^-1 с высокой кулоновской эффективностью почти 100% после 500 циклов, а также выдающимся длительным циклом работы 180 мАч г ^-1 после 4000 циклов при 1 A g ^-1 (рис. 7E) (Liu et al., 2017). Более того, Ou et al. с помощью метода лицевого соосаждения приготовили гетероструктурированные нанобоксы SnS ₂ / Mn ₂ SnS ₄ / углерод размером около 100 нм. При оценке в качестве анодного материала в SIB особая структура между SnS ₂ и Mn ₂ SnS ₄ может облегчить изменение объема в результате массового электрохимического процесса, предотвратить когезию наночастиц Sn и повысить обратимость реакция превращения-легирования.Он также продемонстрировал высокий ICE 90,8%, выдающуюся стабильность при длительном цикле 522,5 мАч g ⁻¹ после 500 циклов при 5 A g ⁻¹ , а также замечательную производительность (752,3, 604,7, 570,1, 546,9, 519,7 , и 488,7 мАч г ^-1 при 0,1, 0,5, 1,0, 2,0, 5,0 и 10,0 А г ^-1 , соответственно). Обладая преимуществами этих преимуществ (огромная удельная поверхность, большое количество активных центров и высокая электропроводность) углеродных материалов, полученный композитный электрод показал впечатляющие электрохимические характеристики (Ou et al., 2019). Ян и др. сообщили о новом материале, состоящем из нанокубов (SnCo) S ₂ , переплетенных с двумерными нанолистами из легированного серой графена (SG) ((SnCo) S ₂ / SG), синтезированных с помощью простого метода соосаждения и отжига. Он продемонстрировал превосходную обратимую емкость 487 мАч g ⁻¹ для 5000 циклов при 5 A g ⁻¹ , а также высокую сохраняющуюся емкость 92,6% (Yang et al., 2019).

Рис. 7. (A, B) Изображения FESEM ZnSnS ₃ и N / S-rGO @ ZnSnS ₃ , (C, D) Скорость и циклические характеристики N / S-rGO, ZnSnS ₃ и электроды N / S-rGO @ ZnSnS ₃ .Воспроизведено с разрешения Liu et al. (2019) Авторские права 2019. Elsevier. (E) Долговременная стабильность аморфных нанобоксов CoSnS _x @NC с различным содержанием углерода, нанобоксов аморфного CoSnS _x , кристаллических нанобоксов CoS-Sn ₂ S ₃ @NC нанобоксов и N- легированный углерод при 1,0 А г ^-1 . На вставке в (E) показаны характеристики циклирования и кулоновская эффективность электрода CoSnS _x @NC в виде нанобоксов при 0,2 A g ^-1 .Воспроизведено с разрешения Liu et al. (2017) Copyright 2017. Королевское химическое общество.

Другие BMS

В дополнение к вышеупомянутым BMS, Manthiram et al. сообщили о кластере наностержней Bi _0,94 Sb _1,06 S ₃ -графит в качестве анодного материала SIB. Они обнаружили, что создание твердых растворов можно рассматривать как идеальный метод исследования новых анодных материалов с превосходными электрохимическими характеристиками для SIB. Би _0,94 Сб _1.06 S ₃ -графитовый анод показал замечательную емкость 380 мАч g ⁻¹ после 200 циклов при 1 A g ⁻¹ , что выше, чем у Sb ₂ S ₃ -графитового электрод (~ 50 мАч г ^-1 ) и Bi ₂ S ₃ -графитовый электрод (~ 210 мАч г ^-1 ). Это означает, что биметаллические атомы могут не только повысить устойчивость электродных материалов к циклированию, но и улучшить их емкость (Zhao and Manthiram, 2015).Чжун и др. успешно спроектировал новый композитный микроцветок, подобный гортензии, желтку и скорлупе, самособирающийся с помощью нанолистов для SIBs. Соответственно, высокая емкость 607,14 мАч г ^-1 была доставлена ​​при 0,05 А г ^-1 , наряду с уменьшением объемного расширения и повышением стабильности при циклировании в значительной степени благодаря уникальной структуре материала электродов (Zhong и др., 2019). Кроме того, производительность различных материалов BMS показана на Рисунке 8, а сравнение характеристик цикла BMS и MS приведено в Таблице 4.

Рисунок 8 . Оцените способность при различных плотностях тока от 0,1 до 5 А г ^-1 для различных биметаллических сульфидов в SIB. Ссылка 1 (Choi and Kang, 2015a), ссылка 2 (Chen J. et al., 2017), ссылка 3 (Zhang et al., 2016), ссылка 4 (Yang et al., 2019), ссылка .5 (Lv et al., 2018), ссылка 6 (Zhang et al., 2018), ссылка 7 (Gong et al., 2018), ссылка 8 (Huang et al., 2018), ссылка 9 (Liu et al., 2017), ссылка 10 (Liu et al., 2019), ссылка 11 (Zhang K. et al., 2019), ссылка 12 (Jia et al., 2018), ссылка.13 (Cao et al., 2019), ссылка 14 (Chen et al., 2019), ссылка 15 (Ou et al., 2019), ссылка 16 (Li Q. et al., 2019), ссылка. 17 (Kong et al., 2018), ссылка 18 (Kim and Kang, 2017), ссылка 19 (Zhao and Manthiram, 2015), ссылка 20 (Krengel et al., 2017).

Таблица 4 . Сравнение электрохимических характеристик анодов BMS и MS в SIB.

Выводы и перспективы

В этом обзоре систематизированы последние разработки BMS в качестве анодных материалов для SIB.БМС демонстрируют очевидные достоинства относительно высокой электропроводности и электрохимической активности. Более того, значительный эффект самоматрицы и самопроводимости из-за реакции двух металлических элементов с Na может быть полностью эффективным. Действительно, из-за наличия «синергетического эффекта» непрореагировавшая часть может служить временным демпфером / проводником для прореагировавшей из-за их разного окислительно-восстановительного потенциала (Pumera et al., 2014; Wang et al., 2014; Chang et al., 2016; Liu et al., 2019).В этом обзоре, во-первых, были представлены стратегии синтеза BMS. Затем были обсуждены механизмы накопления Na в различных BMS в процессе заряда-разряда. Что еще более важно, применение BMS в качестве анодов SIB систематически анализировалось, и в то же время высказывались глубокие ожидания относительно его будущего развития.

Чтобы избежать потери емкости анодных материалов BMS, первая стратегия заключается в разработке новых наноструктур с подходящим пустым пространством, чтобы уменьшить влияние объемного расширения и сжатия во время процесса реакции (Palomares et al., 2012; Slater et al., 2013; Оу и др., 2016; Путунган и др., 2016; Шен и др., 2016; Су и др., 2016). В качестве второй стратегии интеграция с другими электрохимически стабильными материалами может не только ограничить объемное расширение, но также повысить общую электропроводность анода. Кроме того, растворение полисульфидов в электролите во время электрохимического процесса можно до некоторой степени подавить (Wang et al., 2018). До сих пор многие аноды BMS в SIB, о которых сообщалось, относятся к их комбинации с материалами на основе углерода.Таким образом, для разработки анодных материалов SIB важно полностью изучить достоинства наноструктурированных материалов (Lu et al., 2017; Ma et al., 2018). В будущем необходимо приложить гораздо больше усилий, чтобы преодолеть недостаток плохой длительной езды на велосипеде. Ожидается, что использование рационально спроектированных структур в BMS может эффективно улучшить электрохимические характеристики в SIB (Kim et al., 2012; Jiang et al., 2014; Su et al., 2015; Gao et al., 2017; Hwang и др., 2017).

Несмотря на то, что к настоящему времени выполнены все новые работы, необходимо еще больше времени и усилий направить на эффективное улучшение электрохимических свойств BMS, чтобы проложить путь их практического применения в SIB в ближайшем будущем.

Авторские взносы

YH, DX и XL внесли свой вклад в концепцию и дизайн исследования. YH организовал базу данных, выполнил статистический анализ и написал рукопись с помощью HM, JP, YiL, YuL, DL, QS и XS. Все авторы одобрили окончательную версию рукописи.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы искренне благодарны за поддержку Фонда естественных наук провинции Цинхай в Китае (2020-ZJ-910), Национального фонда естественных наук Китая (51672189) и Тяньцзиньского научно-технологического проекта (18PTZWHZ00020).

Список литературы

Цао, Д., Кан, В., Ван, С., Ван, Ю., Сун, К., Ян, Л. и др. (2019). In situ модифицированный углерод, легированный азотом (Co _0,5 Ni _0,5 ) ₉ S ₈ полых сфер в виде твердых растворов в качестве анодов большой емкости для натрий-ионных аккумуляторов. J. Mater. Chem. А 7, 8268–8276. DOI: 10.1039 / C9TA00709A

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цао, X., Тан, К., Синдоро, М., и Чжан, Х. (2017). Гибридные микро- / наноструктуры, полученные из металлоорганических каркасов: подготовка и применение в накоплении и преобразовании энергии. Chem. Soc. Ред. 46, 2660–2677. DOI: 10.1039 / C6CS00426A

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чанг, К., Хай, X., и Йе, Дж.(2016). Дисульфиды переходных металлов как альтернативные благородные металлы сокатализаторы для производства солнечного водорода. Adv. Energy Mater. 6: 1502555. DOI: 10.1002 / aenm.201502555

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Chang, L., Wang, K., Huang, L.A., He, Z., Zhu, S., Chen, M., et al. (2017). Иерархическая пленка из микроцветов CoO с отличными электрохимическими характеристиками накопления лития / натрия. J. Mater. Chem. А 5, 20892–20902. DOI: 10.1039 / C7TA05027E

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Че, Х., Chen, S., Xie, Y., Wang, H., Amine, K., Liao, X-Z., Et al. (2017). Стратегии разработки электролитов и результаты исследований натриево-ионных аккумуляторов, работающих при комнатной температуре. Energy Environ. Sci. 10, 1075–1101. DOI: 10.1039 / C7EE00524E

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен, Дж., Ли, С., Кумар, В., и Ли, П. С. (2017). Биметаллические полые нанокубки из сульфида с углеродным покрытием в качестве усовершенствованного анода для ионно-натриевой батареи. Adv. Energy Mater. 7: 1700180. DOI: 10.1002 / aenm.201700180

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Chen, J., Mohrhusen, L., Ali, G., Li, S., Chung, K. Y., Al-Shamery, K., et al. (2019). Исследование электрохимического механизма полых наносфер Cu ₂ MoS ₄ для быстрого и стабильного хранения ионов натрия. Adv. Функц. Матер. 29: 1807753. DOI: 10.1002 / adfm.201807753

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Chen, S., Wu, C., Shen, L., Zhu, C., Huang, Y., Xi, K., et al.(2017). Проблемы и перспективы для электродных материалов типа NASICON для перспективных натриево-ионных аккумуляторов. Adv. Матер. 29: 1700431. DOI: 10.1002 / adma.201700431

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Chen, T., Cheng, B., Chen, R., Hu, Y., Lv, H., Zhu, G., et al. (2016). Иерархические тройные карбидные наночастицы / углеродные нанотрубки со вставленными N-легированными углеродными вогнутыми многогранниками для эффективного хранения лития и натрия. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 8, 26834–26841.DOI: 10.1021 / acsami.6b08911

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен, Ю., Ю, X., Ли, З., Пайк, У., и Лу, X. Д. (2016). Иерархическая структура MoS ₂ трубчатых структур с внутренней проводкой из углеродных нанотрубок в качестве высокостабильного анодного материала для литий-ионных аккумуляторов. Sci. Adv. 2: e1600021. DOI: 10.1126 / sciadv.1600021

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен, З., Ву, Р., Лю, М., Ван, Х., Xu, H., Guo, Y., et al. (2017). Общий синтез двойных углеродных квантовых точек сульфидов металлов в направлении высокоэффективных анодов для натрий-ионных аккумуляторов. Adv. Функц. Матер. 27: 1702046. DOI: 10.1002 / adfm.201702046

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чо, Э., Сонг, К., Пак, М. Х., Нам, К. В., и Кан, Ю. М. (2016). Цветы SnS 3D с превосходными кинетическими свойствами для анодного использования в натриевых аккумуляторных батареях нового поколения. Малый 12, 2510–2517.DOI: 10.1002 / smll.201503168

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чой, С. Х., и Кан, Ю. К. (2015a). Синергетические композиционные и морфологические эффекты для улучшенных свойств накопления Na ⁺ Ni ₃ Co ₆ S ₈ -восстановленных композитных порошков оксида графена. Наноразмер 7, 6230–6237. DOI: 10.1039 / C5NR00012B

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цой, С.Х., Канг Ю.С. (2015b). Синергетический эффект структуры желточной оболочки и равномерного перемешивания нанокристаллов SnS-MoS ₂ для улучшенных возможностей хранения Na-ионов. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 7, 24694–24702. DOI: 10.1021 / acsami.5b07093

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чой, С. Х., Ко, Ю. Н., Ли, Дж. К., и Кан, Ю. К. (2015). 3D MoS ₂ — графеновые микросферы, состоящие из множества наносфер с превосходными свойствами хранения ионов натрия. Adv. Функц. Матер. 25, 1780–1788. DOI: 10.1002 / adfm.201402428

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Deng, P., Yang, J., He, W., Li, S., Zhou, W., Tang, D., et al. (2018). Наночастицы Sb ₂ S ₃ с добавлением олова, равномерно привитые на графен, эффективно улучшают характеристики накопления ионов натрия. ChemElectroChem 5, 811–816. DOI: 10.1002 / celc.201800016

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Донг, С., Ли, К., Ге, X., Ли, З., Мяо, X., и Инь, Л. (2017). ZnS-Sb ₂ S ₃ @C структура многогранника ядро-двойная оболочка, полученная из металлоорганического каркаса в качестве анодов для высокоэффективных ионно-натриевых батарей. САУ Нано 11, 6474–6482. DOI: 10.1021 / acsnano.7b03321

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ду Й., Чжу Х., Чжоу Х., Ху Л., Дай З. и Бао Дж. (2015). Co ₃ S ₄ пористых нанолистов, внедренных в листы графена в качестве высокоэффективных анодных материалов для хранения лития и натрия. J. Mater. Chem. А 3, 6787–6791. DOI: 10.1039 / C5TA00621J

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дуань, Дж., Тан, X., Дай, Х., Ян, Ю., Ву, В., Вэй, X., и др. (2019). Создание безопасных литий-ионных аккумуляторов для электромобилей: обзор. Электрохим. Energy Rev. 3, 1–42. DOI: 10.1007 / s41918-019-00060-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фан, Л., и Ли, X. (2018). Последние достижения в области эффективной защиты анода из металлического натрия. Nano Energy 53, 630–642. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2018.09.017

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Fan, L., Li, X., Yan, B., Feng, J., Xiong, D., Li, D., et al. (2016). Контролируемая кристалличность SnO ₂ эффективно доминирует над характеристиками накопления натрия. Adv. Energy Mater. 6: 1502057. DOI: 10.1002 / aenm.201502057

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Fang, G., Wu, Z., Zhou, J., Zhu, C., Cao, X., Lin, T., et al.(2018). Наблюдение псевдоемкостного эффекта и быстрой диффузии ионов в биметаллических сульфидах в качестве перспективного анода натрий-ионной батареи. Adv. Energy Mater. 8: 1703155. DOI: 10.1002 / aenm.201703155

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фанг, Ю., Сяо, Л., Чен, З., Ай, X., Цао, Ю., и Ян, Х. (2018). Последние достижения в области материалов для натриево-ионных аккумуляторов. Электрохим. Энергия. Ред. 1, 294–323. DOI: 10.1007 / s41918-018-0008-x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Fu, Y., Zhang, Z., Yang, X., Gan, Y., and Chen, W. (2015). Наночастицы ZnS, внедренные в пористые углеродные матрицы в качестве анодных материалов для литий-ионных аккумуляторов. RSC Adv. 5, 86941–86944. DOI: 10.1039 / C5RA15108B

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гао, X., Ван, Дж., Чжан, Д., Адаир, К., Фэн, К., Сун, Н., и др. (2017). Биметаллические сульфидные наноточки с углеродным покрытием / гетероструктура углеродных наностержней, обеспечивающая длительный срок службы литий-ионных аккумуляторов. J. Mater. Chem. А 5, 25625–25631.DOI: 10.1039 / C7TA06849B

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ge, X., Li, Z., and Yin, L. (2017). Металлоорганические каркасы образованы пористыми многогранниками ядро ​​/ оболочка CoP @ C, закрепленными на трехмерных сетках из восстановленного оксида графена в качестве анода для натрий-ионной батареи. Nano Energy 32, 117–124. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2016.11.055

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гонг Ю., Чжао Дж., Ван Х. и Сюй Дж. (2018). CuCo ₂ S ₄ / Нанокомпозиты восстановленного оксида графена, синтезированные одностадийным сольвотермическим методом, в качестве анодных материалов для натриево-ионных аккумуляторов. Электрохим. Acta 292, 895–902. DOI: 10.1016 / j.electacta.2018.09.194

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хуан Ю., Се М., Ван З., Цзян Ю., Сяо Г., Ли С. и др. (2018). Кинетика быстрого накопления натрия в фонарном Ti _0,25 Sn _0,75 S ₂ , связанных углеродными нанотрубками. Energy Storage Mater. 11, 100–111. DOI: 10.1016 / j.ensm.2017.10.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цзя, Х., Dirican, M., Sun, N., Chen, C., Yan, C., Zhu, P., et al. (2018). Усовершенствованный анодный материал ZnSnS ₃ @rGO для превосходного накопления ионов натрия и лития со сверхдлительным сроком службы. ChemElectroChem 6, 1183–1191. DOI: 10.1002 / celc.201801333

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jiang, Y., Hu, M., Zhang, D., Yuan, T., Sun, W., Xu, B., et al. (2014). Оксиды переходных металлов для анодов высокоэффективных ионно-натриевых аккумуляторных батарей. Nano Energy 5, 60–66.DOI: 10.1016 / j.nanoen.2014.02.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цзинь, Р., Лю, Д., Лю, К., и Лю, Г. (2015). Иерархический NiCo ₂ S ₄ полых сфер в качестве высокоэффективного анода для литий-ионных аккумуляторов. RSC Adv. 5, 84711–84717. DOI: 10.1039 / C5RA14412D

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кан, В., Ван, Ю. и Сюй, Дж. (2017). Недавний прогресс в создании слоистых наноструктур из дихалькогенидов металлов в качестве электродов для высокоэффективных натриево-ионных батарей. J. Mater. Chem. А 5, 7667–7690. DOI: 10.1039 / C7TA00003K

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Kim, H., Lim, E., Jo, C., Yoon, G., Hwang, J., Jeong, S., et al. (2015). Упорядоченно-мезопористый композит Nb ₂ O ₅ / углерод в качестве материала для вставки натрия. Nano Energy 16, 62–70. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2015.05.015

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, Дж. Х., и Канг, Ю. К. (2017). Желточно-ракушечная структура (Fe _0.5 Ni _0,5 ) ₉ S ₈ порошки твердых растворов: синтез и применение в качестве анодных материалов для Na-ионных аккумуляторов. Nano Res. 10, 3178–3188. DOI: 10.1007 / s12274-017-1535-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, С.-З., Сео, Д.-Х., Ма, X., Седер, Г., и Кан, К. (2012). Электродные материалы для перезаряжаемых натриево-ионных батарей: потенциальные альтернативы существующим литий-ионным батареям. Adv. Energy Mater. 2, 710–721.DOI: 10.1002 / aenm.201200026

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Kong, D., Wang, Y., Lim, Y.V, Huang, S., Zhang, J., Liu, B., et al. (2018). Трехмерные иерархические массивы NiMo с множеством дефектов ₃ S ₄ , выращенные на углеродном текстиле для высокоэффективных натриево-ионных батарей и реакции выделения водорода. Nano Energy 49, 460–470. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2018.04.051

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Конг, С., Цзинь, З., Лю, Х., Ван, Ю. (2014). Морфологическое влияние графеновых нанолистов на ультратонкие нанолисты CoS и их применение для высокопроизводительных литий-ионных аккумуляторов и фотокатализа. J. Phys. Chem. С 118, 25355–25364. DOI: 10.1021 / jp508698q

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Krengel, M., Hansen, A. L., Kaus, M., Indris, S., Wolff, N., Kienle, L., et al. (2017). CuV ₂ S ₄ : высокая емкость и стабильный анодный материал для ионно-натриевых батарей. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 9, 21283–21291. DOI: 10.1021 / acsami.7b04739

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кунду Д., Талаи Э., Даффорт В. и Назар Л. Ф. (2015). Возникающая химия натриево-ионных аккумуляторов для электрохимического хранения энергии. Angew. Chem. Int. Эд. Англ. 54, 3431–3448. DOI: 10.1002 / anie.201410376

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лай, Ц-Х., Лу, М-У., и Чен, Л. Дж. (2012). Наноструктуры сульфидов металлов: синтез, свойства и применение в преобразовании и хранении энергии. J. Mater. Chem. 22, 19–30. DOI: 10.1039 / C1JM13879K

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, Л., Пэн, С., Ву, Х. Б., Ю, Л., Мадхави, С., и Лу, X. W. D. (2015). Гибкий квазитвердотельный асимметричный электрохимический конденсатор на основе иерархических пористых нанолистов V ₂ O ₅ на углеродных нановолокнах. Adv.Energy Mater. 5: 1500753. DOI: 10.1002 / aenm.201500753

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, К., Цзяо, К., Фэн, X., Чжао, Ю., Ли, Х., Фэн, К. и др. (2019). Синтез субмикросфер CuCo ₂ S ₄ в одном резервуаре для высокоэффективных литий- / натрий-ионных аккумуляторов. ChemElectroChem 6, 1558–1566. DOI: 10.1002 / celc.201

9

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, С., Ге, П., Цзян, Ф., Шуай, Х., Сюй, В., Jiang, Y., et al. (2019). Продвижение никель-кобальт-сульфида как сверхбыстрых материалов с высоким содержанием натрия: влияние морфологической структуры, фазового развития и свойств границы раздела. Energy Storage Mater. 16, 267–280. DOI: 10.1016 / j.ensm.2018.06.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, X., Ху, Ю., Лю, Дж., Лашингтон, А., Ли, Р., и Сан, X. (2013). Структурно адаптированные графеновые нанолисты в качестве анодов литий-ионных аккумуляторов: понимание, обеспечивающее исключительно высокую производительность хранения лития. Наноразмер 5, 12607–12615. DOI: 10.1039 / c3nr04823c

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, X., и Ван, C. (2012). Значительно увеличены циклические характеристики нового анода NiSnO ₃ «самоматрицы» в литий-ионных батареях. RSC Adv. 2, 6150–6154. DOI: 10.1039 / c2ra20527k

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, Ю., Ху, И-С., Ци, X., Ронг, X., Ли, Х., Хуанг, X., и др. (2016).Усовершенствованные натриево-ионные батареи с превосходным недорогим пиролизованным антрацитовым анодом: к практическому применению. Energy Storage Mater. 5, 191–197. DOI: 10.1016 / j.ensm.2016.07.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли Ю., Чжэн Ю., Яо Дж., Сяо Дж., Ян Дж. И Сяо С. (2017). Простой синтез собранных из нанокристаллов полых микросфер NiO в форме гнезда с превосходными характеристиками накопления лития. RSC Adv. 7, 31287–31297. DOI: 10.1039 / C7RA05373H

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Li, Z., Zhang, L., Ge, X., Li, C., Dong, S., Wang, C., et al. (2017). Пористые микрокубы из CoP / FeP со структурой ядро-оболочка, соединенные восстановленным оксидом графена в качестве высокоэффективных анодов для ионно-натриевых батарей. Nano Energy 32, 494–502. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2017.01.009

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лин Ю., Цю, З., Ли, Д., Уллах, С., Хай, Ю., Синь, Х. и др. (2018).NiS ₂ @CoS ₂ нанокристаллов, заключенных в углеродные нанокубцы с примесью азота для высокоэффективных литий-ионных аккумуляторов. Energy Storage Mater. 11, 67–74. DOI: 10.1016 / j.ensm.2017.06.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю X., Хао Й., Шу Дж., Сари, Х. М. К., Лин, Л., Коу, Х. и др. (2019). Двойное легирование восстановленного оксида графена азотом и серой с получением полых наномикрокубов ZnSnS ₃ с превосходным хранением натрия. Nano Energy 57, 414–423. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2018.12.024

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю X., Wang Y., Wang Z., Zhou, T., Yu, M., Xiu, L., et al. (2017). Достижение сверхдлительного хранения натрия в нанобоксах из аморфного бинарного сульфида кобальта и олова, заключенных в углеродную оболочку с примесью азота. J. Mater. Chem. А 5, 10398–10405. DOI: 10.1039 / C7TA01701D

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лу, Х., Чен, Р., Ху, Ю., Ван, X., Ван, Ю., Ма, Л. и др. (2017). Восходящий синтез легированных азотом пористых углеродных каркасов для хранения лития и натрия. Nanoscale 9, 1972–1977. DOI: 10.1039 / C6NR08296C

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лу, Ю., Чжао, К., Чжан, Н., Лей, К., Ли, Ф., и Чен, Дж. (2016). Легкий синтез распылением и высокоэффективное накопление натрия мезопористых микросфер MoS ₂ / C. Adv. Функц. Матер. 26, 911–918. DOI: 10.1002 / adfm.201504062

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Lv, J., Bai, D., Yang, L., Guo, Y., Yan, H., and Xu, S. (2018). Биметаллические сульфидные наночастицы, заключенные в двухуглеродные наноструктуры в качестве анодов для литий- / натрий-ионных аккумуляторов. Chem. Commun. 54, 8909–8912. DOI: 10.1039 / C8CC04318C

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ma, L., Chen, R., Hu, Y., Zhu, G., Chen, T., Lu, H., et al. (2016). Иерархические пористые богатые азотом углеродные наносферы с высокими и прочными возможностями для хранения лития и натрия. Наноразмер 8, 17911–17918. DOI: 10.1039 / C6NR06307A

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ma, L., Gao, X., Zhang, W., Yuan, H., Hu, Y., Zhu, G., et al. (2018). Сверхвысокая скорость и сверхдлительная устойчивость натрий-ионных аккумуляторов при циклической работе благодаря морщинистым черным нанолистам диоксида титана с большим количеством кислородных вакансий. Nano Energy 53, 91–96. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2018.08.043

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Maleki Kheimeh Sari, H., и Ли, X. (2019). Управляемая граница раздела катод – электролит Li [Ni _0,8 Co _0,1 Mn _0,1 ] O ₂ для литий-ионных аккумуляторов: обзор. Adv. Energy Mater. 9: 1

7. DOI: 10.1002 / aenm.201

7

CrossRef Полный текст

Мэн, X. (2017). Модификации поверхности в атомном масштабе и новые конструкции электродов для высокоэффективных натриево-ионных аккумуляторов посредством осаждения атомных слоев. J. Mater. Chem. А 5, 10127–10149.DOI: 10.1039 / C7TA02742G

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ортис-Виториано Н., Дрюетт Н. Э., Гонсало Э. и Рохо Т. (2017). Высокоэффективные катоды из слоистого оксида марганца: решение проблем, связанных с ионно-натриевыми батареями. Energy Environ. Sci. 10, 1051–1074. DOI: 10.1039 / C7EE00566K

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ou, X., Cao, L., Liang, X., Zheng, F., Zheng, H. S., Yang, X., et al. (2019). Изготовление SnS ₂ / Mn ₂ SnS ₄ / углеродных гетероструктур для натрий-ионных аккумуляторов с высокой начальной кулоновской эффективностью и циклической стабильностью. ACS Nano 13, 3666–3676. DOI: 10.1021 / acsnano.9b00375

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ou, X., Xiong, X., Zheng, F., Yang, C., Lin, Z., Hu, R., et al. (2016). In situ Дифракция рентгеновских лучей нанолистов NbS ₂ в качестве анодного материала для ионно-натриевых батарей. J. Источники энергии 325, 410–416. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2016.06.055

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Паломарес, В., Серрас, П., Вильялуэнга, И., Уэсо, К. Б., Карретеро-Гонсалес, Дж., И Рохо, Т. (2012). Na-ионные батареи, последние достижения и проблемы, связанные с превращением в недорогие системы хранения энергии. Energy Environ. Sci. 5: 5884–5901. DOI: 10.1039 / c2ee02781j

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пумера М., Софер З. и Амбрози А. (2014). Слоистые дихалькогениды переходных металлов для электрохимического производства и хранения энергии. J. Mater. Chem. А 2, 8981–8987.DOI: 10.1039 / C4TA00652F

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Путунган, Д. Б., Лин, С. Х., Куо, Дж. Л. (2016). Metallic VS ₂ однослойных политипов в качестве потенциального анода натрий-ионной батареи с помощью неэмпирического поиска случайной структуры. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 8, 18754–18762. DOI: 10.1021 / acsami.6b03499

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Qin, W., Chen, T., Lu, T., Chua, D.HC, and Pan, L. (2016a).Слоистые композиты из оксида графена с восстановленным сульфидом никеля, синтезированные с помощью микроволнового метода, в качестве высокоэффективных анодных материалов натрий-ионных аккумуляторов. J. Источники энергии 302, 202–209. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2015.10.064

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цинь, В., Ли, Д., Чжан, X., Янь, Д., Ху, Б., и Пань, Л. (2016b). Наночастицы ZnS, встроенные в восстановленный оксид графена, в качестве высокоэффективного анодного материала натрий-ионных аккумуляторов. Электрохим.Acta 191, 435–443. DOI: 10.1016 / j.electacta.2016.01.116

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Qu, B., Ma, C., Ji, G., Xu, C., Xu, J., Meng, Y. S., et al. (2014). Слоистый композит из восстановленного оксида графена SnS ₂ — анодный материал для натриево-ионных аккумуляторов с большой емкостью, быстродействием и длительным сроком службы. Adv. Матер. 26, 3854–3859. DOI: 10.1002 / adma.201306314

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шен, Ф., Луо, В., Дай, Дж., Яо, Ю., Чжу, М., Хитц, Э., и др. (2016). Сверхтолстый мезопористый древесно-угольный анод с низкой извилистостью для высокопроизводительных натриево-ионных батарей. Adv. Energy Mater. 6: 1600377. DOI: 10.1002 / aenm.201600377

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Слейтер М. Д., Ким Д., Ли Э. и Джонсон К. С. (2013). Натрий-ионные аккумуляторы. Adv. Функц. Матер. 23, 947–958. DOI: 10.1002 / adfm.201200691

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Песня, Ю., Chen, Z., Li, Y., Wang, Q., Fang, F., Zhou, Y-N., Et al. (2017). Высокоскоростная и долговременная циклическая способность NiCo с регулировкой псевдоемкости ₂ S ₄ гексагональных нанолистов, полученных путем преобразования пара для хранения лития. J. Mater. Chem. А 5, 9022–9031. DOI: 10.1039 / C7TA01758H

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стивенсон Т., Ли З., Олсен Б. и Митлин Д. (2014). Применение в литий-ионных батареях нанокомпозитов дисульфида молибдена (MoS ₂ ). Energy Environ. Sci. 7, 209–231. DOI: 10.1039 / C3EE42591F

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Су Д., Доу С. и Ван Г. (2015). Ультратонкие нанолисты MoS ₂ в качестве анодных материалов для натрий-ионных аккумуляторов с превосходными характеристиками. Adv. Energy Mater. 5: 1401205. DOI: 10.1002 / aenm.201401205

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Су, Х., Джаффер, С., Ю, Х. (2016). Оксиды переходных металлов для натрий-ионных аккумуляторов. Energy Storage Mater. 5, 116–131. DOI: 10.1016 / j.ensm.2016.06.005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Su, Z., Liu, J., Li, M., Zhu, Y., Qian, S., Weng, M., et al. (2020). Разработка дефектов в оксидах на основе титана для электрохимических накопителей энергии. Электрохим. Energy Rev 3, 90–147. DOI: 10.1007 / s41918-020-00064-5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тан, К., Цуй, Ю., Ву, Дж., Цюй, Д., Бейкер, А. П., Ма, Ю., и другие. (2017). Тройной наносплав сульфида олова и селена (SnSe _0,5 S _0,5 ) в качестве высокоэффективного анода для литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторов. Nano Energy 41, 377–386. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2017.09.052

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван Х., Фэн Х. и Ли Дж. (2014). Графен и графеноподобные слоистые дихалькогениды переходных металлов в преобразовании и хранении энергии. Малый 10, 2165–2181. DOI: 10.1002 / smll.201303711

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван, Т., Су, Д., Шанмукарадж, Д., Рохо, Т., Арман, М., и Ван, Г. (2018). Электродные материалы для натрий-ионных аккумуляторов: соображения о кристаллических структурах и механизмах накопления натрия. Электрохим. Energy Rev. 1, 200–237. DOI: 10.1007 / s41918-018-0009-9

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вэнь, Ю., Пэн, С., Ван, З., Хао, Дж., Цинь, Т., Лу, С. и др. (2017).Легкий синтез ультратонких нанолепестков NiCo ₂ S ₄ , вдохновленных цветущими бутонами, для высокопроизводительных суперконденсаторов. J. Mater. Chem. А 5, 7144–7152. DOI: 10.1039 / C7TA01326D

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ву, X., Ли, С., Ван, Б., Лю, Дж., И Ю, М. (2016). NiCo ₂ S ₄ массивы нанотрубок, выращенные на гибких углеродных пенопластах, легированных азотом, в качестве трехмерных интегрированных анодов без связующего для высокоэффективных литий-ионных батарей. Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 4505–4512. DOI: 10.1039 / C5CP07541F

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Xia, X., Zhu, C., Luo, J., Zeng, Z., Guan, C., Ng, C.F., et al. (2014). Синтез автономных наномассивов сульфидов металлов посредством реакции анионного обмена и их применение в электрохимическом накоплении энергии. Малый 10, 766–773. DOI: 10.1002 / smll.201302224

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сяо, Дж., Ван, Л., Ян, С., Сяо, Ф., и Ван, С. (2014). Создавайте иерархические электроды из высокопроводящих NiCo ₂ S ₄ массивов нанотрубок, выращенных на бумаге из углеродного волокна, для создания высокопроизводительных псевдоконденсаторов. Nano Lett. 14, 831–838. DOI: 10.1021 / nl404199v

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сяо, Ю., Ли, С. Х., и Сунь, Ю. К. (2017). Применение сульфидов металлов в ионно-натриевых батареях. Adv. Energy Mater. 7: 1601329.DOI: 10.1002 / aenm.201601329

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Xu, X., Yu, D., Zhou, H., Zhang, L., Xiao, C., Guo, C., et al. (2016). Нанолисты MoS ₂ , выращенные на аморфных углеродных нанотрубках для увеличения накопления натрия. J. Mater. Chem. А 4, 4375–4379. DOI: 10.1039 / C6TA00068A

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ян Б., Ли X., Бай З., Линь Л., Чен Г., Сонг X. и др. (2017). Превосходное хранение натрия в новых наночастицах VO ₂ , инкапсулированных в смятый восстановленный оксид графена. J. Mater. Chem. А 5, 4850–4860. DOI: 10.1039 / C6TA10309J

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Янь, Й., Инь, И-Х., Го, И-Г., И Ван, Л-Дж. (2014). Иерархически пористый композит углерод / графен в виде сэндвича в качестве высокоэффективного анодного материала для натрий-ионных аккумуляторов. Adv. Energy Mater. 4: 1301584. DOI: 10.1002 / aenm.201301584

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ян, К., Лян, X., Оу, X., Чжан, К., Чжэн, Х.С., Zheng, F., et al. (2019). Гетероструктурированный бинарный сульфид в форме нанокубика (SnCo) S ₂ , переплетенный с S-легированным графеном, в качестве высокоэффективного анода для современных аккумуляторов Na ⁺ . Adv. Функц. Матер. 29: 1807971. DOI: 10.1002 / adfm.201807971

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Янг, Дж., Ма, М., Сунь, К., Чжан, Ю., Хуанг, В., и Дун, X. (2015). Гибридные гетероструктуры NiCo ₂ S ₄ @MnO ₂ для электродов высокопроизводительных суперконденсаторов. J. Mater. Chem. А 3, 1258–1264. DOI: 10.1039 / C4TA05747C

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Юн Д. Х., Штауфер С. К., Сяо П., Парк Х., Нам Й., Долокан А. и др. (2016). Простой синтез композитов нанокристаллического сульфида олова / восстановленного оксида графена, легированного азотом, в качестве анодов литий-ионных аккумуляторов. ACS Nano 10, 10778–10788. DOI: 10.1021 / acsnano.6b04214

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ю, Д.J., Yuan, Y.F., Zhang, D., Yin, S.M., Lin, J.X., Rong, Z., et al. (2016). Массив никель-кобальт-сульфидных нанотрубок на никелевой пене в качестве анодного материала для современных литий-ионных аккумуляторов. Электрохим. Acta 198, 280–286. DOI: 10.1016 / j.electacta.2016.01.189

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ю. Л., Чен Г. З. (2020). Супераккумуляторы как высокоэффективные электрохимические накопители энергии. Электрохим. Energy Rev 3, 85–89. DOI: 10.1007 / s41918-020-00063-6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ю, Н., Чжу, М.К., и Чен, Д. (2015). Гибкие твердотельные асимметричные суперконденсаторы с трехмерными электродами из CoSe ₂ / углеродная ткань. J. Mater. Chem. А 3, 7910–7918. DOI: 10.1039 / C5TA00725A

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ю., X. Y., и Дэвид Лу, X. W. (2018). Смешанные сульфиды металлов для электрохимического накопления и преобразования энергии. Adv. Energy Mater. 8: 1701592. DOI: 10.1002 / aenm.201701592

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ю, Х-У., Ю., Л., и Лу, X. W. D. (2016). Полые наноструктуры сульфидов металлов для электрохимического накопления энергии. Adv. Energy Mater. 6: 1501333. DOI: 10.1002 / aenm.201501333

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhang, K., Park, M., Zhou, L., Lee, G.H., Shin, J., Hu, Z., et al. (2016). Легированные кобальтом наносферы FeS ₂ с полной растворимостью в твердых веществах в качестве высокоэффективного анодного материала для натрий-ионных аккумуляторов. Angew. Chem. Int. Эд. Англ. 55, 12822–12826.DOI: 10.1002 / anie.201607469

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжан, К., Сунь, Ю., Чжан, В., Го, Дж., И Чжан, X. (2019). Межслойные нанолисты VMo ₂ S ₄ на RGO для быстрого и быстрого хранения лития и натрия. J. Alloys Compd. 772, 178–185. DOI: 10.1016 / j.jallcom.2018.09.082

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhang, L., Wu, H. B., Yan, Y., Wang, X., and Lou, X. W. (2014).Иерархические микробоксы MoS ₂ , построенные из нанолистов с улучшенными электрохимическими свойствами для хранения лития и расщепления воды. Energy Environ. Sci. 7, 3302–3306. DOI: 10.1039 / C4EE01932F

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhang, Y., Wang, P., Yin, Y., Zhang, X., Fan, L., Zhang, N., et al. (2019). Гетероструктурированные полые нанобоксы SnS-ZnS @ C, залитые в графен, для высокоэффективных литиевых и ионно-натриевых батарей. Chem. Англ.J. 356, 1042–1051. DOI: 10.1016 / j.cej.2018.09.131

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжан З., Ли З. и Инь Л. (2018). Полая призма NiCo ₂ S ₄ , соединенная между собой восстановленным оксидом графена в качестве высокоэффективного анодного материала для натриевых и литий-ионных батарей. N. J. Chem. 42, 1467–1476. DOI: 10.1039 / C7NJ03581K

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжао, Ю., и Мантирам, А. (2015).Bi _0,94 Sb _1,06 S ₃ кластерные аноды с наностержнями для натрий-ионных аккумуляторов: повышенная обратимость за счет синергетического эффекта твердого раствора Bi ₂ S ₃ -Sb ₂ S ₃ . Chem. Матер. 27, 6139–6145. DOI: 10.1021 / acs.chemmater.5b02833

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zheng, P., Dai, Z., Zhang, Y., Dinh, K. N., Zheng, Y., Fan, H., et al. (2017). Масштабируемый синтез графеновых композитов, легированных SnS ₂ / S, для создания превосходных Li / Na-ионных аккумуляторов. Наноразмер 9, 14820–14825. DOI: 10.1039 / C7NR06044K

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжун, Дж., Сяо, X., Чжан, Ю., Чжан, Н., Чен, М., Фань, X., и др. (2019). Рациональная конструкция композита Sn-Sb-S со структурой, напоминающей гортензию, в качестве перспективного анодного материала для натриево-ионных аккумуляторов. J. Alloys Compd. 793, 620–626. DOI: 10.1016 / j.jallcom.2019.04.232

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжоу, Дж., Цинь, Дж., Го, Л., Чжао, Н., Ши, К., и Лю, Э. З. (2016). Масштабируемый синтез высококачественных нанолистов из дихалькогенидов переходных металлов и их применение в качестве анодов натрий-ионных аккумуляторов. J. Mater. Chem. А 4, 17370–17380. DOI: 10.1039 / C6TA07425A

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжоу, К., Лю, Л., Хуан, З., И, Л., Ван, X., и Цао, Г. (2016). Co ₃ S ₄ @ полианилиновые нанотрубки в качестве высокоэффективных анодных материалов для ионно-натриевых батарей. J. Mater. Chem. А 4, 5505–5516. DOI: 10.1039 / C6TA01497F

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhu, Y., Nie, P., Shen, L., Dong, S., Sheng, Q., Li, H., et al. (2015). Высокая производительность и превосходная циклическая стабильность подобного цветку анода Sb ₂ S ₃ для ионно-натриевых батарей большой емкости. Наноразмер 7, 3309–3315. DOI: 10.1039 / C4NR05242K

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Как работают биметаллические термометры | Тамсон.com

Рисунок 1: Биметаллические термометры

Биметаллический термометр — это прибор для измерения температуры. Он преобразует температуру среды в механическое смещение с помощью биметаллической ленты. Биметаллическая полоса состоит из двух разных металлов, имеющих разные коэффициенты теплового расширения. Биметаллические термометры используются в бытовых устройствах, таких как кондиционеры, духовки, и промышленных устройствах, таких как нагреватели, горячие провода, нефтеперерабатывающие заводы и т. Д. Они представляют собой простой, надежный и экономичный способ измерения температуры.

Содержание

Строительство и дизайн

Биметаллический термометр использует два основных свойства металла:

1. Свойство металла теплового расширения
2. Коэффициент теплового расширения разных металлов различается при одинаковой температуре.

Основным элементом биметаллического термометра является биметаллическая полоса. Биметаллическая полоса состоит из двух тонких полос из разных металлов, каждая из которых имеет разные коэффициенты теплового расширения.Термическое расширение — это свойство металла изменять свою форму или объем при изменении температуры. Металлические полосы соединяются по длине путем сплавления или клепки. Полоски закреплены на одном конце и могут свободно перемещаться на другом конце.

Обычно используются два металла — сталь и медь, но также можно использовать сталь и латунь. Поскольку их тепловое расширение различно, длина этих металлов изменяется с разной скоростью при одной и той же температуре. Благодаря этому свойству при изменении температуры металлическая полоса с одной стороны расширяется, а с другой — нет, что создает эффект изгиба.Это можно увидеть на Рисунке 2.

При повышении температуры полоса поворачивается в сторону металла с меньшим температурным коэффициентом. При понижении температуры полоса изгибается в сторону металла с более высоким температурным коэффициентом. Прогиб полоски указывает на изменение температуры. Это изгибающее движение связано с циферблатом на термометре, который выводит температуру среды. Калибровка — важный шаг для получения правильных показаний температуры.

Рисунок 2: Биметаллическая полоса: фиксированный конец (A), свободный конец (B), прогиб (C), биметаллическая полоса (D)

Преимущества и недостатки биметаллических термометров

К преимуществам биметаллических термометров можно отнести:

1. Простая и прочная конструкция
2. Дешевле, чем другие термометры
3. Они полностью механические и не требуют для работы какого-либо источника питания.
4. Простота установки и обслуживания
5. Почти линейная реакция на изменение температуры
6. Подходит для широкого диапазона температур

Некоторые недостатки биметаллических термометров:

1. Не рекомендуется использовать при очень высоких температурах.
2. Может потребоваться частая калибровка.
3. Может не давать точных показаний для низкой температуры.
4. Калибровка нарушается при неаккуратном обращении

Виды термометров биметаллических

Есть два типа биметаллических термометров: биметаллический термометр со спиральной полоской и биметаллический термометр со спиральной полоской. Спиральные и спиральные полоски используются для удержания размера термометра в разумных пределах.

Термометр спиральный биметаллический

Как следует из названия, биметаллическая полоса в форме спирали используется для измерения температуры в термометрах этого типа.Указатель соединен через вал на свободном конце полосы. Полоса наматывается по спирали внутри стержня, как показано на Рисунке 3. При повышении температуры спиральная полоса определяет изменение температуры. Металлическая полоса с более высоким коэффициентом теплового расширения расширяется и наматывается вдоль стержня, вращая вал. Это вращение заставляет указатель перемещаться в положение на шкале, которое указывает температуру носителя. При понижении температуры металл с меньшим коэффициентом теплового расширения сжимается и вращает вал.Затем указатель считывает нижнюю температуру на циферблате.

Они в основном используются в промышленности, так как могут быть размещены внутри защитной гильзы, которая обеспечивает работу в условиях высоких температур и давления.

Рисунок 3: Биметаллический термометр с спиральной полосой: биметаллическая спираль (A), колба (B), указатель (C), шкала температуры (D)

Термометр биметаллический со спиральной лентой

Спиралевидная полоска используется для измерения температуры в биметаллическом спиралевидном полосковом термометре, как показано на Рисунке 4.При повышении температуры две металлические полоски расширяются по-разному. Это создает эффект изгиба, и полоса свертывается таким образом, что металл с более высоким тепловым коэффициентом образует внешнюю сторону дуги. При понижении температуры металл с более низким тепловым коэффициентом образует внутренний слой дуги. Стрелка и циферблат, прикрепленные к спирали, определяют эту деформацию, которая указывает на температуру материала.

Они в основном используются для термостатов или измерения температуры окружающей среды, так как они чувствительны к меньшим колебаниям температуры.

Рисунок 4: Биметаллический термометр со спиральной полоской: биметаллическая полоска (A), фиксированный конец (B)

Критерии выбора

При выборе биметаллического термометра для вашего применения следует учитывать следующие критерии:

1. Диапазон температур : Биметаллический термометр должен находиться в пределах верхнего и нижнего пределов температуры. Из-за экстремальных температур металлы могут достичь предела своего расширения и не отскочить, что приведет к необратимому повреждению термометра.
2. Шток : Длина и диаметр штока биметаллического термометра со штоком должны определяться в соответствии с требованиями применения. Это может потребовать определения длины погружения или глубины резервуара, в котором будет использоваться термометр.
3. Защитные гильзы : Защитная гильза представляет собой цилиндрическую трубную арматуру, которая защищает датчики температуры, установленные в промышленных приложениях. Он действует как барьер, защищающий дорогой термометр от любого потенциального повреждения технологической жидкостью.Защитные гильзы должны использоваться там, где шток может подвергаться воздействию экстремальных температур, давления, высокой скорости или жидкости коррозионного характера. С установленной защитной гильзой термометры можно легко снять и заменить без остановки процесса. Поскольку защитная гильза защищает термометр, она служит дольше, что снижает затраты на техническое обслуживание и замену.
4. Тип термометра : Биметаллический термометр может иметь спиральную полоску или спиральную полоску. Спиральный полосовой термометр предпочтителен для промышленных применений, таких как нефтеперерабатывающие заводы, нефтяные горелки и т. Д.Биметаллические полоски намотаны по спирали внутри штока, и они могут поддерживаться защитными гильзами для работы при экстремальных температурах и давлении. Спиральные полосковые термометры используются в термостатах из-за их чувствительности к низкотемпературным колебаниям.

Калибровка биметаллического термометра

Самым точным методом калибровки биметаллического термометра является метод ледяной точки. Чтобы откалибровать биметаллический термометр этим методом, полностью наполните стакан льдом, добавьте холодную воду и оставьте на 4–5 минут.Затем вставьте стержень термометра в ледяную воду. Убедитесь, что шток не касается дна или сторон стекла. Подождите, пока циферблат не перестанет двигаться. Если термометр точный, он должен показывать 0 ° C или 32 ° F. В противном случае поверните гайку, расположенную под циферблатом, так, чтобы она показывала 0 ° C. Регулярно проверяйте интервалы, чтобы гарантировать точность. В зависимости от требований вашего приложения следует ввести еженедельную или ежемесячную калибровку термометра.

Приложения

Биметаллические термометры используются как в жилых, так и в коммерческих целях.Обычно они используются в:

1. Кондиционеры
2. Термостаты
3. Устройства управления
4. Нагреватель
5. Духовки
6. Hotwires
7. НПЗ
8. Горелки масляные

---

Ежемесячный информационный бюллетень Тамесона

• Для кого: Вы! Существующие клиенты, новые клиенты и все, кто ищет информацию о контроле жидкости.
• Почему ежемесячный информационный бюллетень Tameson: Он прямолинейный, серьезный и полон актуальной информации об индустрии контроля жидкости один раз в месяц.
• Что в нем: Объявления о новых продуктах, технические статьи, видео, специальные цены, отраслевая информация и многое другое, на что вам придется подписаться, чтобы увидеть!

Подписаться на рассылку новостей

7.7 Technologies — EPET 400: Проект космического корабля

Существуют различные технологии теплопередачи, обеспечивающие теплопроводность, излучение и даже конвекцию. Мы рассмотрим механизмы, используемые в космических аппаратах для достижения этих тепловых взаимодействий.

Выделенные компоненты теплового дизайна космического корабля New Horizon.К концу этого раздела вы должны научиться распознавать эти различные компоненты и понимать их функции в системе. Изображение Мэтта Бергмана. Схема системы космического корабля New Horizons. Изображение Мэтта К. Бергмана. Система терморегулирования New Horizons

Пассивный

Пассивные компоненты не потребляют электричество и не нуждаются в какой-либо управляющей логике для полноценной работы. Мы рассмотрим различные технологии пассивной теплопередачи, распространенные варианты использования и способы выбора конкретной технологии для ваших целей.

Материалы и покрытия

При выборе конструкционных материалов или поверхностей покрытия изменяется соотношение поглощающей способности и излучательной способности, что переключает равновесную температуру космического корабля. Мы описали это явление в подразделе «Излучение» раздела «Основы теплопередачи», но здесь оно снова для удобства:

Материал			Коэффициент
Алюминий	0.09	0,03	3,00
Белая краска	0,2	0,92	0,22
Черная краска	0,92	0,89	1,03
Серебристый тефлон	0,08	0,8	0,1
Алюминированный каптон	0,38	0,67	0,56

Эти материалы можно использовать для достижения общего согревающего или охлаждающего эффекта.Отношение больше 1 способствует нагреванию, а отношение меньше 1 способствует охлаждению. Некоторые распространенные стратегии:

• Используйте серебристый тефлон, чтобы минимизировать поглощение солнечной энергии, но максимизировать выбросы (например, для зеркал телескопов)

Множественные световые пути образуются при попадании излучения на зеркало второй поверхности, ориентированное под углом ν к падающему солнечному излучению. Автор Янгквист. Изображение любезно предоставлено НАСА.

• Используйте черную краску для максимальной передачи энергии, как поглощения, так и излучения (внутри)

Черный тепловой экран на орбитальном аппарате ESA Solar Orbiter на IABG в Оттобрунне, Германия, октябрь 2019 года.ESA — С. Корвая. Изображение любезно предоставлено ESA. Краткое изложение свойств выбранных коммерческих черных терморегулирующих красок. Изображение любезно предоставлено Acktar.

• Используйте металлы (например, алюминий), чтобы минимизировать поглощение и излучение (солнцезащитный экран прибора)

Техники Astrotech Space Operations в Титусвилле, штат Флорида, работают над задней частью космического корабля MESSENGER, сопрягая его с вспомогательным модулем полезной нагрузки, третьей ступенью Boeing Delta II, ниже. Белая панель, представленная здесь, представляет собой солнцезащитный козырек из термостойкой керамической ткани, который позволяет MESSENGER работать при комнатной температуре.Изображение НАСА. Криогенные селективные поверхности

Тепловые шунты и перемычки

Тепловые шунты, нагревательные ленты, радиаторы и радиаторы — все это пассивные методы перемещения тепла из одного места в другое. Вышеупомянутый список компонентов варьируется от самых маленьких до самых больших по размеру.

Если предпочтительнее передавать тепло воздуху, следует использовать детали с более высоким внутренним тепловым сопротивлением. Одним из примеров является серия OARS-XP (рис. 5), в которой элемент отрывается от печатной платы.Соответствующее тепловое изображение (рис. 6) показывает, что паяные соединения остаются при температуре около 110 ° C, даже если температура элемента превышает 200 ° C. Такой формат минимизирует нагрев печатной платы и позволяет лучше использовать принудительное воздушное охлаждение. Изображение предоставлено Electro Pages.

«Электроизоляционные, но теплопроводящие компоненты« теплового шунта »прикрепляются к печатным платам вместе с обычными электронными компонентами для улучшения рассеивания тепла. Тепловые шунты обычно представляют собой небольшой стержень из теплопроводящей керамики с разнесенными металлическими монтажными площадками на концах для пайки на печатной плате.Их форма аналогична стандартным электронным компонентам для размещения в автоматическом оборудовании, и они простираются, например, от контактной площадки коллектора транзистора на печатной плате до соседнего заземляющего провода, имеющего отверстия, на металлической задней панели печатной платы, контактирующей с радиатор »[Патент США 4941067].

Медные термоэлементы 4C-PURE OFHC. Изображение предоставлено Thermal Space.

«Тепловые перемычки часто используются, когда необходимо передать тепло (тепловую энергию), и недопустимый большой температурный градиент между двумя или более дискретными точками (интерфейсами), которые:

1. позиционно зафиксированы, но не четко определены относительно друг друга
2. позиционно зафиксированы и четко определены относительно друг друга, но необходимо разделить переносимую механическую энергию (вибрацию, удар)
3. не всегда позиционно фиксируются относительно друг друга с течением времени

Широкий спектр потенциальных применений для тепловых лент в наземных, авиационных и аэрокосмических системах.Изображение предоставлено Thermal Space.

Тепловые ленты в различных формах, от простых или грубо сконструированных соединений до высокоточных компонентов с четко определенными интерфейсами, используются для управления тепловым потоком во многих приложениях, от коммерческой электроники и автомобильной промышленности до наших самых передовых научных, военных, оборонных , и космические системы. Иногда тепловая лента может быть такой же простой, как спиральная трубка, связка проводов или стопка фольги без твердой клеммы. В других конфигурациях клемма или концевой фитинг приварены, припаяны, припаяны, приклеены или иным образом прикреплены к гибкой части ленты, чтобы обеспечить более прямой и надежный монтаж.Подходящая конфигурация любой тепловой ленты действительно зависит от того, с какой системой терморегулирования она будет интегрирована »[Thermal-Space].

Теплопроводность типичных материалов для термоизоляции при комнатной температуре. Изображение любезно предоставлено компанией Thermal Space.

Тепловые шунты на печатных платах похожи на тепловые ленты, которые остаются на плате. Тепловые ленты — это более крупный компонент, который может передавать тепло за счет теплопроводности от горячих компонентов на плате к первичной структуре, такой как алюминиевая рама космического корабля.Тепловые ленты отличаются от радиаторов, поскольку тепловые ленты передают тепло, а не поглощают и не излучают тепло.

Тепловые трубки

Тепловые трубы на космических кораблях обычно используют в качестве оболочки рифленый алюминиевый профиль. CC BY-SA 3.0. Изображение Билла Андерсона.

«Тепловая трубка — это устройство для теплопередачи, которое сочетает в себе принципы теплопроводности и фазового перехода для эффективной передачи тепла между двумя твердыми поверхностями. На горячей границе раздела тепловой трубы жидкость, контактирующая с теплопроводной твердой поверхностью, превращается в пар, поглощая тепло от этой поверхности.Затем пар перемещается по тепловой трубе к холодной границе раздела и конденсируется обратно в жидкость, выделяя скрытое тепло. Затем жидкость возвращается к горячей границе раздела либо за счет капиллярного действия, либо за счет центробежной силы, либо за счет силы тяжести, и цикл повторяется »[Википедия].

Сателлитная плата охлаждения медных водяных тепловых трубок Thermacore. Тепловые трубки для космических применений, доктор Сяо Ян.

«Тепловые трубки и петлевые тепловые трубки широко используются в космических аппаратах, поскольку для их работы не требуется никакой энергии, они работают почти изотермически и могут переносить тепло на большие расстояния.Аммиак — наиболее распространенная рабочая жидкость для тепловых труб космических аппаратов. Этан используется, когда тепловая трубка должна работать при температурах ниже температуры замерзания аммиака »[Википедия].

Поверхностные тепловые трубки IberEspacio могут быть преобразованы в тепловые трубки с осевыми канавками и артериальные тепловые трубки. Изображение Ибер Эспасио.

Радиаторы и радиаторы

Мы устраняем нежелательное тепло, которое излучается этими электронными устройствами через радиаторы, которые работают за счет теплопроводности и излучения.Что я узнал о радиаторах с помощью теплового моделирования от компании MENTOR, компании Siemens.

«Радиатор — это пассивный теплообменник, который передает тепло, генерируемое электронным или механическим устройством, в текучую среду, часто воздух или жидкий хладагент, где оно рассеивается от устройства, тем самым позволяя регулировать температуру устройства. . Радиатор предназначен для увеличения площади его поверхности, контактирующей с окружающей его охлаждающей средой »; в космосе среда — это космическая среда.«Методы крепления радиатора и материалы термоинтерфейса также влияют на температуру кристалла интегральной схемы. Термоклей или термопаста улучшает характеристики радиатора, заполняя воздушные зазоры между радиатором и радиатором на устройстве. Радиатор обычно делают из алюминия или меди »[Википедия].

Радиатор с вентиляторным охлаждением на процессоре персонального компьютера. Справа — меньший радиатор, охлаждающий еще одну интегральную схему материнской платы.GFDL 1.2. Изображение предоставлено Flag Staff Fotos. Радиаторы

оцениваются по следующим конструктивным факторам: термическое сопротивление, материал, расположение ребер, токопроводящее соединение и цвет поверхности. Термическое сопротивление определяется как повышение температуры на единицу мощности, аналогично электрическому сопротивлению, и выражается в градусах Цельсия на ватт (° C / Вт). Тепловое сопротивление обратно пропорционально теплопроводности:

теплопроводность =, измеряется в Вт⋅К − 1.

термическое сопротивление =, измеряется в кВт − 1.

Где — теплопроводность, — площадь, а — толщина

Экспериментальные значения теплопроводности. Данные из en: Список значений теплопроводности. Для en: Теплопроводность Экспериментальные значения. Изображение Гжегожа Кнора.

Для постоянной геометрии теплопроводность — это способ переключения количества передаваемого тепла. Радиаторы ценятся за передачу тепловой энергии, поэтому мы будем выбирать материалы с более высокими значениями теплопроводности. Чтобы сбалансировать массу и стоимость, мы обычно используем алюминий или медь.

Типы радиаторов: штыревой, прямой и расширяющийся. Изображение от DTC.

В целом, чем больше площадь поверхности радиатора, тем лучше он работает. На самом деле характеристики радиатора штыревого ребра значительно лучше, чем у прямых ребер, когда они используются по назначению, когда жидкость течет в осевом направлении вместе со штифтами, а не только по касательной через штифты. «Размещение проводящей толстой пластины в качестве границы раздела теплопередачи между источником тепла и холодной текучей средой (или любым другим теплоотводом) может улучшить характеристики охлаждения.Показано, что толстая пластина может значительно улучшить теплопередачу между источником тепла и охлаждающей жидкостью за счет оптимального проведения теплового тока »[Википедия].

Прямоугольный, рядный радиатор с прикрепленным к нему прозрачным вентилятором. Изображение компании Semiconductor Engineering.

Как и в разделе о покрытии поверхности, аналогичные концепции применимы и к радиатору: «Матово-черные поверхности излучают намного эффективнее, чем блестящий голый металл. Блестящая металлическая поверхность имеет низкий коэффициент излучения.Излучательная способность материала сильно зависит от частоты и связана с поглощающей способностью (которой на блестящих металлических поверхностях очень мало) »[Википедия].

Один из элементов, большой квадратный черный радиатор, видимый в центре, один из двух, которые будут установлены, проходит тепловые испытания в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, в конце февраля. Изображение любезно предоставлено НАСА.

«Радиаторы бывают нескольких различных форм, таких как структурные панели космического корабля, плоские радиаторы, устанавливаемые сбоку космического корабля, и панели, развертываемые после выхода космического корабля на орбиту.Независимо от конфигурации, все радиаторы отводят тепло от своих поверхностей инфракрасным (ИК) излучением. Мощность излучения зависит от коэффициента излучения и температуры поверхности. Радиатор должен отводить как отходящее тепло космического корабля, так и любые лучистые тепловые нагрузки из окружающей среды. Поэтому поверхность большинства радиаторов имеет высокую степень инфракрасного излучения для максимального отвода тепла и низкое поглощение солнечного света для ограничения тепла от Солнца »[Википедия].

Панели и радиаторы (белые квадратные панели) на МКС после СТС-120.Изображение любезно предоставлено НАСА.

Изоляция

Излучательная изоляция предполагает использование тонких листов, обычно сделанных из майлара или каптона с поверхностным покрытием, для изоляции находящихся под ними панелей от солнечного излучения. Этот дополнительный слой разделения между солнцем и панелью создает другое равновесие, испытываемое панелью. Панель достигает равновесия с излучением от листа и от себя, отраженным от листа. Лист достигает равновесия с излучением солнца и панели и отражается от самой панели.Не распространяйте эту идею на несколько слоев, и мы получили многослойную изоляцию: самый лучший метод терморегулирования в космосе.

Многослойная изоляция снижает радиационную теплопередачу, отражая излучение обратно к источнику. Изображение предоставлено MLI.

Многослойная изоляция (MLI) использует несколько слоев изоляции для уменьшения переноса излучения; «В своей основной форме он не обеспечивает значительную изоляцию от других тепловых потерь, таких как теплопроводность или конвекция. MLI придает многим спутникам и другим космическим зондам вид, будто они покрыты золотой фольгой, что является эффектом слоя каптона янтарного цвета, нанесенного на алюминизированный серебром майлар »[Википедия].Эта поверхностная изоляция является высокоэффективным средством изоляции и может дополнительно служить защитой от ударов космической пыли / твердых частиц. Проблема, которая может возникнуть во время производства, — это физическое соединение между изолированными компонентами, создающее токопроводящие пути утечки, аналогичные короткому замыканию тепловой цепи.

Многослойная изоляция от спутника крупным планом. Видны слои пластика с металлическим покрытием и разделитель холста. CC BY-SA 2.5. Изображение Дантора.

Чтобы оценить эффективный коэффициент излучения MLI, вам необходимо знать коэффициент излучения покрытия солнечной стороны, слоя холодной стороны и майлара [ThermalEngineer]:

Где n — количество слоев майлара, а

= 0.03

Эффективная излучательная способность по отношению к нескольким слоям. Изображение выполнено инженером-теплотехником.

«Даже если пренебречь проводимостью между слоями, добавление дополнительных слоев для достижения необходимого эффективного эмиттанса нецелесообразно из-за веса и упаковки. Кроме того, поскольку эффективный эмиттанс является функцией обратной величины количества слоев, добавление дополнительных слоев становится все менее эффективным с увеличением количества слоев. Для достижения необходимого эффективного эмиттанса экран должен быть сконфигурирован таким образом, чтобы энергия могла уходить в пространство между слоями до того, как достигнет слоя с холодной стороны.Как показывает пример на рисунке выше, этот подход позволяет значительно уменьшить количество слоев. Именно такой подход, обеспечивающий потерю энергии между слоями пленки, обеспечивает требуемый низкий эффективный эмиттанс и делает возможным пассивное охлаждение до очень низких температур »[ThermalEngineer].

Золотые области — это одеяла MLI на орбитальном аппарате Mars Reconnaissance Orbiter. Изображение предоставлено НАСА Блок аэрогеля в руке. Изображение любезно предоставлено НАСА.

Другой вид утеплителя называется аэрогелем.«Аэрогель — это синтетический пористый сверхлегкий материал, полученный из геля, в котором жидкий компонент геля заменен газом без значительного разрушения гелевой структуры. В результате получается твердое тело с чрезвычайно низкой плотностью и чрезвычайно низкой теплопроводностью. НАСА использовало аэрогель для улавливания частиц космической пыли на борту космического корабля Stardust. Частицы испаряются при столкновении с твердыми частицами и проходят через газы, но могут задерживаться в аэрогелях. НАСА также использовало аэрогель для теплоизоляции марсохода »[Википедия].

Пылеуловитель Stardust с блоками аэрогеля. Изображение любезно предоставлено НАСА. Свойства кремнеземного аэрогеля в сравнении с кремнеземным стеклом. Изображение любезно предоставлено NASA / JPL. Аэрогель: загадочный синий дым

Радиоизотопный нагреватель

Схема установки радиоизотопного нагревателя. Изображение любезно предоставлено НАСА.

Радиоизотопные нагревательные блоки (RHU) — это небольшие устройства, которые вырабатывают тепло посредством радиоактивного распада, подобно радиоизотопным термоэлектрическим генераторам (RTG), но без этапа преобразования этого тепла в электрическую энергию.Поскольку RHU не нуждаются в компонентах для преобразования тепла в электричество, RHU более компактны, чем RTG. RHU постоянно выделяют тепло где-то от нескольких десятилетий до столетий, учитывая постепенную деградацию радиоактивного изотопа.

^{RHU Раздвижная анимация. Видео любезно предоставлено НАСА.}

«RHU содержит топливную таблетку Pu-238 размером с карандашный ластик и выделяет около 1 Вт тепла. (Весь RHU имеет размер примерно с батарею типа C.) В некоторых миссиях используется всего несколько RHU для дополнительного нагрева, в то время как в других — десятки.Миссии НАСА с использованием радиоизотопных нагревателей »[НАСА]:

Радиоизотопные обогреватели имеют решающее значение для обеспечения теплом, чтобы поддерживать в тепле некоторые космические корабли для выполнения своих задач, в том числе зонды Galileo и Huygens с батарейным питанием и два марсохода Mars Exploration Rover на солнечной энергии. Изображение любезно предоставлено НАСА.

Активный

Для активных систем отопления и охлаждения требуется электричество и управляющая логика.

Обогреватели

«Нагреватели используются в конструкции терморегулятора для защиты компонентов в холодных условиях окружающей среды или для компенсации неизвлекаемого тепла.Нагреватели используются с термостатами или твердотельными контроллерами, чтобы обеспечить точный контроль температуры конкретного компонента. Еще одно распространенное применение нагревателей — разогрев компонентов до их минимальных рабочих температур перед их включением »[Википедия].

Термопленочные нагреватели из полиимида (каптона) предназначены для использования в приложениях с ограничениями по пространству и весу или там, где нагреватель будет подвергаться воздействию вакуума, масла или химикатов, например, в медицинских устройствах, в аэрокосмической отрасли, авиации. Изображение от Machine Design.

«Наиболее распространенным типом нагревателя, используемого на космических кораблях, является патч-нагреватель, который состоит из элемента электрического сопротивления, зажатого между двумя листами гибкого электроизоляционного материала, такого как каптон. Патч-нагреватель может содержать либо одну, либо несколько цепей, в зависимости от того, требуется ли в нем резервирование »[Википедия]. Эти нагреватели обычно крепятся к поверхностям компонентов с помощью монтажного клея или внешнего клея [ProHeatInc].

Анатомия стандартного картриджного нагревателя. Изображение Маойт.

«Патронный нагреватель часто используется для нагрева блоков материала или высокотемпературных компонентов, таких как топливо. Этот нагреватель состоит из спирального резистора, заключенного в цилиндрический металлический корпус. Обычно в нагреваемом компоненте просверливается отверстие, и в это отверстие заливается картридж. Картриджные нагреватели обычно имеют диаметр менее четверти дюйма и длину до нескольких дюймов »[Википедия].

Жалюзи

«Жалюзи — это активные элементы терморегулирования, которые используются во многих различных формах.Чаще всего их размещают над внешними радиаторами, жалюзи также можно использовать для управления теплопередачей между внутренними поверхностями космического корабля или размещать в отверстиях в стенках космического корабля. Жалюзи в полностью открытом состоянии могут отводить в шесть раз больше тепла, чем в полностью закрытом состоянии, при этом для их работы не требуется никакой энергии. Наиболее часто используемые жалюзи — это биметаллические жалюзи с подпружиненными прямоугольными лопастями, также известные как жалюзи. Узлы радиатора жалюзи состоят из пяти основных элементов: опорной плиты, лопастей, приводов, чувствительных элементов и конструктивных элементов »[Википедия].

Сборка жалюзи. Изображение Мэтта К. Бергмана.

«Жалюзи используются для отвода избыточного тепла, обычно от работы слишком большого количества инструментов. Жалюзи расположены в нижней части космического корабля. Напоминая жалюзи, жалюзи излучают тепло в открытом состоянии и отражают тепло в закрытом состоянии. Как показывает практика, жалюзи в открытом положении отводят в шесть раз больше тепла, чем в закрытом. Эти тепловые жалюзи срабатывают, если внутренняя температура превышает 25 ° C »[Бергман].

New Horizons с установленным MLI и жалюзи обведены красным.Изображение Мэтта К. Бергмана.

Петли перекачиваемой жидкости

Контуры жидкости с механической накачкой для управления тепловым режимом космических аппаратов: прошлое, настоящее и будущее Прошлое, настоящее и будущее

Контур перекачиваемой жидкости. Петли жидкости с механической накачкой для управления температурным режимом космических аппаратов: прошлое, настоящее и будущее Прадип Бхандари.

Контур перекачиваемой жидкости — это система, которая обеспечивает циркуляцию рабочей жидкости по проложенным трубопроводам к любой части конструкции космического корабля. «Ключевое различие между традиционными средствами Т / С и использованием контуров жидкости с механической перекачкой заключается в связи между компонентами с терморегулированием и поверхностью теплопотерь (радиатором).Соединение является конвективным, а не проводящим или излучающим. Жидкость, протекающая через трубки, соединенные с двумя наборами поверхностей (источник / сток), конвективно улавливает тепло (источник) и рассеивает его (сток). Механический насос является основным двигателем жидкости. Это ближе всего к настоящей тепловой шине, где мы можем одновременно и автоматически принимать и отводить тепло в нескольких местах »[Бхандари].

Система отвода тепла от радиоизотопной энергетической системы для MSL (крейсерская версия). Контуры жидкости с механической накачкой для теплового контроля космических аппаратов: прошлое, настоящее и будущее Прошлое, настоящее и будущее.Изображение Прадип Бхандари.

«Контуры жидкости с механической накачкой (MPFL) наиболее полезны для теплового контроля космических аппаратов, когда решающими факторами являются способность приема / отвода тепла, контроль этой мощности, возможность тестирования и / или механическая интеграция. Преимущества по сравнению с традиционными технологиями терморегулирования космических аппаратов:

• Масштабируемость мощности отвода тепла
• Возможность принимать и отклонять тепло в нескольких местах
• Гибкость размещения теплоотводящего оборудования
• Адаптивность к поздним изменениям конструкции космических аппаратов

Любая из следующих причин может привести к частичному или полному отказу системы терморегулирования.Возможные минусы и профилактические меры включают:

• Утечки — Утечки из-за механических соединений или коррозии труб / компонентов
  • Используйте качественные фитинги
    • Вибрация / термическое воздействие
    • Размер аккумулятора соответствует номинальной скорости утечки
• Отказ насоса — длительная эксплуатация насосов может снизить их производительность или привести к их полному выходу из строя.
• Засоренный фильтр — фильтры, используемые для защиты небольших проходов в насосах от частиц, которые могут забиться.
  • Используйте фильтры хорошего качества и подходящего размера
  • Используйте обратные клапаны для автоматического обхода фильтра в рейсе

За последние 30 лет мы наблюдали ограниченное использование в роботизированных космических полетах из-за проблем с надежностью, но все чаще используются для решения сложных проблем терморегулирования »[Бхандари].

Криокулеры

Криокулеры — это холодильники, достигающие криогенных температур, обычно используемые вместе с полезными нагрузками приборов. Например, по необходимости детекторы MIRI Mid-Infrared Instrument компании JWST имеют другую формулу (кремний, легированный мышьяком (Si: As)), которые должны иметь температуру менее 7 кельвинов для правильной работы. Такая температура невозможна на Уэббе только пассивными средствами, поэтому Уэбб носит «криокулер», предназначенный для охлаждения детекторов MIRI »[НАСА].

Принципиальная схема парного холодильника Стирлинга. Охлаждающая сила поступает в теплообменник холодного пальца. Обычно тепловые потоки настолько малы, что нет необходимости в физических теплообменниках вокруг разъемной трубы. CC BY-SA 3.0. Изображение Сплита Стерлинга.

«В большинстве случаев криогенные охладители используют криогенную жидкость в качестве рабочего вещества и используют движущиеся части для цикла жидкости по термодинамическому циклу. Жидкость обычно сжимается при комнатной температуре, предварительно охлаждается в теплообменнике, а затем расширяется при некоторой низкой температуре.Возвращающаяся жидкость низкого давления проходит через теплообменник для предварительного охлаждения жидкости высокого давления перед поступлением на впуск компрессора. Затем цикл повторяется »[Википедия]. Компонент, который необходимо криогенно охладить, прикрепляют к холодному пальцу или холодному пространству, чтобы отводить тепло от компонента.

Устройство охлаждения для инструмента среднего инфракрасного диапазона, или MIRI, одного из четырех инструментов космического телескопа Джеймса Уэбба. Для MIRI требуется более низкая рабочая температура, чем для других приборов Уэбба, криокулер удовлетворяет этому требованию.Изображение: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех.

В последние годы криокулеры становились все меньше и меньше и вошли в сферу COTS, что делает их захватывающими возможностями для небольших спутниковых миссий в будущем. Компания Northrop Grumman создала на земле импульсный микроохладитель массой 900 грамм для ночного видения и версию для космических исследований весом 3,8 кг [Raab and Tward]. «Охладитель с импульсной трубкой Thales Cryogenics LPT9310 прошел всесторонние испытания характеристик и летных квалификационных испытаний в Лаборатории реактивного движения (JPL), чтобы определить его пригодность для будущих ограниченных по стоимости полетных миссий НАСА» [Johnson et al.]. Гавайская лаборатория космических полетов использует криокулер AIM SF-070 в своей будущей миссии по гиперспектральному тепловизору (HyTI) [WestCoastSolutions].

Рейтинг производителей

. Биметаллические радиаторы «Радена»

Проблемы с отоплением в городских квартирах зачастую не менее значительны, чем в загородных коттеджах или частных домах. Если в частном доме с типом отопления решает хозяин, то в городской квартире с центральным отоплением это неактуально.Чаще в такой ситуации может возникнуть проблема с выбором подходящего радиатора отопления, при этом наиболее популярными являются алюминиевые батареи или их биметаллические аналоги. Именно эти два типа устройств соответствуют всем требованиям, предъявляемым к изделиям систем отопления.

Радиаторы отопления из алюминия

Для создания комфортного микроклимата каждая комната в частном доме или государственной квартире оборудована системой отопления, неотъемлемой частью которой является радиатор.Подключение такого устройства происходит к сети центрального отопления или автономному котлу. В свою очередь, помещения обогреваются за счет конвекции или теплового излучения за счет циркуляции теплоносителя по трубам и радиаторам, которые при нагревании отдают тепло в окружающую среду.

Отопительные батареи из алюминия на сегодняшний день — лучший выбор по цене и качеству. Причем их можно использовать как в системе централизованного отопления многоэтажных домов, так и в индивидуальном отоплении частного дома.Но алюминиевые радиаторы очень чувствительны к уровню кислот и щелочей, содержащихся в теплоносителе.

Конструктивно радиатор алюминиевый может быть секционным или панельным типа … Чаще всего на полках магазинов представлены товары, набранные из секций, соединенных ниппелями. На стыках соседних элементов устанавливаются специальные прокладки для создания герметичности.

Еще одним важным показателем алюминиевого радиатора является уровень его рабочего давления. Стандартный алюминиевый аккумулятор выдерживает давление не более 18 атмосфер.Однако производители постоянно совершенствуют такие устройства и достигли пределов давления до 25 атмосфер. Этот параметр особенно актуален при выборе радиаторов отопления в домах с центральным отоплением.

Положительные стороны алюминиевого аккумулятора

Алюминиевый аккумулятор — это продукт, полностью сделанный из алюминиевого сплава. Благодаря тому, что такой материал очень легкий и прочный, готовые изделия можно легко транспортировать и устанавливать … Но, помимо этого, они имеют еще и ряд других преимуществ:

• компактные размеры — в по сравнению с чугунными аналогами алюминиевые батареи намного меньше по ширине;
• максимальный уровень теплоотдачи, присущий всем алюминиевым изделиям;
• высокий показатель рабочего давления, что очень важно для качественной работы системы отопления;
• возможность собрать аккумулятор из отдельных секций — чем больше таких элементов в аккумуляторе, тем больше места он может нагреть;
• высокий уровень КПД, который достигается за счет эффективной теплоотдачи материала;
• возможность регулирования температурных показателей за счет оснащения прибора терморегулятором;
• эстетичный внешний вид из окрашенного алюминия.

Если основным критерием выбора подходящего аккумулятора является стоимость изделия, то алюминиевый радиатор намного дешевле биметаллического аналога .

Недостатки алюминиевого радиатора

Естественно, нет ничего идеального, это коснулось и алюминиевых радиаторов. Рассматривая недостатки алюминиевого аккумулятора , то хотелось бы обратить внимание на следующие параметры:

Также очень часто из-за ошибок установки банальная поломка радиатора из-за хрупкости материала … Поэтому лучше переложить монтажные работы на профессионалов своего дела.

Биметаллический радиатор отопления

Главной особенностью биметаллической батареи является использование при ее производстве уникальной технологии, позволяющей комбинировать материалы различной структуры и характеристик. Эти металлы означают сталь и алюминий … Благодаря такому сочетанию обогреватель сочетает в себе положительные качества алюминиевого и стального радиатора.Такой аккумулятор считается наиболее подходящим для использования как в централизованных, так и в автономных системах отопления.

Конструктивно такое изделие состоит из стальных труб, на которые нанизаны алюминиевые профили. Эта технология позволила использовать биметаллический радиатор в любой системе отопления помещений. Внутренняя часть прибора, сделанная из стали, выдерживает любое давление, подаваемое из сети центрального отопления, а алюминиевые секции быстро передают тепло в комнату.

Если рассматривать стоимость такого изделия, то она несколько выше, чем у алюминиевого аналога, поскольку технология изготовления биметаллического радиатора достаточно сложна.Известные производители используют технологию литья под высоким давлением … Хотя для удешевления готового изделия может применяться точечная сварка, которая не сильно влияет на прочность аккумулятора.

В чем преимущество биметаллической батареи?

Первое, на что хотелось бы обратить ваше внимание, это незначительный внутренний объем изделия , что позволяет сэкономить на нагреве небольшого количества теплоносителя без ущерба для обогрева помещения.Плюс к этому биметаллические радиаторы имеют следующие преимущества:

Простота установки за счет небольшого веса биметаллической батареи, возможность наращивания дополнительных секций прямо на месте установки, привлекательный внешний вид и другие характеристики делают такие радиаторы популярными наряду с алюминиевые изделия.

Как отличить биметаллический радиатор от алюминиевого?

Как может показаться на первый взгляд, алюминиевый аккумулятор практически ничем не отличается от биметаллического аналога.Но на самом деле это утверждение неверно и может привести к неправильному выбору подходящего радиатора. А если вы планируете сэкономить на стоимости обогревателя и купить самую дешевую модель, то не исключено, что он долго не будет работать. Поэтому нужно понимать Чем отличается биметаллический радиатор от алюминиевого аккумулятора.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что в частном домостроении алюминиевая батарея считается лучшей по соотношению цена-качество, а биметаллический радиатор подходит для многоквартирных домов.Плюс современные изделия оснащены всем необходимым для самостоятельной установки, начиная от настенных кронштейнов и заканчивая вентиляционным отверстием. Поэтому установка как алюминиевых, так и биметаллических радиаторов отопления своими руками возможна без обращения за помощью к специалистам.

В жизни нам приходится иметь дело с вещами, которые на первый взгляд трудно понять. Одним из таких случаев является проблема визуального различия биметаллических и алюминиевых радиаторов.Ведь внешне они казались бы одинаковыми, а вот характеристики и стоимость у них разные. Поэтому, не обманывая себя продавцом в магазине или мастерами, устанавливающими отопление в вашем доме, нужно различать эти типы радиаторов.

Общее устройство биметаллического и алюминиевого радиатора

Чтобы разобраться в них, сначала необходимо понять, как устроен каждый из этих типов радиаторов.

Алюминиевый радиатор

Состоит из однородного металлического алюминия.Не чистый, а сплав его с кремнием для прочности. Его отливают в специальной форме секциями или, реже, блоками. Секции скручены между собой резьбовым соединением с использованием прокладки для герметизации соединения. Сама конструкция секции устроена таким образом, что при сборке несколько секций образуют лепестки с конвекционными проходами для лучшей теплоотдачи.

Биметаллический радиатор

Как уже было сказано, внешне он похож на алюминиевый, но есть отличие в устройстве.Внутренняя часть радиаторной секции состоит из горизонтальных и вертикальных стальных труб. Горизонтальные трубы больше по диаметру, чем вертикальные. Снаружи трубы «облицованы» алюминием. Структура алюминиевой «шубы» также ребристая, как и у полностью алюминиевых.
Отсюда такое внешнее сходство. Секции также скручиваются между собой резьбовым соединением с помощью прокладки. Отдельные трубки секций образуют систему трубок в виде коллектора, который предназначен для циркуляции по нему теплоносителя.

Поскольку сталь намного прочнее алюминия, биметаллические радиаторы способны выдерживать гораздо более высокое давление и гидравлические удары.

Как отличить при покупке

Теперь, зная конструкцию и тех, и других радиаторов, вы не будете «парить» алюминиевые радиаторы под видом биметаллических.

Как отличить уже установленный радиатор

Представьте себе ситуацию, когда вы наняли бригаду для установки системы отопления, они ее установили полностью, закупили все материалы сами.Момент, когда радиаторы еще не были установлены, вы упустили. Вы сомневаетесь, не установили ли вместо биметаллических батарей алюминиевые. Этот факт необходимо проверить, чтобы развеять все сомнения.

Для этого возьмите магнит, желательно неодимовый. Он намного сильнее других. Но можно и обыкновенно.
Поднесите магнит к краю радиатора ближе к его центру, а не как можно ближе к предполагаемому проходу металлической трубы.Сталь притягивается к магниту, алюминий этого свойства лишен. Поэтому у биметаллического излучателя будет наблюдаться небольшое притяжение, поскольку магнит будет располагаться не близко к трубе, а на некотором расстоянии из-за окружающей алюминиевой оболочки.

Кстати, магнит можно использовать на неустановленном радиаторе, поднеся его к резьбе для подключения. Эффект притяжения здесь будет явно ощущаться, если это биметалл.

Теперь, зная отличия в конструктивных особенностях и свойствах этих типов радиаторов, обмануть вас будет невозможно и вы на долгие годы почувствуете их тепло в своем доме.

Устройство отопительной батареи разных типов Регулирование температуры радиатора отопления Как правильно подключить радиатор отопления в квартире и в частном доме Принцип работы отопительной батареи
Правила устройства теплого водяного пола на основе бетонной стяжки Недостатки радиаторы отопления алюминиевые

Системы отопления

Невозможно переоценить важность теплового комфорта для здоровья, работоспособности и настроения человека. Для создания достаточно комфортных условий в местах проживания человечество изобрело самые разнообразные устройства и системы.Самым распространенным методом обогрева дома сегодня является обычная система отопления, основанная на подаче горячей воды из сети центрального отопления на радиаторы отопления.

В системах отопления используется восемь основных типов батарей. Мы рассмотрим весь этот список, а также сформулируем несколько советов по выбору радиаторов отопления, которые можно использовать в составе различных систем отопления.

Отопительные батареи не протекают, если при их выборе вы будете исходить из того, насколько они адаптированы к существующим условиям эксплуатации, и какие ограничения накладываются на их использование в каждом конкретном случае.

К основным трудностям, сопровождающим эксплуатацию радиаторов отопления, относятся:
— коррозия, образовавшаяся на внутренних поверхностях;
— коррозия химического и электрохимического характера;
— гидроудары;
— образование газов в радиаторах из их алюминия.

Системы отопления

Во всем мире принята двухтрубная система отопления — по одной трубе теплоноситель подается в радиаторы отопления, а по другой — отводится от них.Такое соединение устройств называется параллельным.

В нашей стране, как правило, система отопления однотрубная, в которой приборы подключаются последовательно. Исходя из этого, для обеспечения необходимого уровня теплоотдачи в подключенных таким образом устройствах требуется обеспечить значительный массовый расход теплоносителя в единицу времени, что вызывает повышение характеристик, как в плане давление и температура. Еще один недостаток однотрубной системы — сложность ее настройки, поскольку изменение рабочих параметров одного устройства влечет за собой соответствующие изменения в функционировании других.В двухтрубной системе отопления такого недостатка нет. Наличие однотрубной системы требует применения отопительных приборов, имеющих значительный запас прочности и достаточно низкое гидравлическое сопротивление.

Также одним из важных моментов при эксплуатации радиаторной системы отопления является требование, согласно которому она должна быть с постоянным наполнением водой. Коррозионные процессы, происходящие в системе, заполненной воздухом, намного интенсивнее. Пуск отопительной системы должен производиться плавно, с постепенным повышением имеющегося в ней давления (включение циркуляционных насосов осуществляется с помощью частотных преобразователей).Несоблюдение этого требования при запуске системы часто приводит к значительному гидравлическому удару, который легко разрушает радиатор.

Основные типы радиаторов, применяемых в системах отопления

1. Панельные радиаторы (конвекторы) — это устройства с преимущественно конвекционным излучением. В нашей стране это радиаторы Demrad, Kermi, Purmo, DeLonghi, а также не менее нескольких десятков марок товаров для нужд отопления. Эти радиаторы отличаются высокой степенью теплоотдачи на единицу объема и вполне доступной ценой, внешне они довольно эстетичны.Благодаря очевидным преимуществам радиаторы этого типа широко используются во всем мире.
В условиях нашей страны панельные радиаторы идеально подходят для коттеджных домов с автономным отоплением; их можно успешно использовать в многоэтажных домах с автономными тепловыми пунктами. Однако радиаторы панельного отопления очень чувствительны к гидроударам и требуют качественного теплоносителя, что практически не позволяет использовать их в современной городской застройке. На данный момент некоторые европейские производители панельных радиаторов начали выпускать конвекторы высотой до 300 мм с водяной рубашкой толщиной до 2 мм, что позволит использовать их в городских системах отопления в нашей стране.

2. Радиаторы стальные трубчатые. Интерес к таким радиаторам обусловлен достаточно высоким уровнем дизайнерского подхода и присущей этим устройствам гигиеничностью. В нашей стране можно найти стальные радиаторы марок Zehnder, Arbonia, Kermi, а также радиаторы некоторых производителей из Италии. Проблем с напором трубчатых радиаторов нет, однако толщина металла не превышает 1,5 мм, что, к сожалению, не дает оснований для длительного оптимизма относительно их использования в современных городских домах.Отечественные стальные трубчатые радиаторы с внутренним полимерным антикоррозионным покрытием и конструкцией, превосходящей дизайн лучших европейских производителей, практически не имеют ограничений по применению.

3. Радиаторы чугунные для систем отопления. Они практически полностью невосприимчивы к низкому качеству теплоносителя, что является определяющим фактором достаточно теплого отношения к ним со стороны отечественных потребителей. Если принять во внимание наличие на нашем рынке чугунных радиаторов отопления DemirDokum (Ridem), Ferroli, которые имеют качественное литье и безупречный дизайн по очень доступной цене, то интерес к чугунным радиаторам будет оставаться высоким.Конструкция местных радиаторов, а также их конструкция за последние несколько лет кардинально изменились.
Но, к сожалению, чугунные радиаторы, в том числе отечественного производства, с трудом выдерживают гидроудар, и это необходимо учитывать при их установке. В отличие от импортных, отечественные радиаторы однозначно нуждаются в протяжке перед установкой соединения секций. Кроме того, они требуют дополнительной покраски.

4. Радиаторы отопления алюминиевые. Красивое литье из алюминия, секционная структура, малый вес, высокая степень теплопередачи привлекают как специалистов, так и индивидуальных пользователей.
Радиаторы отопления алюминиевые выпускаются в двух вариантах:
— радиаторы из литого алюминия, где каждый сегмент отлит как единое целое;
— радиаторы экструзионного типа, где каждая секция включает три элемента, механически соединенных между собой. Для герметизации стыков используются уплотнительные элементы или клеевые соединения. Чаще всего монтаж секций выполняется в виде блоков, включающих 2, 3 и более секций.
Есть модели, которые учитывают специфику наших систем отопления и рассчитаны на высокое давление. На рынке нашей страны в основном представлена ​​продукция итальянских производителей, таких как Fondital, Global, Sira (Alux), IPS.
Основная сложность при использовании алюминиевых радиаторов — это необходимость поддерживать постоянное значение pH (так обозначают кислотность теплоносителей) в относительно узком диапазоне, что в городских условиях достаточно проблематично, а в условиях автономного отопления — непросто. тоже сложно сделать.Вторая трудность — это газы в алюминиевых радиаторах, которые могут вызвать постоянное проветривание системы отопления, если она не была разработана с учетом этого явления. Прочностные параметры экструзионных и литых радиаторов вполне сопоставимы. Также необходимо достаточно осторожно относиться к наличию металлов-антагонистов внутри системы отопления.

5. Радиаторы отопления биметаллические. Несмотря на, скажем, их «алюминиевый» внешний вид, все же необходимо вынести их в отдельную группу радиаторов, которые прекрасно прижились в нашем государстве.Итальянский завод Sira производит радиаторы этого типа более 30 лет, а в России они эксплуатируются почти 15 лет. Благодаря конструкции этих радиаторов отопления, защищенных патентом Sira, коэффициент запаса прочности во много раз превышает все возможные давления, имеющиеся в системе, а контакт между теплоносителем и алюминием сводится практически к нулю.
Также следует особо отметить оригинальную стыковочную сборку нагревательных секций, позволяющую минимизировать трудозатраты и физические усилия при их сборке и разборке при высокой надежности соединений.Радиатор RS-Bimetal, новая разработка компании Sira, воплотил в себе новейшие технологические и дизайнерские подходы. Новые варианты биметаллических радиаторов (Глобал, Сантехпром, Бимекс) сейчас проходят испытания в реальных условиях в нашей стране.

6. Внутрипольные конвекторы. Современный архитектурный подход со стеклянными стенами исключает использование традиционных нагревательных приборов. По этой причине в последнее десятилетие наблюдается резкий рост как спроса, так и предложения встраиваемых отопительных приборов.В России эти конвекторы представлены брендами Mollenhof и Jaga. У них схожие технические параметры. Их теплообменники изготовлены из медных труб и имеют алюминиевые ребра.

7. Конвекторы цокольного типа. Эти обогреватели ставят не только под оконные проемы. В основном они располагаются по периметру наружных стеновых конструкций, занимая при этом небольшую площадь (до 10 см в глубину и до 20-25 см в высоту).
Их использование типично для систем отопления Северной Америки.В нашей стране американские устройства с медными трубками и алюминиевым оребрением продаются уже почти 10 лет.

8. Конвекторы со стальными трубами и оребрением (универсальные). В настоящее время это наиболее широко применяемое отопительное устройство в новостройках. Привлекает, прежде всего, относительно невысокой ценой (без термостата). Конечно, у этих устройств очень высокая степень живучести, но их довольно устаревшая конструкция и низкая теплоотдача приводят к их массовой замене.

Часто приходится наблюдать, как покупатель в раздумье стоит перед рядами радиаторов отопления, не зная, где остановиться. А потом появляются назойливые продавцы, хвалящие дорогие товары, разводящие технические термины, сбивающие с толку озадаченного клиента. В большинстве случаев потребители сегодня выбирают биметаллические или алюминиевые радиаторы — современные, компактные, недорогие.

Алюминиевые батареи: плюсы и минусы

Радиаторы производятся двумя способами. Первый — это литье секций под давлением.Готовые изделия успешно противостоят механическим воздействиям и гидроударам, отличаются точностью формы и равномерным распределением внутренних напряжений.

Второй метод — это экструзия заготовок через фильеру (экструзия). Несколько экструдированных блоков прессованием объединяются в батарею. Себестоимость таких изделий невысокая, но и эксплуатационные показатели намного ниже, чем у литых. В Европе экструзия не используется.

Размеры алюминиевых батарей

Важная информация

Радиаторы изготовлены из сплава алюминия и кремния — силумина.Более того, российские производители, учитывая качество воды в наших системах отопления, используют сплавы с пониженными реакционными характеристиками. Такие аккумуляторы прослужат намного дольше импортных аналогов.

Примечание! Стремясь снизить теплопотери и поддерживать высокую температуру теплоносителя в централизованной системе, коммунальные предприятия добавляют в воду специальные химические добавки. Коррозионная жидкость активно вступает в реакцию с алюминием, вызывая быстрое разрушение аккумулятора.

Второй важный момент — подключение радиатора к системе отопления должно происходить через армированные полипропиленовые трубы. Алюминий, который непосредственно связан с другим металлом в трубопроводе, подвергается повышенной коррозии. Горячая вода ускоряет этот процесс.

Футеровка металлопластиковыми трубами

Секции радиатора соединяются между собой штуцерами с использованием резиновых уплотнителей. Если вода действует как охлаждающая жидкость, то материал прокладок значения не имеет.Но если в систему закачать антифриз на основе глицерина, этиленгликоля, пропиленгликоля («ДИКСИС», «Горячая кровь», «XNT», «АВТ-ЭКО-30»), то резина быстро придет в негодность. В этом случае лучше приобретать радиаторы с паронитовой прокладкой.

Преимущества алюминиевых батарей

• Высокая теплоотдача. Батареи быстро нагревают комнату.
• Возможность добавления и уменьшения количества секций (в литых радиаторах).
• Высокое рабочее давление.В стандартных радиаторах он составляет 7-18 атм., В усиленных моделях — 25 атм. Например, в частных домах давление в системе обычно не превышает 7 атм.
• Возможность регулирования температуры — сегодня многие модели оснащены терморегуляторами.

Термостат на алюминиевом радиаторе

• Компактность и легкий вес. Батареи занимают мало места, их легко транспортировать и устанавливать. Вес одной секции не превышает 1 кг.
• Низкая цена. Установка новых алюминиевых радиаторов или замена старых обойдется на треть дешевле биметаллических.
• Современный дизайн. Алюминиевые батареи впишутся в любой интерьер.

Алюминиевый радиатор станет отличным дополнением высокотехнологичного интерьера

Недостатки алюминия

• Зависимость от качества охлаждающей жидкости. Если pH воды выше 7-8, можно ожидать быстрой коррозии металла, особенно на стыках.Решая выбрать биметаллические или алюминиевые радиаторы отопления, следует учитывать, какая жидкость будет циркулировать по системе.
• Течи на стыках секций.
• Необходимость установки дефлектора. В аккумуляторах накапливается водород, который необходимо периодически сливать. Проверить наличие газа с помощью зажженной спички невозможно. Если на внутренних стенках алюминиевых профилей нет полимерного слоя, закрывать задвижки на подающих трубопроводах категорически запрещено.

• Короткий срок службы (максимум 15 лет).
• Монтаж радиаторов должен производиться специалистами, так как ошибки при установке приводят к быстрому выходу приборов из строя.

Характеристики биметаллических радиаторов

При производстве этих изделий используются два вида металла — сталь и алюминий («би» означает два). Секция представляет собой стальную литую трубу под высоким давлением в алюминиевой оболочке. Стальные элементы стыкуются с трубопроводом, выдерживают скачки давления и успешно противостоят коррозии.Алюминиевое покрытие обеспечивает высокую теплоотдачу. Секции соединяются между собой при помощи ниппелей.

Плюсы биметаллических батарей

• Долговечность и длительный срок службы (более 25 лет) за счет внутренней стальной трубы. В этом главное отличие биметаллических радиаторов от алюминиевых.
• Высокая теплоотдача. Небольшое количество энергии тратится на прогрев самого радиатора. Тепло в комнату передается практически сразу.
• Рабочее давление до 40 атмосфер.
• Максимальная температура охлаждающей жидкости 130 градусов (для алюминиевых аккумуляторов — 110).
• Стойкое покрытие. Окрашивание проводится в два этапа: сначала изделие полностью погружается в красящий раствор, после чего напыляется полимерный слой на основе эпоксидной смолы. Такая обработка не только придает аккумулятору эстетичный вид, но и увеличивает его герметичность.
• Простота транспортировки и установки.Вы можете увеличить количество разделов на сайте.

Важно! Некоторые биметаллические модели имеют одинарный стальной сердечник и не разделены на секции. Преимущество таких изделий в том, что они выдерживают высокое давление и не подвержены утечкам.

Минусы биметалла

Отличие алюминиевых радиаторов от биметаллических в том, что теплоотдача у биметалла ниже. Стальной сердечник значительно снижает этот показатель.

Стоимость биметаллических батарей примерно на 30% превышает стоимость алюминиевых.Эксплуатационные расходы также выше — биметалл имеет более высокое гидравлическое сопротивление, поэтому для перекачивания воды требуется больше энергии.

Неправильное использование батарей вызовет коррозию стальных элементов. Это происходит, если вода сливается из системы в конце отопительного сезона. Одновременный контакт с воздухом и водой создает условия для коррозии стали.

Узкое отверстие железной трубы увеличивает риск засорения и сокращает срок службы изделия.

Примечание! Сталь и алюминий имеют разные коэффициенты теплового расширения, поэтому через некоторое время радиатор начинает издавать характерные звуки.Это не опасно.

Сравнение алюминиевых и биметаллических радиаторов

• Внешне алюминиевые и биметаллические радиаторы похожи — они представляют собой металлические прямоугольники с плоскими ребрами, окрашенные в нейтральные тона. Количество секций у обоих от 6 до 12. Средняя теплоотдача устройств не сильно отличается — от 180 до 200 Вт. Но в использовании устройств есть свои особенности.
• Алюминиевые батареи устанавливаются там, где требуется максимальная теплоотдача при низком давлении и хорошем качестве теплоносителя, а именно в частных домах.Можно поставить биметаллические секции в автономную систему, но это будет неоправданная трата денег.
• Биметаллические устройства созданы с учетом особенностей бытовых систем централизованного отопления. Стальная заливка аккумулятора выдерживает частые перепады давления в трубопроводах, гидродинамические удары, агрессивные примеси в теплоносителе. Поэтому в системе центрального отопления стоит устанавливать биметаллические радиаторы.

Наконец. Покупая радиаторы, лучше не экономить и выбирать технику известных брендов.При несоблюдении технологии производства оборудование прослужит недолго. Крайне важно, чтобы монтажом занимались опытные специалисты, так как от правильной установки батарей зависит работа всей системы отопления и тепла в доме.

Видео: алюминиевые и биметаллические радиаторы

Если вы заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl + Enter

.