Патент США на натрий-серные батареи и элементы для них. Патент (Патент № 4,376,809, выдан 15 марта 1983 г.) больше натрий-серных клеток. Изобретение также относится к таким модулям.
Натриево-серный элемент работает при температуре, при которой анодный реагент (натрий) и катодный реагент (сера/полисульфиды натрия) являются жидкими. Обычно рабочая температура составляет 350°С. C. Следовательно, необходимо предусмотреть возможность нагрева элементов, чтобы довести их до рабочей температуры. Однако натриево-серный элемент способен выдавать высокий выходной ток, и при нормальной работе тепла, выделяемого внутри элемента за счет протекающего через него тока, более чем достаточно для поддержания требуемой температуры. Как правило, элементы в батарее теплоизолированы, так что элементы остаются при рабочей температуре в течение интервалов, когда ток не потребляется.
Когда большое количество элементов собирается близко друг к другу для формирования батареи, существует вероятность перегрева во время нормальной работы, и необходимо принять меры для охлаждения элементов.
Целью настоящего изобретения является создание простых и удобных средств для контроля температуры в натрий-серной батарее.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения модуль для натрий-серной батареи содержит один или несколько натрий-серных элементов, модуль образует или содержит проточный канал для теплоносителя и имеет регулирующий клапан потока в управляемом проточном канале. с помощью чувствительных к температуре средств, обеспечивающих закрытие клапана управления потоком для предотвращения или уменьшения потока текучей среды через указанный проход в заданном диапазоне температур. Клапан управления потоком может быть сконструирован так, чтобы открываться при температурах как выше, так и ниже указанного заданного температурного диапазона.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения натрий-серная батарея содержит множество модулей, каждый модуль содержит один или несколько натрий-серных элементов удлиненной формы, и каждый модуль образует или содержит канал для потока теплоносителя, каждый модуль кроме того, наличие клапана управления потоком в канале потока, управляемого чувствительными к температуре средствами, действующими для закрытия клапана управления потоком и, таким образом, для предотвращения или уменьшения потока теплоносителя через модуль в заданном диапазоне температур, в котором работает ячейка, клапан управления потоком, открытый при температурах выше и ниже указанного заданного диапазона температур, и средство для подачи указанного теплоносителя к указанным модулям для протекания через них, когда соответствующие клапаны открыты.
В вышеописанной конструкции жидкий теплоноситель, которым обычно является воздух, проходит через модули, когда они находятся выше или ниже заданного диапазона температур, который представляет собой диапазон, в котором работают ячейки. При нормальной работе, когда тепло должно быть отведено от элементов, жидкость, т.е. атмосферный воздух, может проходить через модули для отвода тепла. Если ячейки должны быть нагреты, т.е. если аккумулятор должен запускаться из холодного состояния, воздух или другой жидкий теплоноситель нагревается перед прохождением через модули. В некоторых случаях в батарее могут быть предусмотрены средства нагрева, но часто бывает удобно предусмотреть переносной вспомогательный воздухонагреватель для подачи горячего воздуха в батарею, которая должна быть доведена до рабочей температуры.
Клапан управления потоком удобно состоит из перфорированного элемента и запорного элемента, т.е. пластину, которая относительно подвижна под управлением упомянутого термочувствительного средства.
Эти термочувствительные средства могут представлять собой биметаллическую полосу. Путем выбора формы закрывающего элемента и отверстия или отверстий в указанном элементе с отверстиями можно легко сделать так, чтобы отверстие или отверстия были или были полностью закрыты в заданном диапазоне температур. За пределами этого диапазона отверстие или каждое отверстие по меньшей мере частично открыто. Скорость открывания отверстия определяется формой отверстия и закрывающего элемента.
В удобной конструкции биметаллическая полоса, предпочтительно спиральной формы, расположена для осуществления вращательного движения между закрывающим элементом и пластиной с отверстиями. Пластина может иметь более одного отверстия, а закрывающий элемент может иметь такую форму, чтобы проходить через различные отверстия одновременно при изменении температуры.
В удобной форме каждый модуль включает в себя множество, например, четыре удлиненные ячейки, расположенные вокруг прямого канала потока.
Канал потока может быть образован стенками ячеек или может быть образован металлической трубкой, находящейся в тепловом контакте с ячейками. Средство управления потоком удобно расположено на одном конце модуля. Предпочтительно средство управления потоком приводится в действие механически непосредственно термочувствительным элементом, таким как биметаллическая пластина, так что нет необходимости в какой-либо электрической системе управления в каждом модуле. Отдельные модули обычно имеют квадратное или прямоугольное поперечное сечение, так что их можно складывать вместе в сборку для образования батареи. Средство привода текучей среды может содержать воздуходувку, подающую воздух в коллектор или коллекторы для прохождения через различные модули. Коллектор или коллекторы могут быть расположены на одном конце модулей, а отдельные модули могут быть съемно установлены в аккумуляторе, чтобы их можно было выдвигать на другом конце для замены в случае необходимости. Нагревательные средства могут содержать нагреватель воздуха с электрическим приводом для нагревания воздуха, проходящего через указанный коллектор или коллекторы или в них.
В этом случае для управления нагревателем может быть предусмотрен переключатель, реагирующий на температуру, реагирующий на температуру батареи. Следует понимать, что при условии, что каждый элемент в батарее нагрет до температуры, при которой он начнет работать, когда от элемента будет поступать ток, этот элемент будет генерировать дополнительное тепло внутри, и, следовательно, все элементы будут нагреваться до требуемой температуры. Рабочая Температура. По этой причине контроль температуры для нагревателя не критичен. Простая форма клапана управления потоком служит для прерывания или, по крайней мере, уменьшения потока жидкости через модуль, когда ячейки имеют нормальную рабочую температуру, но, как хорошо известно, эта температура может варьироваться в относительно широких пределах. Однако описанная выше простая конструкция позволяет нагревать элементы без снабжения каждого элемента или модуля отдельным электрическим нагревательным элементом. Это также гарантирует, что охлаждающая жидкость проходит через модули, если они становятся слишком горячими.
РИС. 1 представляет собой вид в перспективе батареи, содержащей множество модулей с четырьмя натрий-серными элементами в каждом;
РИС. 2 — вид сбоку в разрезе части одного модуля в батарее, показанной на фиг. 1; и
РИС. 3 и 4 представляют собой виды спереди двух компонентов клапана управления потоком.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВОПЛОЩЕНИЯ На фиг. 1 схематично показана батарея 10, содержащая опорную раму 11, приспособленную для удержания множества модулей 12, расположенных рядами и столбцами. В этом конкретном варианте осуществления модули представляют собой удлиненные модули, проходящие горизонтально. Каждый модуль имеет две электрические клеммы 14, 15 на его переднем конце для электрического соединения модулей. Для простоты эти электрические соединения опущены. Известным образом модули могут быть соединены последовательно и/или параллельно. Модули могут быть извлечены из передней части сборки, как показано, с одним модулем 19.
, что позволяет удалять и заменять модули. На заднем конце модулей они механически расположены так, что воздух из коллектора 20, проходящий через заднюю поверхность батареи, может проходить в проход через каждый соответствующий модуль. Воздух подается в коллектор с помощью нагнетателя, показанного на схеме под номером 22. В этой конкретной батарее предусмотрены электрические нагревательные средства 23 для нагревания воздуха, проходящего от нагнетателя в коллектор, причем эти средства нагрева управляются чувствительными к температуре средствами, показанными на схеме. на 24, которые реагируют на температуру батареи. Эти реагирующие на температуру средства могут содержать датчик температуры или, что предпочтительнее, множество датчиков, встроенных в конструкцию батареи. При наличии множества датчиков могут быть предусмотрены средства усреднения для управления средствами нагрева. Эти чувствительные к температуре средства могут быть приспособлены для отключения нагревателя, если температура, измеренная в точке или точках измерения, превышает предварительно выбранную температуру, которая обычно составляет около 300°С.
С.
Однако во многих случаях более удобно использовать переносной воздухонагреватель, который можно подключить к коллектору, когда требуется обогреть батарею от холода. Такое устройство можно использовать, например, с аккумуляторной батареей или транспортным средством. Подогрев аккумуляторной батареи осуществляется переносным обогревателем перед началом движения автомобиля. Во время нормальной эксплуатации автомобиля аккумуляторная батарея будет поддерживать подходящую рабочую температуру, даже если от аккумуляторной батареи не будет поступать ток.
Ссылаясь на фиг. 2, каждый модуль содержит четыре ячейки 50, размещенные во внешнем металлическом корпусе 51 квадратного сечения. По центру модуля проходит труба 52 для теплоносителя, которым в данном случае является воздух. Эта труба находится в тепловом контакте со всеми четырьмя ячейками и уплотнена узлами сильфона 70 с торцевыми пластинами 71 модуля. Вокруг внешней стороны ячеек, между ячейками 50 и внешним контейнером 51, предусмотрена изоляция, показанная на схеме 53.
Труба на одном конце имеет регулирующий клапан 55, который состоит из двух вращающихся относительно друг друга компонентов 56, 57, показанных спереди. высота на фиг. 3 и 4 соответственно. Компонент 56 этого клапана представляет собой неподвижную пластину, имеющую в показанном варианте осуществления два отверстия 58. Неподвижная пластина 56 привинчена к одной торцевой пластине 71 модуля. Второй компонент 57 представляет собой заслонку, установленную с возможностью вращения на пластине 56; этот затвор имеет две закрывающие части 59которые перемещаются одновременно через отверстия 58 при вращении затвора. Затвор приводится в движение спиральным биметаллическим элементом 60, один конец которого приварен к неподвижной трубе 61, лежащей внутри трубы 52 в модуле, а другой конец приварен к коаксиальной, но вращающейся трубе 62, проходящей через конец трубу 52 и через торцевую пластину 71 к заслонке 57, которая приварена к трубе 62. Биметаллический элемент 60 устроен так, что заслонка 57 закрывает отверстия 58 в заданном диапазоне температур, например 300°С.
С. до 370°С. C. В этом температурном диапазоне элементы будут работать нормально и не будут нуждаться ни в нагреве, ни в охлаждении. Если ячейки становятся слишком горячими, биметаллическая планка поворачивает заслонку дальше, чтобы вырезы 69в пластине 57 перекрывают отверстия 58 в пластине 56, тем самым постепенно открывая отверстия. Воздух от вышеупомянутого нагнетателя проходит через коллектор и через клапанные отверстия 58 в модуль, таким образом, служащий для охлаждения ячеек в нем. Труба 62 имеет отверстия 63, так что воздух, проходящий через отверстия 58, может попадать в трубу 62 и, следовательно, может течь по этой трубе и, таким образом, через трубу 61 и трубу 52. Если камеры холодные, заслонки перемещаются в противоположное крайнее положение, оставляя открытым воздушный канал для прохождения горячего воздуха через модуль.
Как видно, описанная выше конструкция позволяет легко перемещать отдельные модули. Нет отдельных управляющих соединений для контроля температуры или нагрева отдельных модулей, однако каждый модуль охлаждается только в том случае, если его температура поднимается выше заданного диапазона, установленного работой клапана.
Радиаторы отопления биметаллические с нижним подключением купить в магазине MirCli
Что такое биметаллические радиаторы?
Это батареи для водяного отопления, которые имеют составную структуру:
- внутренние стальные (реже — медные) трубы;
- Корпус наружный секционный из алюминиевых сплавов.
Циркуляция теплоносителя происходит через внутренние коллекторы, которые передают температуру корпусу, а ее воздуху. Преимущество таких блоков перед алюминиевыми радиаторами очевидно: они более устойчивы к агрессивным средам. Сталь и медь менее подвержены ржавчине, а высокие температуры менее разрушительны для них.
Пошаговая инструкция по подключению биметаллических радиаторов отопления
В первую очередь необходимо рассчитать диаметр подводящих труб и заказать монтажный комплект соответствующего размера. Обязательно проверьте наличие элементов, необходимых для подключения выбранных вами радиаторов. Для этого вам понадобится:
- клапан воздухоотводчик;
- 2 адаптера;
- переходник на клапан Маевского;
- пробка;
- кронштейны;
- прокладки для вилки и адаптера.
Перед подключением биметаллических радиаторов необходимо правильно подготовить емкость. Для этого отключите воду и слейте ее остатки из системы отопления. Демонтируем старую батарею, при этом необходимо ослабить резьбовые соединения отводящего и подающего патрубков.
Чертеж экрана биметаллического радиатора.
Отметьте места крепления. Для этого необходимо присоединить радиатор отопления к штуцерам труб. Проверяйте ровность строительным уровнем. Далее отметьте карандашом монтажные отверстия. Для этого необходимо прикрепить крепления к месту их установки.
В ранее отмеченных местах необходимо сделать отверстия соответствующего диаметра. Для этого используется перфоратор. Крепления фиксируются дюбелями. Учтите тот факт, что на 8 и менее секций биметаллического радиатора достаточно 3 креплений. При большем количестве секций нужно использовать 4 крепления.
Установите аккумулятор на подготовленные крепления. Его необходимо установить так, чтобы горизонтальный коллектор находился на крюках.
Кроме того, следует знать, что главная особенность подключения биметаллических батарей заключается в том, что отопительный агрегат, как уже было сказано, должен храниться в упаковке до полной его установки и проведения проверки работоспособности.
Установить клапан Маевского, который должен входить в комплект поставки, на любой аккумулятор. Всегда используйте динамометрический ключ при затягивании клапана. Это позволит вам оставаться в пределах допустимого напряжения. Установите термостатические и запорные вентили.
Наконец, биметаллические радиаторы подключаются к теплообменным системам отопления. Зачищать соединяемые поверхности наждачной бумагой или напильником запрещается, так как это может привести к протечкам.
Сколько стоят биметаллические батареи?
Радиаторы сочетают в себе все свои отличные потребительские качества с доступной ценой. На MirCli можно купить модель на 4 секции высотой 500 мм за 4-5 тысяч рублей. Это будет первоклассное устройство, разработанное проверенным брендом и имеющее официальную гарантию.
С увеличением размеров батареи, от которой зависят показатели теплоотдачи, увеличивается и стоимость изделий. 7-секционный радиатор, который может обслуживать до 11 квадратных метров, будет стоить 7-8 тысяч рублей. А чтобы обогреть помещение до двадцати квадратов, придется потратить 10-12 тысяч.
Типы систем отопления
Количество тепла, которое излучает радиатор отопления, не в последнюю очередь зависит от типа системы отопления и выбранного типа подключения. Чтобы выбрать оптимальный вариант, необходимо сначала разобраться, какие бывают системы отопления и чем они отличаются.
Однотрубная
Однотрубная система отопления является наиболее экономичным вариантом с точки зрения затрат на установку. Поэтому именно этому типу проводки отдается предпочтение в многоэтажных домах, хотя и в частных такая система встречается далеко не редкость. При этой схеме радиаторы подключаются к магистрали последовательно и теплоноситель сначала проходит через одну нагревательную часть, затем поступает на вход второй и так далее.
Выход последнего радиатора подключается к вводу котла отопления или к стояку в многоэтажках.
Пример однотрубной системы
Недостатком данного способа разводки является невозможность регулировки теплоотдачи радиаторов. Установив регулятор на любой из радиаторов, вы будете регулировать всю остальную систему. Второй существенный недостаток – разная температура охлаждающей жидкости для разных радиаторов. Те, что ближе к котлу, очень хорошо нагреваются, те, что дальше — холоднее. Это следствие последовательного подключения радиаторов отопления.
Двухтрубная разводка
Двухтрубная система отопления отличается тем, что имеет два трубопровода – подающий и обратный. Каждый радиатор подключается к обоим, то есть получается, что все радиаторы подключены к системе параллельно. Это хорошо тем, что на вход каждого из них подается теплоноситель одинаковой температуры. Второй положительный момент заключается в том, что на каждый из радиаторов можно установить терморегулятор и с его помощью можно изменять количество тепла, которое он выделяет.
Двухтрубная система
Недостатком такой системы является то, что количество труб в разводке системы почти вдвое больше. Но систему можно легко сбалансировать.
Подробнее о системах отопления частного дома читайте здесь.
Как можно подключить гибридные радиаторы отопления?
Существует три способа подключения батарей:
- Ниже.
- Боком.
- По диагонали.
Радиатор с нижним подключением требует подключения к трубам с обеих сторон снизу. Этот способ позволяет максимально увеличить теплообменную способность всех участков батареи по длине, однако высота может быть заполнена не полностью. В этом случае значительно снизится температурный обмен, до 15%. Трубчатые радиаторы с нижним подключением позволяют скрыть вход и выход теплоносителя от посторонних глаз: например, убрать за панель или провести под полом.
При боковом подключении соединяется с трубами с одной стороны. Этот тип хорош малым количеством секций, тогда теплоноситель сможет заполнить все внутреннее пространство.
При диагональном соединении с нагнетательным и нагнетательным патрубками вода или антифриз идут сверху вниз, входя с одной стороны и выходя с другой. Это самый эффективный способ, так как он позволит охлаждающей жидкости распространиться по всему объему аккумулятора.
Расчет радиаторов Rifar и схемы подключения
Rifar — российский производитель высокотехнологичных радиаторов отопления. Продукция этой компании отличается не только надлежащим качеством, но и высокими техническими и эксплуатационными характеристиками. Однако какими бы характеристиками и качеством ни обладали отопительные приборы, без предварительных расчетов устройства эффективной системы отопления в отдельно взятой комнате или во всем доме не обойтись.
Монтаж батарей отопления, инструкция которого будет описана в этой статье, всегда начинается с выбора подходящего по параметрам оборудования. Цель расчетов как раз и состоит в том, чтобы вывести оптимальную формулу, согласно которой все дальнейшие действия для монтажа системы отопления.
На первый взгляд расчет радиаторов Rifar может показаться сложным процессом, но это не так. Вам нужно использовать только данные помещения и мощность нагревателя в качестве входных значений. Расчет, в свою очередь, может осуществляться двумя способами. Первый способ предполагает использование в качестве значений параметров помещения его площади, второй – объема. Рассмотрим оба варианта.
Батареи Рифар: расчет площади
В качестве примера возьмем одну из самых распространенных моделей батарей — Рифар Монолит 500. Расчеты сделаем для помещений площадью, допустим, 23 кв.м.
Эти радиаторы представляют собой цельнометаллическую конструкцию с разным количеством секций (в зависимости от модели) – от 4 до 14 шт. Одобрен для использования как в автономных, так и в центральных системах отопления.
Для расчета количества секций Рифар Монолит 500 сначала необходимо обратиться к паспорту радиатора. В нем должны быть указаны технические характеристики одной секции устройства, нас интересует только параметр номинального теплового потока (т.
е. мощность). В данном случае это — 196 Вт. Существует одно негласное правило, согласно которому на обогрев 1 кв. метра помещения требуется примерно 90-100 Вт мощности. Для расчета общего количества необходимых секций для обогрева площадь помещения умножается на 100, а затем полученное значение делится на мощность одной секции, т.е.: X = S * 100/W_сек
В нашем случае, это: 23*100/196 ≈ 11,73
В итоге имеем значение 11,73, т.е. для обогрева помещения площадью 23 кв. метра потребуется использовать 12-секционный (лучше в большую сторону) радиатор. Это значение следует несколько увеличить, если расчет производится для торцевых или угловых помещений. Для этого результат умножается на коэффициент от 1,1 до 1,3. Можно взять среднее значение, т.е. 1,2. В итоге получаем: 11,73*1,2=14,07 – это количество секций, необходимое для обогрева торцевой или угловой комнаты.
Монтаж
При подключении радиаторов отопления с нижним типом подключения необходимо соблюдать правила монтажа.
Позаботьтесь о легком доступе к месту соединения нижней магистрали с самой батареей. Расстояние от радиатора до пола должно быть не менее 7 см. Сверху также следует предусмотреть необходимое пространство: расстояние от теплоносителя до края подоконника должно быть не менее 10 см. Меры направлены на правильную конвекцию воздуха, чтобы обогревала помещение батарея, а не цветочные горшки. Плюс в этом случае добраться до радиатора не составит труда (например, при демонтаже). Расстояние от стены до задней части батареи должно быть не менее 2 см.
Правила установки радиаторов отопления.
Важно! При установке обязательно обратите внимание на расположение патрубков подачи и отвода. В некоторых случаях они располагаются по разные стороны от теплоносителя – в этом случае необходимо следить за маркировкой, чтобы не перепутать подающий и отводящий патрубки. Если точки подключения оборудованы с одной стороны, нужно быть очень осторожным.
