Как спустить воздух с биметаллической батареи: все способы выпустить воздух из радиатора

Содержание

Как увеличить мощность радиатора отопления: tvin270584 — LiveJournal

Часто в квартирах, особенно старой застройки, с каждым годом зимой становится всё холоднее. Людям приходится приобретать и использовать электрические отопительные приборы, что приводит к существенному повышению стоимости коммунальных услуг. Но зачем переплачивать за перерасход электроэнергии, если есть более дешёвые варианты исправления ситуации? В статье мастер сантехник расскажет, как увеличить мощность радиатора отопления.

Частые причины уменьшения теплоотдачи батареи отопления

Чаще всего причиной уменьшения теплоотдачи радиаторов становится накипь и ржавчина, скапливающаяся внутри. Если сам радиатор промыть (что должны делать коммунальные службы ежегодно), то теплоотдача значительно увеличится. То же касается и стояков отопления. Однако, своими силами такую процедуру произвести не удастся по причине того, что при производстве подобных работ (даже летом) необходим

слив воды из системы.

Без помощи специалистов здесь не обойтись.

Это же касается и замены радиаторов с чугунных на биметаллические – они имеют большую теплоотдачу. Поэтому на столь сложных и трудоёмких вариантах мы останавливаться не будем. Лучше рассмотрим более простые способы, выполнить которые сможет любой домашний мастер, даже не имеющий опыта работ в подобной области.

Способы повышения теплоотдачи батареи

Таких способов достаточно много, воспользуясь несколькими из них можно значительно увеличить теплоотдачу батарей.

Спустить воздух

Это нужно, когда, в системе образовалась воздушная пробка. Она заняла место, в которое должна поступать горячая вода. Нужно ее выпустить, и батарея прогреется полностью. На радиаторах есть специальные отверстия для выведения воздуха, также применяется кран Маевского

, который монтируется сбоку батареи.

Для активации спуска пробки в радиаторе нужно открутить кран отверткой и подставить емкость, в которую будет стекать вода после выхода закупорки. Также устанавливают автоматический воздухоотводчик, у которого есть поплавок, закрывающий отверстие для выхода воздуха, который опускается при его скапливании в системе и дает ему выход.

Ускорить конвекцию

Это может сработать, когда батареи горячие, но помещение не прогревается. Нужно направить на них вентилятор, и он ускорит конвекцию. Для этого также используют кулер системного блока компьютера, который можно установить неподалеку от радиатора и направить задней частью в его сторону.

Ускоренный поток воздуха будет нагреваться, и его теплые массы быстрее заполнят помещение.

Устранить препятствия

Для красоты некоторые закрывают радиаторы декоративными щитами. Они препятствуют конвекции воздуха и поглощают тепло.

Если они необходимы, нужно заменить сплошные конструкции на решетчатые или дырчатые. Важно устранить препятствия движению воздуха в виде выступающих подоконников и плотных штор, свисающих на батарею. Тогда процесс его циркуляции будет максимальным, и помещение будет прогреваться лучше.

Направить распространение тепла

Часть тепла уходит в стену, что за радиатором, поэтому для того, чтобы оно шло только в направлении помещения, ее изолируют. Для этого на стену наклеивают вспененный полиэтилен со слоем фольги с одной стороны, отражающим слоем к помещению, утеплителем к поверхности.

Он не дает холоду от стены поступать в комнату, а фольга отталкивает тепло, исходящее от радиатора. Этот момент можно учесть еще при монтаже отопительной системы.

Дополнительное оснащение радиаторов

Можно увеличить теплоотдачу батареи, надев на нее алюминиевый кожух. Этот металл быстро поглощает и отдает тепло.

Так же для теплоотдачи имеет значение цвет радиатора: коричневый или бронзовый цвет увеличивает ее на 20 – 25 % по отношению к белому. Перед покраской следует удалить предыдущие слои покрытия, которые часто есть на старых чугунных батареях, потому что они поглощают тепло.

Общие правила улучшения теплоотдачи радиаторов отопления

Для того чтобы в будущем не сталкиваться с уменьшением теплоотдачи батарей, стоит об этом подумать ещё на этапе монтажа радиаторов. Основными правилами являются:

Обязательное утепление стены за радиатором, возможная установка теплоотражающего экрана;
Установка биметаллических батарей взамен чугунных;
Монтаж кранов на входе и выходе радиатора (это позволит при необходимости самостоятельно промыть секции или добавить дополнительные без отключения и слива всей системы).

Если соблюдать эти нехитрые правила при монтаже, впоследствии будет намного проще увеличить температуру в помещении без обращения за помощью к специалистам. А это дополнительная экономия семейного бюджета.

Видео

В сюжете — Простые способы повышения теплоотдачи радиаторов отопления

В сюжете — Как существенно увеличить теплоотдачу чугунного радиатора отопления

Подведём итог

Способов увеличить теплоотдачу радиаторов отопления очень много. Сегодня мы рассмотрели лишь основные из них. Однако, следует помнить, что всегда проще всё продумать заранее, на стадии монтажа, чем прикладывать множество усилий впоследствии, без уверенности в том, что результат будет значительным. К сожалению, в России всё делается на «авось».

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Удлинитель потока для радиатора отопления — использование и самостоятельное изготовление

Источник

https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2022/02/Kak-uvelichit-moshchnost-radiatora-otopleniya.html

методы расчета мощности по площади и объему комнаты ☛ Советы Строителей На DomoStr0y.ru

Содержание

Какая батарея лучше
Методы расчета мощности
Простой вариант расчета по площади
Учитываем объем комнаты
Как выполнить точный расчет
Что в итоге

Тепловые радиаторы отопления сейчас можно выбрать на любой вкус и кошелек. Начиная с традиционного чугунного «баяна» и заканчивая биметаллическими моделями с повышенной конвекцией и завидной теплоотдачей. Однако высокая цена товара еще не гарантирует стабильного тепла в доме. Здесь многое зависит от грамотного расчета оборудования с учетом особенностей конкретного помещения.

Большинство людей, выбирая ту или иную модель, полностью полагаются на опыт продавца. Но какой бы ни был хороший менеджер, он не может знать всех параметров вашего помещения. Тем не менее, самостоятельно выполнить расчет тепловой мощности радиаторов отопления для себя любимого не настолько сложно, это под силу любому человеку со средним образованием.

Фото типового чугунного радиатора.

Какая батарея лучше

Количество тепловатт радиатора, естественно является одним из самых важных параметров. Но опираться исключительно на него будет не совсем верным решением. Не менее важно учитывать в каких условиях работает оборудование. Каково проектное давление в системе, насколько вероятны гидроудары и наконец, каково качество самого теплоносителя.

Совмещение секций в радиаторе.

Важно: верхний порог нагрева теплоносителя следует учитывать только для систем парового отопления.В конструкциях, работающих на горячей воде, запас прочности значительно превышает возможную температуру нагрева.

Характеристики рабочего и пускового давления играют важную роль для централизованных систем отопления. Если в частных строениях или персональных автономных котельных, этот показатель, как правило, не превышает 3 Бар, то в типовых, стандартных многоэтажных домах, он может колебаться в районе 6 – 15 Бар. Плюс во время запуска, ремонта или остановки системы, велика вероятность гидроударов.

Представленная таблица тепловой мощности радиаторов отопления, помимо проектного давления и веса, включает в себя объем секции. Для жителей городских квартир этот показатель не играет особой роли. Но владельцы котлов установленных в доме знают, что чем больше объем воды в системе, тем больше энергии уйдет на ее прогрев.

Сводная таблица мощности радиаторов отопления.

Масса батареи имеет значение только в случае, когда стены здания возвели из легких материалов с низкой несущей способностью. В частности инструкция запрещает навешивать объемные чугунные радиаторы на конструкции из газобетона или каркасные дома. Они попросту не выдержат их веса.

Специалисты знают, что биметаллические батареи для систем отопления имеют наиболее приемлемые характеристики. Количество тепловатт биметаллических радиаторов, едва ли не самое высокое.

Стальной нержавеющий сердечник способен выдержать любые перепады давления. А относительно небольшой вес позволяет выполнить монтаж своими руками. Пожалуй, единственным серьезным минусом является высокая цена.

Устройство биметаллической батареи.

Соотношение, материал под радиаторы+тепловатт+производитель, достаточно важно для алюминиевых изделий.

Точнее тепловой поток радиаторов отопления сделанных из алюминия самый высокий, но другие характеристики оставляют желать лучшего.

Даже под среднее давление эти конструкции ставить не рекомендуется.
Эти батареи боятся реагентов добавляемых в теплоноситель.
А самое неприятное, что алюминий образует гальваническую пару с рядом металлов. Так при прямом или косвенном контакте с медью, алюминий начинает активно кородировать и быстро выходит из строя. Поэтому алюминиевые батареи можно использовать только в частных локальных системах.

Цельная стальная батарея.

Таблица тепловой мощности чугунных радиаторов отопления показывает, что по некоторым параметрам данный вид изделий уступает своим конкурентам. При достаточно большой массе, они обладают средней теплоотдачей.

Но чугунные батареи выигрывают за счет своей крепости и долговечности. Они спокойно служат по 30 – 40 лет и более. Причем качество воды и перепады давления их не волнуют.

Художественное литье.

Совет: хотя тепловая мощность чугунных радиаторов отопления не высока, для жилья, в котором периодически отключается отопление, чугун является наиболее подходящим материалом.При существенном объеме радиатора и способности чугуна держать температуру, тепло в доме будет сохраняться до 12 часов.

Методы расчета мощности

Как мы уже упоминали, расчет тепловой мощности радиаторов отопления вполне можно выполнить своими руками. Но помещения бывают разные, если для городской квартиры зачастую бывает достаточно приблизительных данных, то частные коттеджи требуют точных цифр.

Один из вариантов расчета.

Простой вариант расчета по площади

Владельцы типовых квартир с высотой потолка порядка 2,6м, могут воспользоваться стандартной формулой. Конечно, результат будет приблизительным, но с учетом некоторых допусков, его вполне хватает. Хотя не стоит забывать о том, что под каждую комнату нужно делать свои вычисления.

В качестве эталона здесь берется расхожее утверждение о том, что на 1м² площади затрачивается порядка 100 Вт энергии. Далее все просто, умножаем площадь помещения на 100 Вт и получаем ориентировочную цифру.

Зависимость теплопотерь от месторасположения радиатора.

Так на комнату в 25м² нужно 2,5 кВт тепловой энергии. Любая инструкция к радиатору содержит данные о мощности 1 секции. Теперь конечная цифра делится на мощность секции, в результате имеем количество секций.

Для комнаты расположенной в углу здания, а также при наличии балкона, конечный результат нужно увеличить на 15 – 20%. Если радиатор устанавливается в нише и закрывается сплошным экраном, то теплопотери будут аналогичные.

Простой вариант.

Учитываем объем комнаты

Число секций батареи можно рассчитать более точно с учетом объема комнаты. Он удобен для владельцев жилья с высокими или нестандартными потолками. Согласно СНиП 2.04.05-91, для обогрева 1м³ в жилом помещении, нужно затратить 41 Вт энергии.

Таблица для расчета объема комнаты.

Далее действуем аналогично. Только здесь высчитывается объем комнаты (высота потолка умножается на площадь), умножаем данный показатель на 41 Вт и делим на тепловую мощность конкретной секции.

Важно: в документах всегда указывается максимальная и минимальная тепловая мощность радиаторов отопления, так вот ориентироваться лучше на минимальную, так как температура теплоносителя в ЖКХ далеко не всегда соответствует нормативам.

Как выполнить точный расчет

Для частного домостроения и больших современных квартир с нестандартной планировкой существует другой, более точный расчет. Собственно сама формула достаточно проста, здесь главное подобрать все коэффициенты согласно нормам.

Устройство алюминиевой секции.

В чистом виде формула выглядит так: КТ = NхSхK(1)хK(2)хK(3)хK(4)хK(5)хK(6)хK(7)

КТ – характеризует то самое количество тепловатт радиатора, которое нужно для обогрева конкретного помещения.
N – это стандартное количество тепла на 1м², подразумевается что оно равно 100 Вт. И уже к нему мы будем применять различные коэффициенты.
S – квадратура нашего помещения.

Плинтусные системы.

K(1) – отвечает за качество остекления. Старые деревянные окна с двойными стеклами имеют коэффициент 1,27. Стандартный стеклопакет 1,0. Стеклопакет с тройным остеклением 0,85.
K(2) – уровень наружной теплоизоляции. Для панельных железобетонных конструкций коэффициент будет 1,27. Кирпичная кладка 1,0. Грамотное, многоуровневое утепление 0,85.

Устройство конвектора отопления.

K(3) – средний уровень температуры зимой. Если температура не опускается ниже -10ºС, коэффициент берется 0,7. Далее с каждым понижением на -5ºС коэффициент увеличивается на 0,2. К примеру, для -25ºС, коэффициент составит 1,3.
K(4) – соотношение квадратуры пола к общей площади остекления (квадратура окон). При 10%, коэффициент составляет 0,8. Далее с шагом в 10%, коэффициент увеличивается на 0,1. Так при 40%, он будет равняться 1,1 (0,8 + (0,1+0,1+0,1) = 1,1)
K(5) – данный коэффициент является понижающим, он учитывает уровень обогрева комнат которые находятся выше. Не отапливаемый чердак берется за единицу. Теплый чердак 0,9. Жилая квартира 0,8.

Современный дизайн радиатора.

K(6) – этот коэффициент учитывает количество стен граничащих с улицей. Для одной стены будет 1,1. Для 2 стен 1,2. Соответственно максимум составит 1,4.
K(7) – данное значение учитывает высоту потолка. За эталон берется 2,5м, которые будут считаться как единица. С увеличением потолков на 0,5м, коэффициент возрастает на 0,05. К примеру, 3м = 1,05, 4м = 1,15.

Когда конечное значение будет известно, его нужно будет поделить на мощность 1 секции батареи. В результате вы получаете точный размер вашей батареи.

График зависимости теплового потока.

На видео в этой статье собрана дополнительная информация по данной теме.

Что в итоге?

Как видите выбрать тепловые радиаторы отопления и рассчитать число секций для комнаты, при большом желании сможет любой человек имеющий среднее образование.

Уровень потерь тепла.

Природа биметаллического оксида Sb2MoO6/rGO Анода для высокоэффективных калий-ионных аккумуляторов

1. Ким Х., Ким Дж. К., Бьянчини М., Сео Д., Родригес-Гарсия Дж., Седер Г., Adv. Энергия Матер. 2018, 8, 1702384. [Google Scholar]

2. Лю З., Ван Дж., Дин Х., Чен С., Ю С., Лу Б., ACS Nano 2018, 12, 8456. [PubMed] [Google Scholar]

3. Yu Q., Jiang B., Hu J., Lao C., Gao Y., Li P., Liu Z., Suo G., He D., Wang W., Yin G., Adv. науч. 2018, 5, 1800782. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

4. Xu Y., Duan S., Sun Y., Bin D., Tao X., Zhang D., Liu Y., Cao A., Wan L., J. Mater. хим. А 2019, 7, 4334. [Google Scholar]

5. Ву Л., Чжэн Дж., Ван Л., Сюн С., Шао Ю., Ван Г., Ван Дж., Чжун С., Ву М., Angew. хим., межд. Эд. 2019, 58, 811. [PubMed] [Google Scholar]

6. Эфтехари А., Цзянь З., Цзи С., ACS Appl. Матер. Интерфейсы 2017, 9, 4404. [PubMed] [Google Scholar]

7. Ge J., Fan L., Wang J., Zhang Q., Liu Z., Zhang E., Liu Q., Yu X., Lu B., Adv. Энергия Матер. 2018, 8, 1801477. [Google Scholar]

8. Фань Л., Чен С., Ма Р., Ван Дж., Ван Л., Чжан Ц., Чжан Э., Лю З., Лу Б., Смолл 2018, 14, 1801806. [PubMed] [Google Scholar]

9. Чен З., Инь Д., Чжан М., Смолл 2018, 14, 1703818. [PubMed] [Google Scholar]

10. Лу К., Чжан Х., Е Ф., Луо В., Ма Х., Хуан Ю., Материал по накоплению энергии.

11. Чжан В., Лю Ю., Го З., Sci. Доп. 2019, 5, eaav7412. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

12. Чжан Дж., Лю Т., Ченг С., Ся М., Чжэн Р., Пэн Н., Ю Х., Шуй М., Шу Дж., Nano Energy 2019, 60, 340. [Google Scholar]

13. Zou X., Xiong P., Zhao J., Hu J., Liu Z., Xu Y., Phys. хим. хим. физ. 2017, 19, 26495. [PubMed] [Google Scholar]

14. Фанг Л., Сюй Дж., Сунь С., Линь Б., Го Ц., Луо Д., Ся Х., Смолл 2019, 15, 1804806. [PubMed] [Google Scholar]

15. У Ю., Ху С., Сюй Р., Ван Дж., Пэн З., Чжан Ц., Ю Ю., Нано Летт. 2019, 19, 1351. [PubMed] [Google Scholar]

16. Лей К., Ван С., Лю Л., Луо Ю., Му С., Ли Ф., Чен Дж., Ангью. хим. 2018, 130, 4777. [Google Scholar]

17. Цзянь З., Луо В., Цзи С., Дж. Ам. хим. соц. 2015, 137, 11566. [PubMed] [Google Scholar]

18. Чжао Дж., Цзоу С., Чжу Ю., Сюй Ю., Ван С., Adv. Функц. Матер. 2016, 26, 8103. [Google Scholar]

19. Xie Y., Chen Y., Liu L., Tao P.

20. Ян Дж., Ю З., Цзян Ю., Син З., Си Б., Фэн Дж., Сюн С., Adv. Матер. 2018, 30, 1700104. [Google Scholar]

21. Бин Д., Линь С., Сунь Ю., Сюй Ю., Чжан К., Цао А., Ван Л., Дж. Ам. хим. соц. 2018, 140, 7127. [PubMed] [Google Scholar]

22. Li D., Ren X., Ai Q., Sun Q., Zhu L., Liu Y., Liang Z., Peng R., Si P., Lou J., Feng J., Ci L., Adv. Энергия Матер. 2018, 8, 1802386. [Google Scholar]

23. Ван Ю., Ван З., Чен Ю., Чжан Х., Юсуф М., Ву Х., Цзоу М., Цао А., Хан Р. П. С., Adv. Матер. 2018, 30, 1802074. [PubMed] [Google Scholar]

24. Zhang W., Jiang X., Wang X., Kaneti Y.V., Chen Y., Liu J., Jiang J., Yamauchi Y., Hu M., Angew. хим., межд. Эд. 2017, 56, 8435. [PubMed] [Google Scholar]

25. Махмуд А., Ли С., Али З., Табассум Х., Чжу Б., Лян З., Мэн В., Афтаб В., Го В., Чжан Х., Юсуф М., Гао С., Цзоу Р. ., Чжао Ю., Adv. Матер. 2019, 31, 1805430. [PubMed] [Google Scholar]

26. Ma G., Huang K., Ma J., Ju Z., Xing Z., Zhuang Q., J. Mater. хим. А 2017, 5, 7854. [Google Scholar]

27. Цао Б., Чжан Ц., Лю Х., Сюй Б., Чжан С., Чжоу Т., Мао Дж., Пан В.К., Го З., Ли А., Чжоу Дж., Чен С., Сун Х. , Доп. Энергия Матер. 2018, 8, 1801149. [Google Scholar]

28. Tan Q., Li P., Han K., Liu Z., Li Y., Zhao W., He D., An F., Qin M., Qu X., J. Mater. хим. А 2019, 7, 744. [Google Scholar]

29. Bao S., Luo S., Yan S., Wang Z., Wang Q., Feng J., Wang Y., Yi T., Electrochim. Акта 2019, 307, 293. [Google Scholar]

30. Лю С., Луо С., Хуан Х., Чжай Ю., Ван З., ChemSusChem 2019, 12, 873. [PubMed] [Google Scholar]

31. Ли Н., Чжан Ф., Тан Ю., Дж. Матер. хим. А 2018, 6, 17889. [Google Scholar]

32. Симидзу М., Яцузука Р., Коя Т., Ямаками Т., Араи С., ACS Appl. Энергия Матер. 2018, 1, 6865. [Google Scholar]

33. Ли Г., Пак Б. Х., Назарян-Самани М., Ким Ю. Х., Рох К. С., Ким К., ACS Omega 2019, 4, 5304. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

34. Хван Дж., Мён С., Сун Ю., Adv. Функц. Матер. 2018, 28, 1802938. [Google Scholar]

35. Султана И., Рахман М. М., Чен Ю., Глушенков А. М., Adv. Функц. Матер. 2018, 28, 1703857. [Google Scholar]

36. Bryngelsson H., Eskhult J., Nyholm L., Herranen M., Alm O., Edström K., Chem. Матер. 2007, 19, 1170. [Google Scholar]

37. Лян З., Цюй С., Чжоу В., Чжао Р., Чжан Х., Чжу Б., Го В., Мэн В., У Ю., Афтаб В., Ван Ц., Цзоу Р., Adv. науч. 2019,6, 1802005. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

38. Вэй Л., Карахан Х. Э., Чжай С., Лю Х., Чен С., Чжоу З., Лэй Ю., Лю З., Чен Ю., Adv. Матер. 2017, 29, 1701410. [Google Scholar]

39. Хуан Ю., Ван З., Цзян Ю., Ли С., Ван М., Е Ю., Ву Ф., Се М., Ли Л., Чен Р., Adv. науч. 2018, 5, 1800613. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

40. Ван Дж., Фан Л., Лю З., Чен С., Чжан Ц., Ван Л., Ян Х., Ю С., Лу Б., ACS Nano 2019, 13, 3703. [PubMed] [Google Scholar]

41. Lu X., Wang Z., Lu L., Yang G. , Niu C., Wang H., Inorg. хим. 2016, 55, 7012. [PubMed] [Google Scholar]

42. Liu Q., Yan Y., Chu X., Zhang Y., Xue L., Zhang W., J. Mater. хим. А 2017, 5, 21328. [Google Scholar]

43. Lu X., Wang Z., Liu K., Luo J., Wang P., Niu C., Wang H., Li W., Energy Storage Mater. 2019, 17, 101. [Google Scholar]

44. Ян Л., Ляо Х., Тянь Ю., Хун В., Цай П., Лю С., Ян Ю., Цзоу Г., Хоу Х., Цзи С., Малые методы 2019,3, 1800533. [Google Scholar]

45. Liu Y., Tai Z., Zhang J., Pang W.K., Zhang Q., Feng H., Konstantinov K., Guo Z., Liu H.K., Nat. коммун. 2018, 9, 3645. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

46. Фан Л., Лин К., Ван Дж., Ма Р., Лу Б., Adv. Матер. 2018, 30, 1800804. [PubMed] [Google Scholar]

47. Фан Л., Ма Р., Ван Дж., Ян Х., Лу Б., Adv. Матер. 2018, 30, 1805486. [PubMed] [Google Scholar]

48. Чжан В., Панг В., Сенкадас В., Го З., Джоуль 2018, 2, 1534. [Google Scholar]

49. Мильман В., Винклер Б., Уайт Дж. А., Пикард С. Дж., Пейн М. С., Ахматская Е. В., Нобес Р. Х., Int. J. Квантовая хим. 2000, 77, 895. [Google Scholar]

50. Hohenberg P., Kohn W., Phys. преп. 1964, 136, В864. [Google Scholar]

51. Kohn W., Sham L.J., Phys. преп. 1965, 140, А1133. [Google Scholar]

52. Лаариф А., Теобальд Ф., Вивье Х., Хеват А.В., З. Кристаллогр. 1984, 167, 117. [Google Scholar]

53. Hummers W.S., Offeman R.E., J. Am. хим. соц. 1958, 80, 1339. [Google Scholar]

54. Марло М., Мильман В., Phys. Преподобный Б 2000, 62, 2899. [Google Scholar]

55. Уайт Дж. А., Берд Д. М., Phys. Преподобный Б 1994, 50, 4954. [PubMed] [Google Scholar]

56. Monkhorst H.J., Pack J.D., Phys. Преподобный Б 1976, 13, 5188. [Google Scholar]

Как батареи смартфонов могут загореться и как этого избежать

Литий-ионные полимерные батареи, также известные как литий-полимерные, или сокращенно li-po, представляют собой удивительные маленькие мешочки. энергии, которые питают наши любимые смартфоны, ноутбуки и планшеты. Сердцем любого портативного гаджета, которому требуется много непрерывной энергии, вероятно, является литий-полимерный аккумулятор. (Устройства, которым требуются большие всплески энергии, такие как электроинструменты и электровелосипеды, как правило, используют литий-ионные батареи с твердым корпусом, которые ведут себя немного иначе, чем литий-полимерные батареи.) Литий-полимерные батареи являются одними из самых энергоемких. Доступны варианты хранения электроэнергии, и в нормальных условиях с ними совершенно безопасно обращаться.

Тем не менее истории о взрывающихся батареях, какими бы редкими они ни были, захватили общественное воображение по вполне понятным причинам. Но что на самом деле происходит, если вы чините свой телефон, ваш инструмент соскальзывает, и вы случайно ткнули аккумулятор? Картины страшных взрывов и химических ожогов мелькают перед глазами — если вы каким-либо образом повредите ли-по, кажется, что огненный ответ будет неизбежен.

Команда iFixit здесь, чтобы разрушить мифы о взрывоопасной природе липосакции и показать вам, как не допустить, чтобы раненая липосакция разорвалась. Для этого мы собираемся препарировать и вонзить несколько батареек — для науки .

Анатомия литий-полимерной батареи (также известной как «Острая подушка»)

Литий-полимерная батарея похожа на плотно упакованный фруктовый рулет. Несколько слоев ультратонких металлов, пластика и химических растворов укладываются вместе, плотно сворачиваются в плоский прямоугольник и упаковываются в пакет из фольги. Пакет наполнен электролитом на полимерной основе (отсюда и литий (наименование полимера ) и герметизируются, образуя единый комплектный аккумуляторный элемент. Несколько ячеек соединены вместе параллельно или последовательно, чтобы получить большие батареи. Чтобы узнать, как производятся эти батареи, посмотрите подробное видео о действующей фабрике аккумуляторов для iPhone.

Литий-полимерный аккумулятор состоит из трех основных слоев: катода (+), изолирующего сепаратора и анода (-).

Катод (+) представляет собой тонкий лист алюминия с покрытием. Покрытие придает различные характеристики заряда, разряда, емкости и цикла и может похвастаться забавными названиями, такими как оксид лития-марганца (LMO) и оксид лития-кобальта (LCO). Общим знаменателем всех покрытий является литий, металл с низкой плотностью, который является ключевым фактором в работе батареи.

Изолирующий сепаратор представляет собой гибкий полупроницаемый лист, который физически разделяет катодный (+) и анодный (-) слои, пропуская ионы лития. Без него катод и анод соприкоснулись бы друг с другом и вызвали бы короткое замыкание.

Анод (-) представляет собой тонкий лист меди, покрытый углеродным материалом, обычно графитом.

Все эти слои пропитаны гелеобразным электролитом, который обеспечивает поток ионов лития. Нет потока ионов = нет энергии. Электролит состоит из смеси лития, растворителей и добавок – количество электролита сильно влияет на то, сколько энергии может хранить литий-полимерный аккумулятор. Точный состав у каждого производителя разный и является строго охраняемой коммерческой тайной.

Настоящий электролит трудно показать, поэтому мы выбрали запасной электролит: зубную пасту!
Острым ингредиентом является не литий
Когда литий-полимерный аккумулятор загорается, а не литий, содержащийся в аккумуляторе, соприкасается с воздухом/влагой, что приводит к воспламенению аккумулятора. Перезаряжаемые литий-ионные батареи содержат очень небольшое количество металлического лития — недостаточно для обеспечения «мощности», необходимой для воспламенения (в отличие от неперезаряжаемых первичных литиевых батарей, которые содержат довольно много металлического лития и могут воспламениться от контакта с влагой). Скорее это растворители в электролите склонны к огненным приступам.
Обычно электролит надежно изолирован от вещей, которые могут его воспламенить, но иногда это могут изменить вещи (обычно острые). Давайте посмотрим, что произойдет, если что-то проткнет литий-полимерный аккумулятор.
Пошаговое описание теплового разгона
Когда вы прокалываете литий-полимерный аккумулятор, вы нарушаете изоляционные слои и вызываете локализованное короткое замыкание. Вся запасенная электрическая энергия батареи стремится пройти через это короткое замыкание, и результирующий поток тока перегревает место — так работает автомобильный прикуриватель. Эта горячая точка испаряет окружающий электролит, который превращается в CO ₂ газ, смешанный с очень летучими растворителями. Он также нагревает этот газ, и если смесь достигает температуры вспышки, газ воспламеняется! Тепло от огня испаряет больше электролита, создавая цепную реакцию, известную как тепловой разгон. Бум! Пожар батареи.
Хрустящие!
Например, когда мы проткнули полностью заряженную батарею iPhone 12 Pro Max, она сразу же вздулась и засветилась, как горячий металлический круассан. Дым и газы вырывались в стороны, и пары быстро воспламенялись:
Как только начинается тепловой разгон, его очень трудно остановить. Подобно раскаленным углям, вы должны охладить реакцию до такой степени, что электролит больше не будет самогенерирующим топливом и теплом. Обычный подход к возгоранию литий-ионных аккумуляторов заключается в том, чтобы залить их большим количеством воды или дождаться, пока аккумулятор сгорит, как показано в этом Руководстве по реагированию на чрезвычайные ситуации Tesla.
25% или (Com)bust
Поскольку очень сложно потушить возгорание литий-полимерных аккумуляторов, необходимо в первую очередь предотвратить его возникновение. Вы можете значительно снизить вероятность перегрева, разрядив аккумулятор до 25% или менее . Без накопленной потенциальной энергии аккумулятору будет трудно генерировать тепло, необходимое для воспламенения электролита, даже в случае короткого замыкания. Прокол батареи, заряженной менее чем на 25 %, может вызвать искры и дым, а батарея может сильно нагреться, , но маловероятно, что она загорится и перейдет в режим теплового разгона .
Чтобы убедиться в этом, мы несколько раз проткнули аккумулятор iPhone 12 Pro Max, заряженный на 25%. Батарея нагрелась (~120°C) и дала дым и искры, но на этом все.
Вот почему вы увидите примечание о разрядке аккумулятора в наших руководствах по ремонту. Мы хотим сделать ремонт максимально безопасным, и разрядка аккумулятора имеет большое значение. Не пропускайте этот важный шаг!
В целях безопасности разрядите аккумулятор ниже 25%, прежде чем разбирать телефон. Это снижает риск опасного теплового события, если батарея случайно повреждена во время ремонта. Если аккумулятор вздулся, примите соответствующие меры предосторожности.
Предупреждение руководства по ремонту iFixit
Обратите внимание, что разрядка аккумулятора в целях безопасности работает только с небольшими литий-полимерными аккумуляторами , такими как те, что используются в телефонах и ноутбуках (в ноутбуках аккумуляторы большего размера, но они также состоят из отдельных литий-ионных аккумуляторов меньшего размера). -po.) Планшеты, такие как 12,9-дюймовый iPad Pro, содержат два больших литий-полимерных аккумулятора. Накопленной энергии может быть достаточно для воспламенения батареи , даже если она разряжена ниже 25%. Если вы работаете с большими литий-полимерными батареями, разрядите устройство до 0%. Не беспокойтесь — вы не повредите аккумулятор, если он будет разряжен в течение короткого времени.
Также обратите внимание, что для большинства современных устройств литий-ионные батареи не разряжаются по-настоящему , когда ваше устройство показывает 0%. Когда батарея разряжена, плата BMS (система управления батареями) отключает ее, когда напряжение падает ниже порогового значения — обычно около 3,3 В. Это оставляет около 10-15% энергии в батарее, что предотвращает ее необратимое повреждение. Просто не оставляйте его на 0% в течение нескольких недель подряд, иначе батарея может саморазрядиться ниже этого порога безопасности и стать необратимо поврежденной и вздутой.
Помогите! Я пробил аккумулятор!
Если вы проткнули литий-полимерный аккумулятор во время ремонта, не паникуйте! Пробитая батарея редко взрывается, но может выпустить очень горячий огненный газ и выплюнуть осколки горячей стружки, которые могут вызвать сильные ожоги. Вдыхание дыма и растворителя вредно для здоровья, но редко приводит к летальному исходу.
Если батарея сразу не среагировала (потому что вы ловко разрядили батарею и это был незначительный укол), понаблюдайте за батареей в течение пяти минут. Если он не прогреется через пять минут, вы можете продолжить работу на своем устройстве, но не используйте повторно батарею . Даже если удар не повредил внешний пакет, батарея могла получить внутреннее структурное повреждение и представляет собой потенциальную угрозу безопасности.
Если аккумулятор нагрелся, положите устройство на огнеупорную поверхность и дайте ему сутки, чтобы аккумулятор полностью разрядился. После разрядки аккумулятор становится инертным и холодным на ощупь. Извлеките и утилизируйте аккумулятор надлежащим образом. Не используйте батарею повторно.
Если батарея начинает перегреваться, относитесь к этому как к возгоранию класса B (возгорание в первую очередь подпитывается испарившимся растворителем). Используйте огнеупорные инструменты, такие как металлическая лопатка, чтобы положить устройство на огнеупорную поверхность, например, на металлический противень. Если возможно, перенесите устройство на улицу в безопасное место, где батарея может сгореть.
Если вы не можете переместить устройство, вы можете затушить огонь песком, охладить реакцию пеной, огнетушителем ABC или CO2, обдать большим количеством воды или накрыть огнеупорным контейнером. Даже если вы потушите огонь, батарея продолжит тлеть, как раскаленный кусок угля. Следите за ним, пока он полностью не остынет. Как только он станет инертным, утилизируйте остатки должным образом.
Toasty Bonus: бесплатные обои с огнем батареи
В качестве награды за то, что вы дочитали до конца поста, вот обои обгоревшего iPhone 12 Pro Max. Чтобы использовать их в качестве фона или экрана блокировки: Перейдите на эту страницу на своем телефоне. Коснитесь обои, чтобы просмотреть его в полном разрешении, а затем сохраните его на своих фотографиях.