Встроенные в пол батареи: Радиаторы встраиваемый в пол, купить водяной радиатор отопления в Москве, цена

Установка встроенных батарей имеет свои особенности, которые существенно отличаются от стандартных отопительных систем, поэтому устанавливать эти радиаторы отопления нужно только с квалифицированной помощью, чтобы обеспечить бесперебойную и безопасную эксплуатацию данного оборудования. Конструкция встраиваемых радиаторов содержит следующие важные элементы:

• Теплообменник представляет собой трубчатый нагревательный элемент с алюминиевыми ребрами для увеличения площади отдачи тепла. В ребристой конструкции присутствуют полости для постоянной циркуляции воды или другого теплоносителя. Выбирая радиаторы в пол, цена которых зависит от материала, используемого для изготовления нагревательного элемента, обязательно нужно обратить внимание на процент содержания в теплообменнике цветных сплавов. Если нужна недорогая модель с хорошей эффективностью теплоотдачи, то лучше выбрать радиатор с теплообменником из оцинкованной стали. Дорогостоящие модели имеют медный или алюминиевый нагревательный элемент;

• Корпус в виде прямоугольного или квадратного короба;

• Система гофрированных труб;

• Некоторые модели содержат электрический вентилятор в целях увеличения тепловой мощности конвектора.

Для городских квартир рекомендуется выбирать радиаторы с теплообменником из цветных металлов, цена которых выше средней, потому что более дешевые конструкции из оцинкованной стали или алюминия рассчитаны на работу в системе с небольшим давлением, что не подходит для центральной системы водоснабжения.  

Для больших помещений подойдут радиаторы с встроенным вентилятором, цена которых будет несколько дороже, но именно вентилятор намного интенсивнее производит приток холодного воздуха, тем самым увеличивая скорость и площадь прогрева воздуха. И, наконец, самые недорогие отопительные радиаторы– это конвекторы без корпуса, которым можно пользоваться только при качественной изоляции и правильной фиксации всех элементов.

Наиболее комфортными в установке являются отопительные   радиаторы, имеющие закрытый корпус. Обычно габариты корпуса подбираются под конкретные условия эксплуатации и в длине могут составлять от 900 до 4800 мм. Единственным элементом, находящимся снаружи, является защитная решетка из дерева или металла, поэтому нужно правильно выбрать ее цвет.

Приобретая нужный товар, необходимо заранее рассчитать параметры оборудования, и имеющие в продаже радиаторы отопления, цена которых доступна каждому покупателю, позволят решить проблему организации отопления в помещениях с большими окнами или значительными площадями остекления.

В интернет магазине ВсеКонвекторы.ру представлены встраиваемые в пол радиаторы девяти ведущих Российских и Евпропейских производителей. Все продукция, предлагаемая в магазине сертифицирована, приобретена у завода изготовителя или официального дистрибьютора, а значит имеет все необходимые разрешительные документы и официальную гарантию. Более подробно о конвекторах: Varmann, Techno, itermic, Eva, Бриз, Mohlenhoff, jaga.

В этом разделе, Вы сможете ознакомиться с актуальными ценами, подробным описанием, техническими характеристиками, качественными фотографиями, что поможет сделать Вам правильный выбор. Купить радиатор встраиваемый в пол

Внутрипольные конвекторы | Спец. маркет встроенных в пол конвекторов отопления

Подбор на основании плана или проекта

Также специалисты смогут произвести расчёт и подбор необходимого оборудования на основании проекта или плана дома, квартиры, здания. Для этого необходимо отправить проект или план объекта на наш электронный адрес Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..

Примеры проектов:

Стоимость услуг

Замер стандартных конвекторов

1. Выезд мастера в пределах МКАД 4000р (до 10 приборов) + 400р/прибор сверх 10шт.
2. Выезд мастера 4000р +35р/км от МКАД (до 10 приборов) + 400р/прибор сверх 10шт.

Замер радиусных и угловых конвекторов

1. Выезд мастера в пределах МКАД 6500р (до 10 приборов) + 400р/прибор сверх 10шт.
2. Выезд мастера 4000р + 35р/км от МКАД (до 10 приборов) + 400р/прибор сверх 10шт.

Замер решеток на установленных конвекторах

1. Выезд мастера в пределах МКАД 4000р (до 10 приборов) + 400р/прибор сверх 10шт.
2. Выезд мастера 4000р +35р/км от МКАД (до 10 приборов) + 400р/прибор сверх 10шт.

Доставка

1. Доставка заказов (не более 2,4м длиной, вес до 400кг) – в пределах МКАД 2200р. За МКАД: +35р/км.
2. Экспресс доставка заказов (Объект нужно было сдать ещё вчера) (не более 2,4м длиной, вес до 400кг) – в пределах МКАД 4000р. За МКАД: +35р/км.
3. Доставка больших заказов обговаривается отдельно.

Экспресс изготовление заказа

1. Заказ «Вне очереди» +30% от стоимости (сокращаем время производства в 2 раза).
2. Заказ «Нужно было вчера» +50% от стоимости (изготовление заказа в выходные дни, праздники, и т.д. Дополнительно можно заказать экспресс доставку (в пределах МКАД 4000р. За МКАД: +35р/км).

Специалисты нашей компании всегда порекомендуют Вам наилучшую модель внутрипольного конвектора необходимого именно вам, для того чтоб вы смогли создать комфортную атмосферу в вашем помещении

Компания Мир Конвекторов Россия предлагает дизанерам, архитекторам, строительным компаниям и монтажным организациям выгодные условия сотрудничества.

Преимущества работы с нами:

• Широкий ассортимент внутрипольных конвекторов
• Квалифицированная поддержка наших партнеров
• Обеспечение информационной продукцией
• Фиксированные скидки за каждой группой внутрипольных конвекторов
• Наличие на складе внутрипольных конвекторов
• Доставка по Москве и России
• Выезд на объект

Наличие на складе

Новационная система логистики позволяет нам содержать на складе практически все ходовые модели нескольких торговых марок внутрипольных конвекторов:

Klima (Словения)	Ширина	Глубина	Длина
TK 13 200. 10 (без вентилятора)	200	100	1000-2500
TK 13 300.10 (без вентилятора)	300	100	1000-2500
ТКВ 200.10 (с вентилятором)	200	100	1000-2500
ТКВ 300.10 (с вентилятором)	300	100	1000-2500

Varmann (Россия)	Ширина	Глубина	Длина
Ntherm 180.90 (без вентилятора)	180	90	800-2900
Ntherm 230.90 (без вентилятора)	230	90	800-2900
Ntherm 230.110 (без вентилятора)	230	110	800-2900
Ntherm 300.90 (без вентилятора)	300	90	800-2900
Qtherm 230. 110 (с вентилятором)	230	110	800-3000
Qtherm 230.110 (с вентилятором)	230	75	800-3000

 Обновлено 17. 12.2019

Монтаж и установка внутрипольного конвектора это один из самых первых вопросов перед тем, как начать решать вопрос о покупки встроенного в пол конвектора в целом. Так есть много вопросов о особенностях установки, габаритных размерах, глубины конвектора в пол, будет ли вообще возможно установить конвектор. Поэтому в данной статье мы попробуем ответить на самые распространенные вопросы, которые нам задают наши клиенты. Мы разделили нашу статью на несколько пунктов.

Установка внутрипольного конвектора считается довольно несложным процессом, который можно осуществить как с помощью профессионала, так и самостоятельно. Перед началом установки встроенного в пол конвектора требуется внимательно изучить инструкцию по монтажу и использованию отопительного прибора и тщательно соблюдать все прописанные рекомендации. От правильности установки зависит не только ваша безопасность, внешний вид помещения, но и срок службы конвектора. В зависимости от помещения и размеров оконного пространства, выбирается оптимальное расположение конвектора: на полу, на стене, внутри пола, внутри стены, в ступеньках, в оконном пространстве (под подоконником). Первой задачей является выбор правильного места: удобного, безопасного и позволяющего использовать возможности конвектора по максимуму. Необходимо помнить, что конвекторы нельзя устанавливать под вентиляционными отверстиями, за шторами, жалюзями, дверьми, ширмой.

Ниша для внутрипольного конвектора

Впервую очередь необходимо понимать как и какую нишу для самого внутрипольного конвектора надо подготовить. У кждаого конвектора есть определенные габаритные размеры, глубина короба, длина и ширина. Частые вопросы насколько ниша должна быть больше чем точные размеры короба, а особенно самый частый вопрос это по глубине.

Глубина монтажной ниши — должна обеспечить правильную установку декоративной решетки и достаточную конвекцию в теплообменнике. Прибор должен выступать или находиться ниже уровня пола не более, чем на 1мм. Зазор на посадку 10-15 мм.

Зазор на посадку 10-20 мм.

Ширина монтажной ниши — ширина короба конвектора + зазор на посадку 30-50 мм. Для того чтобы была нормальная возможность зафиксировать короб цементирующим раствором, а также при необходимости отрегулировать высоту короба регулирующими болтами и подвести нормально напольное покрытие.

Длина монтажной ниши — длина также как и ширина, берется зазор на установку 30-50 мм. для удобства монтажа, и особенно подключения с одной из сторон. Как правило со стороны подключения оставляют немного больше места.

Зазор на посадку 30-50 мм.

При монтаже приборов предназначенных для влажных помещений либо конвекторов-кондиционеров к отводу нижней части короба присоединяется дренажный трубопровод. При этом необходимо обеспечить монтаж короба под уклоном 1-2 градуса в сторону патрубка, что обеспечит более полное устранение влаги из короба прибора.

Внутрипольные конвекторы в комплекте содержат специальные опорные ножки и регулирующие болты, которыми прибор крепится к полу. Процесс монтажа очень простой: ножки закрепляются на черновом поле, после чего планка высота конвектора регулируется с помощью регулирующих болтов. У разных производителей +/- схема крепления похожая, но есть иногда различия.

Так как стенки и дно короба не предназначены для переноса нагрузки, прежде, чем приступите к заливке короба изоляционным материалом, удостоверьтесь, что установлены распорочные пластины и защитные планки, которые закрывают попадание мусора в конвектор. Ну и конечно не забудьте их снять после монтажа прибора.

В процессе монтажа запрещено попадание строительного мусора в корпус прибора (вентиляторы, теплообменник), так как это может привести к поломке вентилятора и понижению теплопроизводительности теплообменника.

Рекомендуется при установке конвектора под окном соблюдать отступ в пределах 10-15 см. Для того что бы не стоять на пути у теплового потока шторы или гардины рекомендуют подстраивать под конвектор, а не наоборот. Конвектор должен выполнять свою основную функцию отсекать холодный воздух и прогревать помещение и как бы нам не хотелось его спрятать за красивейшими шторами-делать это не стоит.

Подключение конвектора

Гидравлическое подключение

Существует два варианта подключения к системе отопления: это гибкое и жесткое. У каждого вида свои преимущества.

Гибкое подключение — соединение дает возможность выполнить боковое подключение, упрощает уборку самого конвектора. Суть в том, что подключение основано на гибких шлангах. В конвекторах где есть возможность поднимать теплообменник, это очень удобно для чистки конвектора от пыли и грязи.

Жесткое подключение —  считается более надежным из-за используемых материалов при подключении. Но в данном случае тяжелее производит уюорку внутрипольного конвектора, так как нет возможности поднять теплообменник.

Электрическое подключение

Вы выбрали конвектор с вентилятором, тогда нужно учесть такой момент, как подключение к электрической сети. Так как вентиляторы, используемые в конвекторах обычно 12 В, а в сети 220, то необходимо приобрести модуль конвектора(трансформатор). С помощью модуля осуществляется управление комнатным термостатом и наоборот. Комнатный термостат измеряет температуру в помещении при помощи встроенного датчика и поддерживает ее значение на уровне заданной величины. Параллельно с этим он может управлять сервоприводами и плавно регулировать скорость вращения вентилятора.У некоторых производителей предусмотрена возможность укладки трансформатора в короб с конвектором, что упрощает работы при его установке.

Вентилятор, ближе или дальше от окна?

Положение вентилятора внутрипольного радиатора по отношению к оконному проему зависит от целевого назначения прибора. Если конвектор устанавливается только как тепловая завеса, вентилятор должен располагаться ближе к помещению, и направлять поток теплого воздуха на остекление.

Если основная функция впольного конвектора – обогрев помещения, то вентилятор необходимо устанавливать ближе к оконному проему, чтобы он холодный воздух от остекления направлял через теплообменник в комнату.

Мы рекомендуем всегда устанавливать вентилятор ближе к остеклению. Благодаря увеличенной мощности этих приборов в таком положении они будут справляться с обеими функциями: и обогрев, и отсекание холодного воздуха.

Отступы от стен и окна

Производители рекомендуют отступать от окна 10-25 мм., в зависимости от интерьера. Здесь необходимо вписаться в этот лимит, а как именно это решать клиенту, опираясь больше на дизайн интерьера. От стен также необходимо отступать 10-20 мм., в первую очередь для удобства монтажа и дальнейшей эксплуатации проибора.

Решетки для конвектора

          Выбирая решетку к конвектору стает вопрос деревянная или алюминиевая. На самом деле все зависит от индивидуальных предпочтений. Хотелось бы подчеркнуть , что деревянные решетки изготавливаются только из натурального дерева. Для предохранения решетки, изготовленной из дерева, рекомендуется применять морение или лакирование. Алюминиевые решетки считаются более износостойкими, так как дополнительно проходят процесс аннодирования. Все решетки выдерживают нагрузку от 40 кг на одну планку. Единственный момент, так это то , что деревянная решетка более подвержена внешнему износу, то есть более видны будут затирания от ходьбы по ней.

Декоративная рамка

              Многие производители предлагают обрамление конвектора, это необходимо в первую очередь для того чтобы закрыть стыки, часто плиточники не совсем идеально подводят плитку к конвектору и остаются зазоры и щели, вот в таких случаях и устанавливается обрамление. Оно бывает двух видов: U-образное и F-образное. U-образное менее заметное, так как не ложится на напольное покрытие. F-образное ложится сверху и бывает шириной 1-2 мм, тем самым полностью скрывает стык между конвектором и полом, но в таком случае решетка немного выше пола, то есть образуется небольшой подъем. Если же без рамки, то пол, конвектор и решетка на одном уровне.

Фото галерея установки

Видео галерея установки

 

принцип работы такой системы отопления, плюсы и минусы

Принцип работы

Встраиваемые конвекторы отопления работают примерно так же, как и обычные батареи. Однако из-за особенностей используемого теплообменника функционирование может изменяться. Так, специалисты отмечают целый ряд отличий встраиваемых в пол конвекторов.

• Теплообменник этого прибора отопления представлен одной трубкой. Именно по ней циркулирует теплоноситель. Здесь расположены пластины из алюминия или меди. Причем между такими элементами и самим контуром зазора нет. Если он все же присутствует, производительность прибора отопления, встраиваемого в пол, значительно снижается.
• В подобных моделях предусмотрена воздушная заслонка. Так, циркуляция воздуха происходит принудительно. Благодаря наличию соответствующей решетки потребитель может самостоятельно отрегулировать интенсивность попадания теплого воздуха в квартиру.
• Терморегулятор – важный элемент, с помощью которого удается установить температурный режим. Это действительно удобно для отопления торговых помещений и офисных центров.
• Отдельно стоит упомянуть возможность увеличения мощности. Если производительность одного узла оказалась недостаточной, можно выбрать модель, укомплектованную дополнительным теплообменником, что позволяет увеличивать отапливаемую площадь в 2–3 раза.

Сферы применения, преимущества и недостатки

Встраиваемые конвекторы отопления, которые устанавливаются в пол, станут оптимальным решением для помещений, где слишком низкие подоконники или большие окна. Также подобные водяные приборы отопления часто монтируют в оранжереях, галереях, спортивных залах и торговых комплексах.

Преимущества встраиваемых конвекторов:

• создание теплой воздушной завесы;
• возможность использования в детских учреждениях;
• исключена вероятность получения ожогов или травмирования об острые углы;
• возможность сохранения свободного пространства в помещении;
• сохранение задуманного интерьера;
• возможность использования в качестве основного либо единственного источника тепла при правильном размещении и подборе мощности.

Естественно, у всех водяных конвекторов есть ряд недостатков:

• из-за слишком мощных потоков пыль будет попадать в оборудование;
• отопление окажется неэффективным при наличии потолков высотой в 3 м и более;
• неравномерное прогревание комнаты, из-за чего вдоль пола может возникнуть ощутимый сквозняк.

Особенности системы отопления, встроенной в пол

Как уже упоминалось ранее, устройство встраиваемых конвекторов в целом похоже на обычные радиаторы. В любом случае необходимо упомянуть основные узлы.

• Все каналы выполнены из нержавеющей стали.
• Сам корпус устанавливается в пол, после чего подводятся трубы.
• Напольные решетки закрывают канал, где размещен теплообменник. Подобные элементы бывают съемными и несъемными.
• У такой водяной батареи предусмотрен контур, где расположены пластины из меди или алюминия. При их пайке используется состав на основе серебра, что позволяет пластинам прилегать к контуру действительно плотно. Соединение остается очень прочным даже при повышении температуры.
• Стоит отметить, что большинство производителей отказываются от оборудования, встроенного в пол, где предусмотрена естественная циркуляция воздуха. Это объясняется неэффективностью данного решения.
• Клапан сброса используется для удаления воздуха сразу после того, как система заполняется теплоносителем. Важно учитывать тот факт, что водяной конвектор расположен в самом низу системы, а значит, здесь будет накапливаться воздух, от которого необходимо избавиться, чтобы увеличить КПД.

Выбор встраиваемого в пол конвектора

Чтобы сделать правильный выбор, следует учесть несколько важных факторов.

• В первую очередь необходимо рассчитать число конвекторов. Для этого нужно изучить паспорт изделия, где указана тепловая мощность. Если высота потолка в комнате стандартная, то на 1 м² потребуется около 100 Ватт.
• Следует обратить внимание на место установки. Чтобы конвектор действительно поместился, нужно учесть его длину и высоту.
• Важный фактор – это давление. Такая величина должна иметь определенный запас и соответствовать особенностям системы отопления.
• При выборе материала нужно помнить, что конвекторы с нержавеющим корпусом идеально подойдут для установки в пол. При этом необходимо обратить внимание на гибкие шланги. Материал, из которого они выполнены, должен быть устойчив к коррозии.
• Чтобы конвектор был более производительным, стоит убедиться в наличии вентилятора. Естественно, в данном случае необходимо подвести кабель и организовать место для трансформатора.

Производители отопительных водяных конвекторов

Из-за простоты устройства подобное оборудование массово выпускается, поэтому необходимо отдать предпочтение известным производителям.

• Varmann – это российская компания, которая занимается выпуском климатической техники. Производитель представляет несколько серий оборудования, встраиваемого в пол. У некоторых из них предусмотрена естественная вентиляция, а у других – принудительная. Также в продаже есть двухконтурные модели, с помощью которых можно осуществлять кондиционирование воздуха.
• Eva – это российско-шведское предприятие, которое выпускает конвекторы с учетом условий эксплуатации. В ассортименте компании представлены изделия различной мощности. Это могут быть компактные агрегаты без вентилятора или сверхмощные модели, способные обогреть большую площадь.
• Jaga – бельгийская компания, которая является лидером на рынке климатической техники. Продукция производителя устанавливается в квартирах и частных домах. Это объясняется тем, что большинство моделей имеет компактные габариты и отличается хорошей теплоотдачей. Гарантия на любые изделия составляет 30 лет.
• Klima – словенская организация, которая в течение долгого времени работает над созданием отопительных приборов. В каталоге компании представлено более 130 разновидностей водяных конвекторов, которые устанавливаются в пол. Некоторые модели имеют естественную циркуляцию, а другие – принудительную.

Монтаж оборудования

Встроенные в пол батареи можно устанавливать практически в любых помещениях. Речь идет о квартирах, офисных центрах, магазинах и даже бассейнах.

• Для встраиваемого радиатора необходимо подготовить нишу, размеры которой должны превышать габариты оборудования на 5 мм. При боковом соединении это расстояние составляет 10 см.
• Для обвязки батареи потребуются полипропиленовые трубы. От использования медного трубопровода стоит отказаться.
• В некоторых случаях дополнительно производится подключение оборудования к щитку энергоснабжения.

Современные встраиваемые водяные конвекторы нельзя назвать дешевыми приборами отопления. Однако такое вложение средств действительно выгодное, ведь благодаря ему вам не придется портить интерьер или переплачивать за коммунальные услуги.

Внутрипольные конвекторы отопления водяные — монтаж

Современные технологии в строительстве и в благоустройстве жилого фонда не стоят на месте. Вместе с этим постоянно усовершенствуются и системы отопления. Появляются различные виды и типы отопительных систем помещений.

Конвектор

Конвекторы

Конвекция, это процесс движения воздуха в закрытом пространстве, при неравномерном его нагревании. Одними из часто используемых способов обогрева стали различные конвекторные устройства. Это современные и эстетические приборы, которые служат хорошей альтернативой обычным батареям и масляным радиаторам. Они экономят место интерьера и подчеркивают дизайн. Принцип действия заключается во всасывании холодного воздуха, подогретый возвращается в помещение. Систему можно использовать не только для обогрева, но и для охлаждения нужного пространства.

Конвекторные радиаторы отопления, это корпус, где располагается нагревательный элемент с пластинами, которые увеличивают теплоотдачу. Существуют различные виды таких устройств:

• Газовые.
• Электрические конвекторы отопления.
• Водяные системы.

Газовые модели – считаются самыми экономичными, из-за низкой цены на энергоноситель. Места установки таких систем, ограничены. Что бы их использовать необходимо подключение к газовой магистрали, что не всегда возможно. В них применяют коаксиальные воздуховоды (труба в трубе).

Конструкция конвекторов может быть разнообразной. От простых напольных или настенных, до более сложных. Например – встраиваемые в пол конвекторы отопления.

Подвесные вешаются на специальные крепления (кронштейны), для закрепления их на стенах. Они имеют высоту 40 – 45 см. К настенным конвекторам можно отнести так называемый «теплый плинтус». Выполняется в виде длинного декоративного плинтуса с шириной 10 – 15 см, в котором закреплен обогревательный элемент. Его можно устанавливать по периметру помещений или под окнами.

Виды конвекторов

Напольные радиаторы, значительно уже (около 20 см), но более длинные. Монтируются на сам пол, или на небольшие подставки.

Встроенные системы отопления

Встроенное в пол отопление, должно иметь специальное углубление в полу. Для этого перед укладкой полов делается ниша. В нее монтируется электрический конвектор или внутрипольные конвекторы водяного отопления. Такие системы большое применение получили в домах с панорамными, стеклянными панелями. Они не портят вид интерьера комнат. Встроенный отопительный прибор, закрывается декоративной сеткой вровень с полом. Это позволяет обогревать не только помещение, но и двери, окна.

Внутрипольные водяные конвекторы являются более экономичными, чем встроенный в пол, электрический агрегат.

Материалы для изготовления водяных систем отопления, разнообразны. Теплопроводные свойства металла, из которого изготавливаются трубы и оребрение моделей:

1. Железо – 47 Вт/Мк
2. Латунь – 111 Вт/Мк
3. Алюминий – 236 Вт/Мк
4. Медь – 390 Вт/Мк

Устройства

Медные, обладают большей тепловой мощностью. Комбинированные варианты такие как, медно-алюминиевые (оребрение из алюминия) или медно-латунные (оребрение из латуни) имеют меньшую стоимость. Хотя и не уступают медным в теплопроводности. Встраиваемые в пол водяные системы из железа – являются самыми дешевыми. Их тепловая мощность значительно уступает перечисленным экземплярам.

Встраиваемые в пол электрические конвекторы, изготовлены из тэнов, к которым подводится ток. Тэны обычно защищены керамическими рубашками. На их корпус монтируются теплопроводные пластины из металла. Они увеличивают площадь теплоотдачи.

Конвекторы отопления водяные встраиваемые, могут иметь принудительную или естественную конвекцию воздуха. При естественной циркуляции, нагретый воздух сам поднимается вверх. Он выталкивается холодными нижними слоями воздуха. Для принудительной конвекции, необходимо встроить один или несколько небольших вентиляторов. Они способствуют более интенсивному обмену воздуха через теплонагреватель. Это помогает быстрее нагревать нужное помещение. Вентиляторы подключаются к переменному или постоянному источнику питания. Такими устройствами оборудуются и электрические конвекторы, которые встраиваются в пол.

Встроенное отопление может оснащаться термодатчиками, которые подключаются к системе «умный дом». Это помогает повысить экономичность в процессе эксплуатации.

Водяной

Конвектор внутрипольный водяной, может быть применен в летнее время, в качестве кондиционера. Для таких целей используют системы с четырьмя трубами. Они подключаются одновременно к отоплению и к чиллеру (охладителю жидкости). Такие модели носят название фанкойлы.

Монтаж и установка

Обычно конвекторы в пол устанавливаются перед входными дверями или большими напольными окнами.

1. Вмонтированные у двери, они помогают быстро прогреть поступающий внутрь холодный воздух.
2. Водяные, встраиваемые в пол конвекторы, установленные вдоль стеклянных стен, не позволяют им покрываться изморозью.

Для монтажа используют как длинные (до 2 м), так и короткие лотки, встраиваемые в пол. Это зависит от места установки прибора. Корпус изготавливают из металла, который имеет П-образную форму. Вставляется в заранее приготовленное углубление в полу. Такие устройства можно менять при необходимости. Другой способ – корпус намертво устанавливается в процессе заливки стяжки полов. Материал короба, выполняется из металлов, устойчивых к воздействию веществ, присутствующих в бетоне. Высота корпуса обычно составляет 5 -15 см. Главное, что бы она была вровень с предполагаемым полом.

Схема монтажа

Внутри лотка устанавливается теплообменник. Это трубка U образной (змеевидной) формы, с тонкими пластинами. На конце трубки, нарезается резьба. С помощью фитингов, она подключается к отопительной системе. Подключение производится при помощи водяных гибких шлангов для отопления. Теплообменник крепится к корпусу на специальных кронштейнах. В короб, при необходимости, устанавливаются вентиляторы. Каркас закрепляется в колодце регулировочными болтами.

Верхняя, открытая часть, закрывается декоративными решетками. Материал для их изготовления может быть любым:

• Пластик.
• Ценные породы дерева, которые подбираются под структуру полов.
• Металл (нержавейка, сталь, алюминий), покрытый специальной краской.

Основные требования к решеткам:

1. Хорошая пропускаемость воздуха. Это обеспечивается размером и конструкцией щелей.
2. Устойчивость к нагреванию, что позволит без последствий, к ним прикасаться в процессе эксплуатации.
3. Прочность.

Решетка ставится на защелки или клеится к полу.

Установка

Конвектор электрический, устанавливается по аналогичной схеме. Только вместо воды он подключается к системе электроснабжения.

Выбор и достоинства внутрипольных систем.

Внутрипольные конвекторы отопления водяные, выбираются из расчета количества обогреваемых помещений, мест установки. В настоящее время при постройке различных промышленных и жилых строений, стали в большом количестве использовать панорамные окна. В таких местах целесообразно, вместо традиционного отопления, применять конвекторы отопления, как водяные, так и электрические – встраиваемые в пол. Это хорошо помогает обогреву, не влияя на интерьер пространства. Так же на их выбор зависит высота и размеры помещений.

Подогрев воздуха

Сейчас в продаже имеется большой выбор относительно недорогих и надежных моделей. Можно купить водяной конвектор на любой вкус и для разных условий использования.

Несколько популярных производителей и параметры их продукции:

• Бельгийские модели фирмы YAGA выпускаются для водяного отопления. Они оборудованы вентиляторами, имеют хорошую теплоотдачу.
• Большой популярностью пользуются изделия словенского производителя KLIMA. Базовые модели (TK) имеют естественную циркуляцию воздуха. Изделия серии TKV – используют принудительную конвекцию.
• По своим показателям, зарубежным производителям, не уступают российские топы фирмы БРИЗ. В базовом исполнении они используют естественную конвекцию. Однако цена на порядок ниже зарубежных аналогов.
• Фирма BARMAN поставляет на рынок, как водяные, так и электрические приборы. Теплоотдача этих устройств несколько ниже, чем у предыдущих. Конвекторы имеют естественный оборот воздуха.
• Конвекторы MINIB, широко представлены на рынке отопления моделями бассейнов, оранжерей, коттеджей. Имеют хорошие мощности и рабочие характеристики.

При покупке стоит обращать внимание на состояние корпуса. Не должно быть механических повреждений, царапин защитного слоя. Это необходимо для более длительной их эксплуатации.

К достоинствам внутрипольных водяных конвекторов отопления, можно отнести:

1. Возможность установки в любом удобном месте, что не всегда позволяют сделать обычные отопительные батареи.
2. Небольшой вес.
3. Безопасность. Их можно ставить в детских комнатах, не боясь ожогов у детей.
4. Возможность монтажа в многоэтажных, частных домах и других производственных помещениях.
5. Доступность приобретения нужных видов конвекторов, в специализированных точках продажи.
6. Простота при монтаже.
7. Неприхотливость. Такие приборы можно использовать в местах с повышенным влажностным режимом.
8. При своей эксплуатации конвекторы не пересушивают атмосферу и помещениях.

Так, как конвекторы расположены непосредственно в самом полу, приходится уделять внимание за их правильным уходом. Необходимо производить очистку внутри короба, не забывая про решетку. Это легко выполняется с помощью обычного пылесоса.

Считать, что цена, на покупку и монтаж внутрипольных конвекторов будет дешевой – неправильно. Однако средства, потраченные на такое отопление, окупятся. Применение таких устройств, значительно улучшает микроклимат помещения, а затраты по оплате коммунальных услуг существенно экономятся.

Внутрипольные конвекторы от разных производителей, самая низкая цена в Ростове.

Такое архитектурное решение, как большие оконные проемы, которые все чаще устанавливаются в виде полностью остекленной стенки, сегодня распространено в строительстве частных домов и коттеджей. Как же отопить помещение, которое фактически не имеет стен? Внутрипольные конвекторы помогут решить эту проблему. Такое оборудование эффективно благодаря быстрой реакции на перепады температуры внутри помещения. Когда воздух охлаждается, конвектор внутрипольный водяной нагревается предельно быстро, а в случае высокой температуры он так же быстро прекращает подавать тепло.

Внутрипольные конвекторы отопления обеспечат максимальный уровень комфорта, подарят возможность поддерживать постоянную оптимальную температуру в комнате.

Почему сегодня многие устанавливают такое оборудование?

• Его установка не требует нарушать интерьер помещения и позволяет освободить много пространства.
• Холодный воздух не попадает в помещение из больших окон благодаря барьеру из подогретого воздуха.
• Можно установить устройство там, где наблюдается сильная теплопотеря.
• Цена такого оборудования доступна.
• С такой техникой можно с легкостью отопить коттедж, загородный дом, дачу, общественные места.

Встраиваемые внутрипольные конвекторы различаются по многим характеристикам, и одной из них является вид конвекции. Она может быть принудительной и естественной. Устройства с естественной конвекцией применяются, как правило, в качестве дополнительного отопления. Холодный воздух попадает в прибор, прогревается там теплоносителем и подымается вверх.

Внутрипольные конвекторы с принудительной конвекцией имеют повышенную производительность. Так, прохладный воздух нагнетается специальным вмонтированным вентилятором, проходит через теплообменник и после прогревания идет вверх. Внутрипольные конвекторы с вентилятором требуют обязательного наличия подведенного электричества.

Конвектор водяной встраиваемый в пол – отличное решение для тех, кто привык жить с комфортом, несмотря ни на что! В вашей гостиной огромные окна с видом на красивое озеро? Или столовая так остеклена, что видно все вокруг? Непрактичные радиаторы – не станут решением вопроса обогрева комнаты с такими окнами. Единственный эффективный вариант – купить устройства, которые встраиваются в пол и обогревают комнату снизу.

Итак, что собой представляет встроенный конвектор, как его правильно выбрать и использовать? Рассмотрим основные составляющие в конструкции такой отопительной техники.

Основа конструкции прибора – это его корпус. Лучше купить алюминиевый корпус устройства или же стальной с двойной оцинковкой.

В приборе с вентилятором обязательно будет присутствовать тангенциальный вентилятор. Следует обратить внимание, насколько он шумный в работе. Для функционирования вентиляторов ставятся энергоэффективные ЕС-двигатели небольших размеров.

• Теплообменник.

Этот элемент, который включают конвекторы напольные встраиваемые, может быть двухконтурным, иметь второй уровень для повышения тепловой мощности прибора. Второй же контур используется для того, чтобы охладить воздух.

Напольный встроенный конвектор может иметь поперечную или продольную решетку. К основанию такой элемент прикрепляется резиновой лентой, металлическим прутом, пружиной. Решетка может быть выполнена из пластика, дерева, гибких полимеров, алюминия, нержавеющей стали.

Конвекторы, встраиваемые в пол, могут быть оснащены вмонтированной в прибор автоматикой. А также производители предлагают отдельные устройства, которые устанавливают в помещении. Системная автоматика может иметь ступенчатое или плавное регулирование, естественно, более предпочитаемым является последний вариант.

Если вы хотите купить встроенные конвекторы отопления, наша компания готова предоставить большой выбор моделей и вариантов, цена которых зависит от параметров устройств. Также мы производим монтаж такого отопительного оборудования.

В каких случаях конвекторы встраиваемые подходят для использования?

• если вы хотите сделать максимально надежную систему отопления;
• если ваша система вас не устраивает и вы желаете ее дополнить такими приборами, как конвекторы, встроенные в пол;
• если требуется снизить издержки на оплату электроэнергии и отопления.

Встраиваемые конвекторы отопления – это эффективные устройства для поддержания комфортных температурных условий внутри комнаты, которая недостаточно отоплена или значительно остеклена. Конвекторы отопления, встраиваемые в пол, можно установить и самостоятельно, однако наши специалисты произведут профессиональный монтаж по всем стандартам.

Внутрипольные конвекторы или радиаторы(плюсы и минусы)

Вот они, конвекторы, да не простые, а внутрипольные конвекторы. Название говорит само за себя: это отопительные батареи, встраиваемые в пол. У них есть и не менее симпатичные названия: подпольные радиаторы, например, или половые батареи. Но мы, пожалуй, возьмём за основу общепринятый термин. Монтаж такой системы делает ее невидимой. С определением разобрались. 

Кстати, а какими они могут быть, эти внутрипольные конвекторы? Водяными или электрическими конвекторами, угловыми, радиусными, с вентилятором или без, с принудительной или естественной циркуляцией тепла. Вентилятор встроен для увеличения мощности теплоотдачи в несколько раз, обеспечивая процесс конвекции (теплообмен, передающий внутреннюю энергию струями и потоками, холодный воздух всегда находится внизу, теплый – взмывает ввысь).

           Естественная конвекция происходит благодаря законам физики. Принудительная конвекция происходит за счет (тоже законов физики) работы вентилятора (или нескольких, если радиатор большой). Регулируя вращения вентилятора, вы управляете теплом в помещении. Это повышает продуктивность работы отопительной системы – обычная батарея значительно уступает по этим характеристикам (энергосбережение и теплоотдача).
               Работают внутрипольные конвекторы, как кондиционеры, только наоборот. Они, банально говоря, преобразуют холодный воздух в тёплый, поглощая конденсат, обогревая помещение.
Водяные внутрипольные конвекторы. Состоят из алюминиевой или медно-алюминиевой трубки, по которой циркулирует вода – идеальный электролит.
Электрические конвекторы. Теплоносителем является не вода, а встроенный нагревательный элемент. Не рекомендуется использовать в деревянных домах.
Угловые/радиусные – это те, которые устанавливаются в «труднодоступных местах», когда нужно обойти угол или обогнуть колонну, зайти в нишу.

     Преимущества внутрипольных конвекторов.

По ним можно ходить (а детям – даже бегать и прыгать). Решетка достаточно прочная. Об нее невозможно обжечься – ее температура не превышает 40° С.

Теплоотдача. Алюминий и медь, металлы, из которых изготовлен теплообменник, ускоряют обогрев помещения в разы, в десятки раз, благодаря своей теплопроводности. Это основной показатель при выборе конвектора, поскольку «гармошка», сделанная из древнего чугуна не обогревает окружающую среду должным образом, из-за чего температура в помещении может быть неравномерной. Также пластины теплообменника могут быть стальными или сделанными из оцинкованной стали, что ничуть не уступает алюминию.

Безопасность. В первую очередь защита от гидроудара. Это достигается путем увеличения давления на несколько атмосфер по сравнению с централизированным отоплением. Давление стабильно и резкий перепад ему не грозит. Приходилось ли Вам прислушиваться к батарее? Журчание воды – звук обычный и приемлемый, но гул и пощёлкивание – сигнал тревожный. Старая батарея может запросто лопнуть, оросив кипятком всё вокруг. Лопнуть может и алюминиевый радиатор, а вот сплав алюминия и стали – нет.

Практичность. Не занимает места в помещении. Никаких запотевших окон. Никакого сквозняка. Большинство моделей можно собрать вручную самостоятельно и установить где угодно. Это удобно.
Грамотно установленный конвектор не только подчёркивает стильный дизайн комнаты, но и создаёт в ней уют.
В материальном мире нет ничего вечного и идеального.

Недостатки есть и у внутрипольных конвекторов.

Первый, остновной– это обида работников коммунальных служб, так как Вы экономите финансы на оплате их услуг.

Второй – настенные или напольные конвекторы производят, все-таки, больше тепла. Об этом стоит задуматься, если потолок в помещении высокий. Эта проблема решаема путём принудительной конвекции – интенсивного разделения холодных и тёплых потоков воздуха.

Третий – шум вентилятора. Он настолько тихий, что нередко для того, чтобы его расслышать, приходится выключить ноутбук. Кондиционер шумит громче.

Четвертый – вездесущая пыль. Может накапливаться в конвекторе, что логично, ведь он находится на полу. В таких случаях ее просто удаляют пылесосом. Да, и цена, соответствующая качеству.

Стоит ли экономить на тепле в собственном доме – вопрос индивидуальный.

Радиаторы отопления встроенные в пол — особенности, достоинства и недостатки

Тепловые радиаторы, встраиваемые в пол, чаще используются при нестандартном дизайне. В помещениях, которые имеют панорамные окна, такие батареи выполняют свои функции, не заслоняя открытое пространство. Они не только обогревают помещение, но и создают тепловую завесу, препятствуя поступлению холодного воздуха от окон. Подобные приборы устанавливают в частных домах, зимних садах, спортзалах, офисах и других помещениях социального назначения.

Радиаторы отопления встроенные в пол

Внешне такой радиатор похож на пенал, закрытый сверху решеткой. Внутри находится устройство, которые непосредственно обогревает помещение. Давайте подробнее разберемся с радиаторами отопления, встроенными в пол, их преимуществами и недостатками в использовании.

Устройство радиатора

Радиаторы отопления встроенные в пол состоят из ребристого нагревателя, корпуса и панели, прикрывающей всю конструкцию. Они могут дополняться вентиляторами для лучшего распределения тепла. Устройство помещается в стяжку и заделывается на уровне напольного покрытия.

Устройство радиаторов встраиваемых в пол.

Рассмотрим каждый элемент по отдельности:

• Корпус такого радиатора обычно изготавливается из нержавеющей стали. Но для сухого помещения можно подобрать и другой материал. Загвоздка бывает в том, что малоизвестные компании часто применяют некачественную техническую сталь, недолговечную в эксплуатации. Обязательно узнавайте у продавца, из какого материала изготовлен корпус.

Устройство радиаторов встраиваемых в пол.

• Ребристый нагреватель или теплообменник. Он представляет собой металлический контур с присоединенными пластинами, припаянными с помощью химического состава с молекулами серебра. Пластины плотно соединены с основой. Ни повышенные температуры, ни постоянное изменение состояния в результате расширения-сужения не влияют на прочность сцепления. Тепло от контура передается на пластины, от которых и происходит теплообмен с воздухом.

Ребристый нагреватель

• Напольные решетки. Они устанавливаются на уровне финишного покрытия и имеют цель предохранить конструкцию от механических повреждений. Могут быть как съемными, так и смонтированными вместе с основным механизмом радиатора. Второй вариант так и продается, готовым к подключению.
• Воздушный вентилятор. Установка вентилятора позволяет получить больше тепла. Он подключается к электрическим сетям, а чтобы уменьшить уровень шумов, используются виброзащитные опоры. Радиаторы с имеющимися вентиляторами выдают больше тепла, так как заслоняют проход холодным воздушным потокам от окон и не дают образовываться на стекле каплям воды.

Воздушный вентилятор

• Клапан сброса. Устройство для сброса воздушной прослойки подключают после монтажа радиатора, встроенного в пол. Помогает устранять завоздушивание и повышает эффективность такой отопительной системы.
• Регуляторы. Наличие таких устройств позволяет задавать нужный температурный режим в помещении.

Регуляторы

Обратите внимание! Почти все, встраиваемые в пол радиаторы отопления, имеют регулятор мощности. Можно в любой момент выбрать уровень нагрева.

• Вводы. Расположены с торца или бока радиатора. При невозможности использовать горячий теплоноситель, приобретают электрические батареи, которые также встраивают в пол.

Вводы

Преимущества радиаторов, встраиваемых в пол

Отопительные батареи, встраиваемые в пол, прекрасно справляются с задачей обогрева помещений. Основные преимущества:

• Появление свободного пространства. Теперь ничто не мешает ставить предметы интерьера и мебель на пол вплотную к стене.
• Скрытое размещение радиатора. Не требуется покупать приборы, которые бы соответствовали дизайну комнаты.
• Высокая производительность такого радиатора при долгом сроке эксплуатации.
• Устойчивость к агрессивным теплоносителям, его надежность и соблюдение всех требований экологической безопасности.
• Возможность установки панорамного остекления.

Установленный в пол радиатор отопления

При всех положительных качествах радиаторов отопления, встраиваемых в пол, есть моменты, которые снижают их популярность. Например, производить установку данных приборов лучше всего во время строительства дома или его капитального ремонта. А подключаются батареи с водой в качестве теплоносителя при помощи канала, который прокладывают внутри пола. Это и делает сложным монтаж, особенно если он производится в цементной стяжке.

Монтаж радиатора отопления встроенного в пол

Особенности радиаторов

• Напольные устройства для обогревания производятся с корпусами или без них. Первые проще в установке. Сначала готовят желоб по длине радиатора, помещают в него прибор и присоединяют к коммуникациям. Размеры коробов могут колебаться от 90 см до 3 м, и позволяют подобрать нужный вариант в любое помещение.
• Если выбран простой и бюджетный вариант без корпуса, придется подбирать способ надежного крепления батареи к полу и делать термоизоляцию, для того чтобы избежать потери тепла. В качестве такого материала может подойти практически любой, продающийся на строительном рынке, обладающий устойчивостью к нагреванию и имеющий низкий коэффициент теплопроводности.
• Простая конструкция теплообменника, состоящая из контура и пластин, надежна и эффективна в эксплуатации. Она бывает изготовлена из оцинкованной стали, алюминия и меди. Последние варианты стоят дороже и имеют лучшие показатели мощности из-за высокой степени теплопроводности и устойчивости к коррозии.
• Имеется возможность увеличения мощности. Если имеющийся узел недостаточен для обогревания помещения, радиаторы можно укомплектовать дополнительным теплообменником. Отапливаемая площадь увеличивается в 2-3 раза.
• Можно выбрать понравившийся дизайн напольной решетки. Она может быть сделана из различных материалов и иметь отличающееся цветовое решение.

Различный дизайн решетки радиатора встроенного в пол

Радиаторы, встраиваемые в пол, работают, так же как и привычные настенные приборы отопления, но обладают и своими отличительными характеристиками.

Как выбрать

При покупке электрических напольных радиаторов отопления, встраиваемых в пол, нужно отталкиваться от требуемых размеров и желаемой мощности. Стоит определиться и с вентилятором: нужна ли принудительная конвекция или достаточно будет естественной.

При выборе встраиваемых батарей с теплоносителями требуется учесть многие факторы.

1. Давление в теплосистеме. Такие радиаторы подойдут для обогрева домов, имеющих замкнутую сеть отопления. Перед установкой в квартирах многоэтажного дома требуется учесть имеющееся давление. Такие данные можно получить в ЖЭКе или работников управляющей компании, и согласно им подобрать нужную модель радиатора. Обычно такое устройство должно выдерживать давление до 15 атмосфер.
2. Параметры и тип теплоносителя. Если встраиваемые в пол приборы монтируются в частном доме, то подходит любой теплоноситель, так как собственник жилья сам осуществляет контроль за его температурой и состоянием. Для жителей многоэтажек наполнение радиаторов может создать множество проблем. Поэтому при решении установить встраиваемые батареи нужно заранее узнать о качестве, Ph жидкости, температуре, содержании кислорода и других характеристиках теплоносителя.
3. Тип системы отопления и диаметры подключения. Многие модели радиаторов могут нормально функционировать в однотрубной и двухтрубной системах обогревания. Но эти сведения требуется уточнить у продавцов. А при несовпадении диаметров можно воспользоваться переходниками.

Однотрубная и двухтрубная разводка системы отопления.

Обратите внимание! Радиаторы, встраиваемые в пол, могут быть единственными источниками отопления в помещении.

Разновидности моделей

Выпускается две модификации радиаторов: с естественной и принудительной конвекцией. Имеющиеся вентиляторы питаются от сети в 22 В. или источника с постоянным током на 12 или 24 В.

Среди разнообразных встраиваемых батарей продаются модели, предназначенные и для отопления, и для охлаждения. Выпускаются двухтрубные и четырехтрубные устройства. В первом варианте теплообменник подключен к отоплению и к охлаждению. Во втором — имеются два теплообменника, каждый из которых связан с одной из систем. Такие радиаторы более эффективны в эксплуатации, но и стоят дороже.

Нестандартные виды и размеры радиаторов.

Встречаются напольные модели с функцией подачи свежего воздуха. Для этого воздух всасывается через отдельное отверстие, проходит через встроенные фильтры, подогревается и уходит обратно в комнаты.

При нестандартных помещениях с имеющимся искривлением пола можно заказать угловые радиаторы или с нужным радиусом кривизны. Есть теплообменники на гибких шлангах, которые позволяют вынуть прибор на пол и убрать его обратно.

Электронные и механические термостаты позволяют контролировать и изменять температуру и мощность радиаторов, встраиваемых в пол. Такие устройства располагаются внутри корпуса, а управляются при помощи дистанционного пульта. Электронные варианты располагают возможностью программирования температуры обогрева по времени.

Термостат для батареи отопления

Можно подобрать и устройства, предназначенные для высокого уровня влажности. В таких радиаторах применяются материалы и электрооборудование, не поддающиеся коррозии. Предусмотрен и дренажный сток, по которому отводится конденсат.

Рекомендации специалистов по монтажу

Первым важным шагом после принятия решения об установке такого вида радиаторов будет составление проекта с указанием всех факторов: расположения, габаритов конструкции, производительности и остального.

Требуется приобрести все необходимое оборудование.

Монтаж встраиваемых в пол радиаторов

Во время заливки стяжки прокладываются трубы для подачи теплоносителя. А в готовом помещении делаются штробы, в которые и будут помещены трубы. Далее готовится ниша для корпуса. При этом она должна быть больше, чем короб радиатора на 5 мм по ширине и длине при торцевом подключении, и на 10 мм при боковом. После этого производится установка радиатора отопления. На этом этапе главное — это расположить конструкцию так, чтобы она не выступала за поверхность напольного покрытия. Соединяются патрубки с трубами подачи теплоносителя. Места соединений должны быть прочно зафиксированы. Для проверки обычно проводят пробный пуск отопительной системы.

Последний штрих — укладка наружной решетки на пол.

Радиатор встроенный в пол

Расчет мощности и величины прибора, встроенного в пол, производится по параметрам, учитывающим высоту потолков, размеры окон, среднюю температуру воздуха зимой окон и прочее. Приблизительно подбирают таким образом:  на 1 квадратный метр площади — 100 Вт мощности батареи.

Недостатки

Конвекторы встраиваемые в пол.

• Для установки таких батарей может потребоваться увеличение высоты пола. Это уменьшит высоту помещения и потребует лишних затрат для покупки строительных материалов.
• Цена отопительных приборов выше, чем у привычных настенных или напольных моделей.
• Такие батареи не самый лучший вариант для помещений с высотой потолков более 3 метров. Лучше будет приобрети настенные варианты.
• Батареи, встроенные в пол, сложнее в установке.
• Если у радиаторов присутствует система принудительной конвекции, то плата за электроэнергию увеличивается.
• Внутри батарей собирается пыль, а при наличии принудительной конвекции она может разноситься по всему помещению.

Батареи будущего невесомы и невидимы

Известные аэрокосмические компании, такие как Airbus, и стартапы, такие как Zunum, уже много лет работают над электрификацией пассажирских самолетов. Но даже если они добьются успеха, упаковка самолета, наполненного обычными батареями, несет в себе серьезные риски для безопасности. Короткое замыкание в большой аккумуляторной батарее может вызвать серьезный пожар или взрыв. «Аэрокосмический сектор очень консервативен, и они опасаются комплектовать самолеты этими действительно мощными батареями», — говорит Гринхал.Новый химический состав аккумуляторов, включая твердые электролиты, может снизить риск, но удовлетворение огромных энергетических потребностей пассажирского самолета по-прежнему является серьезной проблемой, которую можно решить с помощью структурных аккумуляторов.

В рамках проекта Sorcerer Асп и его коллеги создали структурные батареи из тонких слоев углеродного волокна, которые, возможно, можно было бы использовать для создания частей кабины или крыльев самолета. Экспериментальные батареи, разработанные командой Sorcerer, значительно улучшили механические свойства и плотность энергии по сравнению с батареями, которые они производили в рамках инициативы Storage десятью годами ранее. «Теперь мы можем производить материалы, которые имеют не менее 20–30 процентов как емкости хранения энергии, так и механической емкости систем, которые мы хотим заменить», — говорит Асп. «Это огромный прогресс».

Но технические проблемы — это только половина дела, когда речь идет о доставке структурных батарей из лаборатории в реальный мир. Как автомобильная, так и авиационная промышленность жестко регулируются, и производители часто работают с небольшой прибылью. Это означает, что внедрение новых материалов в автомобили и самолеты требует демонстрации их безопасности регулирующим органам и их превосходных характеристик для производителей.

По мере того, как структурная батарея заряжается и разряжается, ионы лития перемещаются внутрь и наружу катодов из углеродного волокна, что изменяет их форму и механические свойства. Для производителей и регулирующих органов важно иметь возможность точно предсказать, как эти структурные батареи будут реагировать, когда они будут использоваться, и как это повлияет на характеристики транспортных средств, которыми они питаются. С этой целью Гринхал и Асп создают математические модели, которые точно покажут, как структура транспортных средств, построенных из этих батарей, изменяется во время использования.Асп говорит, что, вероятно, пройдет более десяти лет, прежде чем структурные батареи будут развернуты в транспортных средствах из-за их значительных требований к мощности и нормативных требований. Он прогнозирует, что до того, как это произойдет, они станут обычным явлением в бытовой электронике.

Цзе Сяо, главный научный сотрудник и менеджер группы «Батареи и материалы» Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории, соглашается. Она считает, что особенно многообещающая и часто упускаемая из виду область применения — это микроэлектроника.Это устройства, которые удобно помещаются на кончике вашего пальца и особенно полезны для медицинских имплантатов. Но сначала должен быть способ привести их в действие.

«Структурные батареи чрезвычайно полезны для микроэлектроники, потому что их объем очень ограничен», — говорит Сяо. Хотя можно уменьшить размеры обычных батарей до размера рисового зерна, эти элементы по-прежнему занимают ценное место в микроэлектронике. Но структурные батареи не занимают больше места, чем само устройство.В PNNL Сяо и ее коллеги изучали некоторые фундаментальные проблемы, связанные с конструкцией микробатареи, например, как поддерживать выравнивание между электродами при изгибе или скручивании структурной батареи. «С точки зрения дизайна очень важно, чтобы положительный и отрицательный электроды были обращены друг к другу», — говорит Сяо. «Таким образом, даже если мы можем воспользоваться пустотами, если эти электроды не выровнены, они не будут участвовать в химической реакции. Таким образом, это ограничивает конструкции структурных батарей неправильной формы.”

Сяо и ее команда работали над несколькими нишевыми научными приложениями для микроструктурных батарей, такими как вводимые метки для отслеживания лосося и летучих мышей. Но она говорит, что пройдет еще некоторое время, прежде чем они найдут широкое применение в таких новых технологиях, как электронная кожа для протезирования. В то же время структурные батареи могут стать благом для энергоемких роботов. В лаборатории в кампусе Анн-Арбор в Мичиганском университете химик и инженер-химик Николас Котов наблюдает за зверинцем небольших биомиметических роботов, которые он разработал вместе со своими аспирантами.«Организмы распределяют запасы энергии по всему телу, выполняя двойные или тройные функции», — говорит Котов. «Жир — отличный тому пример. В нем много энергии. Вопрос в том, как это воспроизвести? »

Конкретная правда о батареях, хранящихся на бетоне | Office for Science and Society

Слышали ли вы о разряде батарей при хранении на бетоне? По-видимому, некоторые люди стали хранить аккумуляторы на 12 В — такие, которые используются в электрических инвалидных колясках и системах аварийного освещения — на деревянных полках, чтобы максимально продлить срок их службы.Есть ли в этом искра истины или это утверждение мертво в воде?

Небольшое исследование показывает, что это зомби-правда: раньше было , что батареи разряжались быстрее при хранении на бетоне, но новые технологии положили конец этому явлению. Тем не менее вера сохраняется.

Сто лет назад это практическое правило было весьма полезно, поскольку корпус батареи был деревянным, а электрические элементы — стеклянными. Если бетонный пол под ним будет влажным, деревянный ящик разбухнет, что приведет к разрушению стеклянных ячеек.

Последующие батареи иногда вообще не имели корпуса, что допускало электрические разряды в бетоне. Затем появились пористые резиновые футляры, содержащие атомы углерода: это также создавало электрическую активность между элементами в присутствии влаги, что приводило к преждевременной разрядке батарей.

Современные батареи, однако, заключены в пластик или твердую резину, что значительно снижает потери энергии. Однако со временем батареи естественным образом саморазряжаются, но это происходит из-за внутреннего процесса, а не из-за типа материала, на котором установлена ​​батарея.

Соединение, называемое сульфатом свинца, естественным образом образуется во время использования батареи и может кристаллизоваться на отрицательной пластине батареи, особенно когда батарея находится в состоянии покоя в течение длительного времени. Эти кристаллы со временем ухудшают производительность батареи.

Читатель попросил нас разобраться в этом мифе, потому что его беспокоило время автономной работы паркоматов. Все эти измерители используют батарею 12 В для подачи основного питания или в качестве резервного, и эти батареи устанавливаются на стальном листе, установленном на бетоне, или, иногда, непосредственно на самом бетоне.

Если эти батареи разряжаются быстрее, чем ожидалось, я подозреваю, что это не связано с материалом, на котором они установлены, а с температурой окружающей среды. Лето в Монреале может быть довольно суровым: в июне у нас была максимальная температура 32 градуса по Цельсию. Я могу только представить, как жарко становится внутри черного паркомата в центре Монреаля.

Тепло вредно для аккумуляторов. По данным производителя Pacific Power Batteries, автомобильный аккумулятор в жарком климате прослужит в среднем только две трети от срока службы в холодном климате.Например, аккумулятор, который работает 4 года в холодных условиях, прослужит всего 2 года и 8 месяцев в жарком климате. Размещение батареи на бетонной плите, которая может действовать как теплоотвод, может фактически продлить срок ее службы, поглощая часть этого тепла.

В следующий раз, когда кто-нибудь посоветует вам хранить сверхмощную батарею на дереве, а не на бетоне, напомните им, что ящики для батарей радикально изменились за последнее столетие и что бетон сейчас действительно хорош для хранения.

И помните, что батареи, как правило, служат дольше, когда они холодные.

@CrackedScience

Tesla построили самую большую в мире батарею. Вот как это работает.

Примечание. Эта история была обновлена ​​1 декабря.

Илон Маск и Tesla выполнили амбициозное обязательство, и теперь в штате Южная Австралия находится самая большая в мире батарея. Батарейная установка подключена к ветряной электростанции (это то, что дает ей энергию) и большей сети и служит резервуаром электричества на время, когда потребление энергии достигает пика или когда не дует ветер.Маск, П. Шоумен, похожий на Барнума, который недавно представил новый электрический грузовик и родстер следующего поколения, хотя поставки Model 3 компании были медленными, пообещал, что смелый проект будет бесплатным, если они не смогут завершить его вовремя. Теперь у них есть.

Забавно представить себе огромную батарею Duracell, торчащую из земли, но на самом деле массивная установка — она ​​сопоставима с площадью футбольного поля, согласно The New York Times. единицы, называемые Powerpacks.Тесла не сообщает точно, сколько Powerpacks составляет гигантскую батарею, только то, что они исчисляются сотнями; По данным компании, он имеет мощность 100 мегаватт, способную обеспечить энергией более 30 000 домов.

«Завершение строительства самой большой в мире литий-ионной батареи в рекордные сроки показывает, что возможно устойчивое и эффективное энергетическое решение», — говорится в заявлении представителя компании.

Эта батарея официально известна как Hornsdale Energy Reserve и находится примерно в 9 милях от Джеймстауна, Южная Австралия.Его строительство будет завершено с приближением лета, и австралийцы захотят включить кондиционер. «Южная Австралия в настоящее время является мировым лидером в области диспетчеризации возобновляемых источников энергии, которые доставляются в дома и на предприятия круглосуточно и без выходных, — говорится в заявлении премьер-министра Южной Австралии Джей Уэзерилла.

В некотором смысле это та же уловка, которую Тесла применил к конструкции своего звездолета, где сам корпус является частью топливного бака.Это также не первый случай, когда Илон применяет уроки, извлеченные в одной компании, к продукции другой. В данном случае решением был клей (предназначенный для словесного материала), который действовал не только как клей и антипирен, как в предыдущих моделях, но и как материал для усиления упаковки. Поместите это между двумя стальными листами, и вы сделаете аккумуляторную батарею прочной и устойчивой к сдвигу. Больше не требует поддержки извне. В отличие от CATL, которая начала размещать элементы в упаковке напрямую и исключая модули, это практически решение для передачи данных от элемента к транспортному средству , поскольку аккумуляторная батарея больше не является просто корпусом, это часть конструкции транспортного средства.

Tesla убивает более двух зайцев одним выстрелом, потому что есть еще пара вещей, которые позволяет эта новая архитектура. Теперь, когда аккумуляторный блок не распространяется на переднюю и заднюю часть автомобиля, он имеет еще более эффективные зоны деформации, а также больше места. Это приводит нас к еще одному преимуществу. Конечно, эту дополнительную комнату можно было бы оставить пустой и использовать для большего количества багажа. Или, возможно, вместо более мощного фронта машина могла бы получить большой HEPA-фильтр, обеспечивающий режим защиты от биологического оружия.Даже с фильтром HEPA, скорее всего, все равно будет больше фронта, чем сегодня. Трудно переоценить, сколько будет дополнительного места, и часть этого, вероятно, даже распространится на большую кабину.

Конечный результат? Тесла немного подумал о том, насколько эффективнее была структурная целостность. Во время Battery Day Илон Маск рекламировал его как хорошее решение для решения проблем структурной целостности кабриолетов, но не сравнивал его напрямую с автомобилями с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) или собственными существующими автомобилями.До твита на этой неделе, в котором Илон — по совпадению, отвечая на мой твит — пояснил, что это более жесткий и крупный прорыв.

Батарейный блок

будет представлять собой связанную структуру с элементами, обеспечивающими передачу сдвига между стальными верхними и нижними лицевыми листами, устраняя большинство центральных частей корпуса, обеспечивая при этом лучшую жесткость на кручение и улучшенный полярный момент или инерцию. Это * серьезный * прорыв.

— Илон Маск (@elonmusk) 7 октября 2020 г.

Как ни странно, похоже, что он на самом деле не ответил на мой вопрос.Или он? Видите ли, все это во многом связано с литьем под давлением, а также с патентом на конструкцию unibody, который мы видели более года назад.

Машина Tesla, литая под давлением, без корпуса.

Видите ли, с новой аккумуляторной батареей Tesla может перейти к следующему этапу реализации своих амбиций в области литья под давлением. В конце концов, это будет работать только в том случае, если пол не является частью цельного корпуса, поскольку готовая форма выталкивается вверх, а затем снимается с машины. Им не нужно делать пол для обеспечения структурной целостности, потому что эту роль берет на себя аккумулятор.Tesla, скорее всего, будет делать это поэтапно. Итак, является ли совпадением то, что на вопрос о том, будет ли Tesla отливать среднюю часть автомобиля как единое целое, Илон отвечает о революционной батарее, которая сделает это возможным? Что ж, если вам нужно больше убедительности, ниже приведены еще несколько «совпадений», начиная с конкретной выдержки из этого патента:

«Такие литейные машины могут уменьшить количество разливочных машин или фактических отливок, необходимых для отливки полной или практически полной рамы транспортного средства (например.g., до менее шести, менее пяти, менее четырех, менее трех, менее двух или одной (ых) литейной (ых) машины (ов)) ».

Для Model Y или, может быть, для Model Placeholder за 25000 долларов в Giga Berlin, возможно, что Tesla будет использовать литейную машину, как она это делает для сборки заднего корпуса во Фремонте, одну для переднего аналога, а затем следующий шаг, средняя часть тела будет добавлена, как было выделено на одном из изображений в патенте.

Что самое интересное, то, как в настоящее время компания штампует и сваривает эту часть корпуса, на каком-то этапе это выглядит точно так, как вы видите на изображении выше.Две боковые панели точно такой формы затем соединяются двумя распорками крыши: передней частью, которая отделяет секцию капота от кабины, и задней частью. Благодаря конструктивному аккумуляторному блоку корпус можно отлить и вытолкнуть из машины.

Теперь, возвращаясь к моему твиту, я именно об этом и спрашивал. В этом твите я случайно написал «штамп», а не «литье», но то, что Илон ответил о структурном аккумуляторном блоке в ответ на вопрос о цельнолитом литье, заставляет меня думать, что Илон подтверждал, что структурный аккумуляторный блок делает это возможным.В патентах четко указано, что этот метод литья может осуществляться по частям, а не как одно целое. Вполне вероятно, что одно — это ступенька к другому. Также весьма вероятно, что тиснение unibody позволит Tesla производить значительно более дешевые автомобили, такие как Model Placeholder за 25000 долларов или сверхдешевые роботакси, обсуждаемые в моей предыдущей статье в этой цепочке статей о Battery Day.

Эта статья по большей части была написана еще до того, как Илон Маск ответил на мой твит.В то время я писал, что настоящая конструкция unibody не будет реализована, пока Tesla не выяснит, что вождение полностью автономно и не удастся избежать аварий, поскольку unibody гораздо чаще невозможно починить, а, следовательно, дорого застраховать. Однако Илон также ответил на комментарий к своему твиту, в котором было раскрыто что-то новое.

Рельсы амортизатора удара могут быть отрезаны и заменены на болтовую деталь для ремонта при столкновении

— Илон Маск (@elonmusk) 7 октября 2020 г.

Это означает, что ремонтопригодность не является ограничивающим фактором для цельнолитого литья.Тем не менее, Tesla по-прежнему не будет реализовывать это немедленно. Есть вероятность, что Tesla представит это со своим недорогим автомобилем или дешевым роботакси, и это объяснит, почему и Giga Berlin, и Giga Shanghai могут представить свои собственные, разные по внешнему виду автомобили — потому что это просто другой цельный состав, основанный на та же основная архитектура батареи и технология литья. На заводе во Фремонте мы даже стали свидетелями того, как Tesla может заменять компонент в своей литейной машине на разные компоненты, которые хранятся на складе завода.

В любом случае, в ближайшее время на заводе все еще будет церемония бракосочетания, но это не будет аккумуляторный скейтборд, связанный с телом. На промежуточном этапе это будет брак цельного корпуса и структурной батареи с передней и задней зонами деформации, которые также отлиты целиком, но отдельно от цельного корпуса.

Итак, в конце концов, Tesla отказалась от скейтборда в пользу более дешевых транспортных средств, но его замена, структурный аккумуляторный блок, не только повышает безопасность и создает больше места в автомобиле для других целей, но также приближает компанию к unibody штамповочную цель мы видели выложенную в патенте.

Таким образом, вместо того, чтобы просто исключить модули и перейти к батареям типа «элемент-батарея», как это сделал CATL, здесь Tesla пошла еще дальше и изобрела решение «элемент-тело», сделав аккумуляторную батарею частью конструкции, а не драгоценным грузом. . Учитывая все, что мы знаем сейчас, когда Илон Маск сказал, что Model Y, сделанная в Giga Berlin, будет совершенно другим автомобилем, он не шутил.

Тесла будущего будет использовать батареи для конструкции оболочки

Батареи в нынешних Teslas устанавливаются в полу автомобилей, но не являются конструктивными частями шасси. Со временем это могло измениться. Сегодня на мероприятии «День батареи» Tesla подробно описала свои планы по снижению вдвое стоимости киловатт-часа своих батарей.Чтобы достичь этой цели, автопроизводитель переосмысливает то, как он будет строить автомобили в будущем.

Генеральный директор Tesla Илон Маск сказал, что компания ввела в эксплуатацию самую большую в мире штамповочную машину. В конце концов, он будет использоваться для изготовления массивных цельных штамповок на передней и задней части шасси, а аккумуляторная батарея, заполненная новыми ячейками Tesla 4680, будет составлять центральную секцию.

Тесла

Маск утверждал, что это столь же важно, как перемещение самолета из отдельных топливных баков в баки, объединенные в их крылья.«Это был большой прорыв», — сказал он. «Мы делаем то же самое с автомобилями».

Поскольку элементы сами по себе обеспечивают структуру, в батарее не будет лишнего материала, увеличивающего вес без увеличения энергоемкости. Маск также сказал, что такая конструкция позволяет расположить элементы ближе к центру автомобиля, что повышает безопасность при боковом ударе и снижает полярный момент инерции, что должно придать автомобилю более маневренный вид.

Ячейки будут приклеены к верхнему и нижнему «листам» с помощью огнестойкого структурного клея, который, по словам Маска, обеспечивает невероятную жесткость.Такая жесткость, что если бы вы построили кабриолет на базе такого шасси, он был бы жестче обычного автомобиля. (Что касается того, что имеет в виду Маск, когда говорит «обычная машина», это неясно).)

Тесла

Этот новый подход к конструкции шасси является частью цели Tesla по снижению вдвое стоимости киловатт-часа емкости батареи. Вот почему компания проектирует и строит собственные ячейки.По словам Тесла, это поможет сделать электромобили более доступными и увеличит запас хода, что, в свою очередь, позволит большему количеству водителей использовать электромобили и избавится от внутреннего сгорания.

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

История изобретения, которое может произвести революцию в батареях — и, возможно, в американском производстве — Quartz

Мир требует супер-батареи.

Примерно с 2010 года критическая масса национальных лидеров, политиков, ученых, предпринимателей, мыслителей и писателей почти потребовала преобразования скромного литий-ионного элемента. По их словам, только батареи, которые могут хранить намного больше энергии по более низкой цене, позволят получить доступные электромобили, более дешевую и более доступную электроэнергию и сократить выбросы парниковых газов. В процессе будет создано много газиллионеров.

Но они рассердились.Мало того, что никто не создал супер-батарею; большое количество исследователей потеряли веру в свои силы — возможно, когда-либо. Такие предприниматели, как Илон Маск из Tesla, продолжают возиться с готовыми аккумуляторами для роскошных электромобилей и домашних систем накопления энергии, но представители отрасли, похоже, в целом сомневаются, что их стоимость упадет настолько, чтобы в ближайшее время привлечь массовый рынок. Все чаще они приходят к выводу, что первенство ископаемого топлива сохранится в ближайшие десятилетия и, вероятно, в следующем столетии.

Здесь появляется Йет-Мин Чан. Плотный, тайваньско-американский профессор материаловедения в Массачусетском технологическом институте (MIT), Чианг известен прежде всего тем, что основал A123, компанию по производству литий-ионных аккумуляторов, которая провела крупнейшее IPO в 2009 году. В итоге компания объявила о банкротстве. 2012 г. и продает себя частями по ценам распродажи японским и китайским конкурентам. Однако сам Чан остался незапятнанным.

Возможно, есть способ революционизировать аккумуляторные батареи, но сейчас он не находится в лабораторных условиях.Вместо этого он находится в заводском цехе.

В 2010 году, собрав 12,5 миллионов долларов от бостонских венчурных компаний и федеральных фондов, Чианг основал еще одну компанию. Опять же, дело в батареях. И сегодня, после пяти лет в «скрытом режиме», он выходит на биржу. Он говорит, что есть способ революционизировать аккумуляторные батареи, но сейчас его нет в лаборатории. Вместо этого он находится в заводском цехе. Гениальное производство, а не гениальный скачок в химии аккумуляторов, могло бы открыть новую электрическую эру.

Когда примерно через два года начнутся коммерческие продажи, по словам Чанга, его компания сократит стоимость завода по производству аккумуляторов начального уровня в 10 раз, а также снизит стоимость самих аккумуляторов примерно на 30%. Это благодаря новому производственному процессу, а также новому мощному элементу, который добавляет энергию и снижает затраты. Вместе, по его словам, они позволят литий-ионным батареям начать конкурировать с ископаемым топливом.

Но концепция Чанга — это нечто большее, чем просто более дешевая и экологически чистая энергия.Это модель инноваций нового типа, ориентированных не на новые научные изобретения, а на новые способы производства. Для таких стран, как США, которые потеряли промышленность в Азии, это открывает возможность заново изобрести методы производства . Те, кто встанет на этот путь, могут владеть , что интеллектуальной собственности — и, следовательно, следующим производственным будущим.

Это история того, как это произошло.

Киран Кеснер для Quartz.

Производство, новые рубежи инноваций

Традиционно большие инновации происходят на лабораторном столе. Открытие делается и запатентовано, а затем передается коммерческому игроку, который масштабирует его. Если повезет, получится продукт-блокбастер.

Но, согласно отчету, опубликованному в феврале Институтом Брукингса, исследователи все более скептически относятся к разграничению между инновациями и производством. Они говорят, что прорывные изобретения происходят не только в лабораториях, но и на фабриках.

Это не новая идея. Например, до 1856 года сталь была сверхдорогим нишевым продуктом. Он был намного прочнее железа, но никто не знал, как сделать его экономичным. Его использование ограничивалось специальными ручными инструментами и столовыми приборами для богатых. Но затем британский изобретатель Генри Бессемер, взволнованный французскими жалобами на хрупкость чугунных пушек, разработал процесс, который снизил стоимость стали более чем на 80%, что примерно эквивалентно стоимости железа. Сталь — наряду с нефтью — стала движущей силой последней части промышленной революции, наряду с гигантским экономическим бумом 20-го века.

Если бы Бессемер совершил прорыв сегодня, это называлось бы «передовое производство» — этикетка, которая широко применялась в методах изготовления следующего поколения, таких как 3D-печать, модульное строительство небоскребов и робототехника. Вокруг этого термина есть некоторая шумиха: в отчете Брукингса 50 отраслей только в США названы «передовыми», а исторические производственные центры, такие как английский город Шеффилд, переименовываются в варианты «кластера передовых производств».”

Тем не менее, предприниматели, которые разрабатывают действительно новые производственные процессы, могут воспользоваться преимуществами патента и опередить толпу. В то время как другие неизбежно будут копировать их, придется догнать их. В той степени, в которой такое подлинно передовое производство продвигается вперед и может дать США шанс восстановить свое мастерство в качестве производственного центра, его частично возглавляют несколько компаний, занимающихся экологически чистой энергией, например, Йет-Мин Чан.

Киран Кеснер для Quartz

Рождение идеи

Чангу 57 лет, у него коротко подстриженные черные волосы с седыми крапинками, и он почти всегда носит синие клетчатые рубашки с длинными рукавами. Он говорит мягко, ровно и склонен заканчивать свои предложения обезоруживающей улыбкой с раскрытой челюстью.

Но если и скромничать, то Чан также чрезвычайно увлечен. Его ориентированное на науку деловое чутье принесло его инвесторам десятки миллионов долларов. Он и его семья живут на ферме в богатой окраине Бостона, где он разводит пчел и кур, а поблизости охотится и ловит рыбу.

Чан родился на Тайване, где его отцу, машинисту локомотивов, удалось скопить достаточно денег, чтобы начать работу в Соединенных Штатах. Когда мальчику было 6 лет, он оказался в Бруклине, живя со своей семьей в квартире с поразительно высокими потолками. Когда пришло время поступать в колледж, Чан был принят в Массачусетский технологический институт и никогда не уезжал. Его жена Джери, американка японского происхождения с Гавайев, также имеет степень Массачусетского технологического института, как и его старшая сестра и ее муж.

Стоимость завода по производству аккумуляторных батарей начального уровня составляет более 100 миллионов долларов.

Подобно Стэнфордскому университету сейчас и Копенгагенскому университету в 1920-х годах, Массачусетский технологический институт — это лабиринт открытий и известных ученых. Чианг называет это «меритократией» — «зоной, свободной от похвалы», где «вы то, что делаете, и то, что вы делаете. Создайте. Тебе следует и дальше пытаться проявить себя ». Чанг использовал свое собственное окунание в Массачусетском технологическом институте для запуска четырех стартапов, финансируемых венчурным капиталом, включая его последний, аккумуляторную компанию под названием 24M.

Производители скрытны, но аналитики говорят, что литий-ионный аккумулятор стоит в среднем примерно 500 долларов за киловатт-час — это мера энергии, которую аккумулятор может хранить.Это в четыре раза больше цены, необходимой для прямой конкуренции с бензином. Только около 30% от этих 500 долларов — это стоимость материалов. Наибольшая часть — 40% — идет в обрабатывающую промышленность.

Сами аккумуляторные фабрики обычно представляют собой огромные здания размером с авиационный ангар. В них находятся конвейерные станки длиной в десятки ярдов, часто поставленные друг на друга. Стоимость завода начального уровня составляет более 100 миллионов долларов. В Мидленде, штат Мичиган, XALT управляет одним из самых эффективных и современных литий-ионных заводов в США.Но, построенный на 300 миллионов долларов в виде федеральных и государственных субсидий и кредитов, он также разрастается — чуть менее четверти его объекта площадью 400 000 квадратных футов (37 000 кв. М) отведено под оборудование, пространство размером с шесть футбольных полей. . Tesla начинает строительство завода по производству аккумуляторов, литий-ионного завода стоимостью 5 миллиардов долларов в Неваде.

Такие затраты не только делают батареи дорогими. Они также подавляют инновации. Кто, даже имея новую многообещающую идею улучшения химического состава аккумуляторов, сможет построить или одолжить завод стоимостью 100 миллионов долларов, чтобы опробовать его?

Цель Chiang — снизить производственные затраты ниже 100 долларов за киловатт-час.Это позволило бы строить запускаемые заводы с гораздо меньшими затратами на внедрение инноваций. И это также создало бы настоящую конкуренцию с бензином.

AP Photo

Неуклюжая унаследованная батарея.

Причина, по которой фабрики по производству аккумуляторов настолько огромны, и почему бизнес-модель Чанга, кажется, имеет реальную основу, восходит к случайному событию, связанному с рождением иона лития.

Рост литий-ионной химии в начале 1990-х годов во многом обязан пиковому и медленному упадку двух крупных потребительских технологий — магнитной аудиоленты и никель-кадмиевых батарей.Эти два столкнулись в «Камкордере» — выходе Sony на зарождающийся рынок легких видеокамер.

«Нас отвлекла историческая авария и нежелание переключаться на что-то, что работает (лучше)», — Йет-Мин Чианг

Sony поняла, что, если видеокамеры должны взлететь, они должны сжаться — чтобы они стали больше. или менее удобно помещается в руке потребителя — и прослужит дольше без подзарядки. Единственный способ добиться этого — найти гораздо более мощную батарею меньшего размера.

Результатом стала первая литий-ионная батарея, которую Sony выпустила на рынок в 1991 году. Двумя годами позже последовала 8-миллиметровая видеокамера TR1, первая видеокамера, работающая на литий-ионных батареях. Оба продукта были коммерческими блокбастерами для Sony и вызвали яростную конкуренцию.

Но Sony также пришлось быстро придумать, как производить этот новый тип батареи в промышленных масштабах. В дело вмешалось Провиденс: как раз все более популярные компакт-диски начали разрушать рынок кассетных лент, одним из основных производителей которых была Sony.Ленты изготавливались на длинных производственных линиях, которые покрывали пленку магнитной суспензией, сушили ее, разрезали на длинные полосы и скатывали. Оглядываясь на компанию, менеджеры Sony по литий-ионным батареям теперь заметили, что большая часть этого оборудования и его технических специалистов простаивают.

Оказалось, что на том же оборудовании можно делать литий-ионные аккумуляторы. Их тоже можно было сделать, нанеся суспензию на пленку, затем высушив и разрезав ее. В этом случае получается не магнитная лента, а электроды батареи.

Это оборудование и его технические специалисты стали основой первого в мире завода по производству литий-ионных аккумуляторов и образцом того, как они производятся с тех пор. Сегодня заводы, работающие на идентичных принципах, выпускают все коммерческие литий-ионные батареи на планете.

Для Sony простаивающие магнитофоны были большой удачей. Но Чан считал их некрасивым наследием. Машины были большими, а их процесс был медленным и дорогим.Они были значительной частью причины, по которой батареи не могли конкурировать с бензином. Пришло время исправить эту ошибку и придумать новый способ изготовления батареи. «Нас отвлекла историческая авария и нежелание переключаться на то, что работает (лучше)», — сказал Чан.

Киран Кеснер для Quartz.

Движение в потоке

Сначала Чан считал, что лучшим решением является загадочная и эксцентричная технология, известная как «проточная батарея».Его интерес сбил с толку многих людей, с которыми он разговаривал.

Аккумулятор внешне довольно прост. По сути, он состоит из двух электродов, которые являются источником электрического заряда, встроенного в электролит, через который проходит заряд. В обычной литий-ионной батарее электроды твердые, и все они хранятся в одном элементе или блоке.

Benboy00 через Wikimedia Commons / CC 3.0

Проточная батарея, напротив, состоит из химикатов, взвешенных в жидкости.Эта жидкость находится в двух отдельных резервуарах, из которых они перекачиваются через ячейку. Там они встречаются, разделенные перегородкой. Акт их перекачивания генерирует ток, который течет между ними через мембрану.

Чтобы увеличить емкость батареи, вам нужно либо увеличить ее удельную энергию, либо увеличить ее. Для литий-ионных аккумуляторов увеличение плотности энергии — за счет изменения химического состава аккумуляторов или поиска нового типа — это Святой Грааль, который ученые начинают отчаяться найти.Сделать их больше несложно; Tesla сделала именно это для своих автомобилей. Но они быстро становятся дорогими, потому что для них требуется больше дорогих металлов, таких как никель и кобальт, которые попадают в электроды литий-ионных элементов.

Напротив, для увеличения проточной батареи достаточно просто прикрутить болтами к более крупным резервуарам с большим количеством жидкости внутри. Но устройство быстро станет слишком большим, чтобы поместиться внутри автомобиля, а жидкие химические вещества в проточной батарее имеют гораздо меньшую плотность энергии, чем литий-ионная батарея.

Но что, если бы у вас было лучшее из обоих миров? Это был исходный тезис нового предприятия Чанга. Если бы вы могли сделать проточную батарею с литий-ионным химическим составом и ее плотностью энергии, у нее были бы резервуары меньшего размера, чем у обычной проточной батареи. Выше определенного размера стоимость киловатт-часа будет ниже, чем у статических батарей, и начнет конкурировать с экономикой ископаемого топлива.

В Массачусетском технологическом институте Чан поручил румынскому студенту по имени Михай Дудута изучить проблему.Через месяц у Дудуты появился рабочий прототип. Быстрый результат был неожиданностью, а также свидетельством того, что Чан что-то понимал. Этого было достаточно, чтобы привлечь 10 миллионов долларов финансирования от бостонских венчурных компаний и еще 2,5 миллиона долларов от Министерства энергетики. После этого Чан открыл для бизнеса 24M. Дудута был сотрудником № 1.

Компания работала в скрытом режиме, поэтому публичной огласки почти ничего не сообщалось. Но в статье 2011 года в журнале Advanced Energy Materials Дудута объяснил увеличение плотности энергии на порядок за счет «полутвердого» подхода к потоку — литий-ионной батареи, которая работает через «просачивающиеся сети проводников нанометрового размера».«Теперь, для всего мира, последний стартап Чанга был донкихотской охотой за мощной потоковой батареей.

Но это скоро изменится.

Киран Кеснер для Quartz.

Экономическое затруднение

Успех или неудача идеи Чанга отчасти зависели от размера. Насколько большими должны быть емкости литий-ионных проточных батарей, чтобы их стоимость за киловатт-час упала ниже, чем у статических батарей?

К концу 2010 года эта проблема пережила Крейга Картера, давнего сотрудника Чанга в Массачусетском технологическом институте.Когда первоначальные сотрудники 24M собирались на еженедельные собрания для анализа своих данных, казалось, никто не знал, какого размера резервуары, испытательные ячейки и другое оборудование покупать и производить. Модель затрат, которую они использовали, не давала достаточно ясно, когда произойдет экономичный переход от статических батарей.

Это была не единственная проблема, с которой столкнулась компания 24M. Литий-ионные проточные батареи еще никто не делал. Инженеры Чанга не могли понять, как прокачать жидкий электролит через систему.Чем плотнее они делали суспензию, чтобы увеличить ее энергетическую плотность, тем гуще и медленнее она становилась. Потенциальные клиенты, после того как их проинформировали руководители высшего звена, не особо воодушевились. Обычные статические батареи уже работали нормально; зачем кому-то понадобился новый тип литий-ионного аккумулятора, который также требует помпы?

Тем временем побочный эксперимент в рамках 24M начал привлекать внимание младших исследователей Чанга. В целях сравнения Чанг поручил им создать статические литий-ионные элементы одновременно с проектом потока.«Мы можем поучиться у них», — сказал он. Результаты были интересными: команда использовала те же жидкие суспензии, что и в проточной батарее, для изготовления сотен статических ячеек и провела их через тысячи циклов заряда-разряда. Их мощность оставалась стабильной. В отличие от эксперимента с потоком, они работали великолепно.

После работы некоторые из младших сотрудников, включая Дудуту, спускались вниз за молочными коктейлями в закусочной под названием Friendly Toast. Там они обсудили результаты статических ячеек.Эти молодые исследователи меньше интересовались идеей потока, чем Чан и старший персонал, вспоминал один из них, Тристан Доэрти, бывший гоночный инженер гоночной команды Indy 500 Дейла Койна. Постепенно они убедились, что разрабатываемый ими новый производственный процесс должен быть направлен на изготовление статических, а не проточных батарей. Но как донести это послание до старших?

Киран Кеснер для Quartz.

Момент, когда все развалилось

Именно в этой среде Картер пытался выяснить, в какой момент проточные батареи станут экономичными. Чан, похоже, не думал, что это проблема. «Возможно, вы зря теряете время», — сказал он Картеру. Картер настаивал и, наконец, решил отказаться от модели затрат, которую они использовали, и построить свою собственную. Он нанял одного из молодых сотрудников — Джеффа Диско, уроженца Вайоминга, который предпочитает ковбойские сапоги и самодельные серебряные пряжки для ремня. «Давайте построим его с нуля», — сказал Картер молодому человеку.

Чего он не сделал, так это сказал Чангу, что они с Диско затевают. «Он, возможно, видел в этом отвлечение от продвижения вперед, поскольку у нас уже был рабочий инструмент», — сказал Картер.

Чтобы быть конкурентоспособным, проточная батарея должна быть достаточно большой, чтобы поддерживать установку размером с атомную электростанцию.

Disko круглосуточно работала над данными в течение двух недель, в то время как Картер создал программное обеспечение, которое могло визуально отображать практически любую переменную батареи — плотность энергии, скорость заряда, стоимость деталей и так далее.Когда они были готовы, у них был инструмент, который, наконец, показал точку перехода, в которой батарея Чанга окажется экономичной.

Сказать, что для этого потребуются огромные резервуары, было бы преуменьшением. Чтобы быть конкурентоспособным с ископаемым топливом, проточная литий-ионная батарея должна быть достаточно большой, чтобы поддерживать стационарный объект размером с атомную электростанцию, обслуживающий десятки тысяч человек. Это был настолько потрясающий результат, что ни Картер, ни Диско поначалу в него не поверили. Они потратили две недели на повторение цифр и обсуждение результатов.Диско начал согласовывать это с остальной частью группы. Но обойти это было невозможно — идея, на основе которой была основана компания, не имела финансового смысла.

В начале 2011 года они провели то, что Диско назвал «встречей прихода к Иисусу». Он представил визуальный инструмент. До этого было ворчание, но не было жестко конкретного противопоставления потока и статических батарей. Теперь это казалось ясным — если вы не собирались резервировать электрическую систему небольшого города, лучше было бы построить статическую батарею.

Чан смотрел на результаты. «Так вы готовы сделать ставку на компанию?» — спросил он Картера.

«Да», — ответил Картер.

«Хорошо», — просто ответил Чан. Он подумает об этом.

Через два дня всем сотрудникам было отправлено электронное письмо. Поток закончился. Компания построит статическую батарею.

Это был типичный сдвиг для стартапа, в котором первоначальные идеи редко переживают коммерческую стадию развития. Со своей стороны, Диско почувствовал «облегчение». Я думаю, многие люди это сделали.«Производственные проблемы еще не решены. Но теперь они нападут на них по-другому. Стоимость модели доказала свою ценность. «Есть преимущества в изменении направления — в повороте на копейку», — сказал Картер. «Теперь у нас было кое-что, в чем можно было установить флаг и знать, что он приклеится».

Киран Кеснер для кварцевых батарей

Начиная с нуля

Теперь исследователи могли метафорически вернуться к эпохе видеокамер и поставить вопрос: если бы у Sony не было этих магнитных лент, лежащих поблизости, и они начали бы с чистого листа, что было бы самый естественный и лучший способ изготовления литий-ионного аккумулятора?

Насосы, предназначенные для инициирования потока электронного сока, начали исчезать из лаборатории 24М.Затем Дудута, создатель оригинальной проточной ячейки 24M, подождал несколько недель, прежде чем объявить: «Я собираюсь сделать эти [статические] ячейки сам».

Для этой задачи не было машины, поэтому Дудута сунул руки в черные резиновые перчатки безвоздушного исследовательского бокса, известного как перчаточный ящик, и начал вручную изготавливать клетки. Это означало смешивание липкой массы или суспензии, которая состоит из двух электродов — анода и катода — и нанесение их на тонкую пленку, разделенную другой пластиковой пленкой.

К нему присоединились еще несколько человек.Вскоре руки шести или семи исследователей оказались в резиновых перчатках. Они создали собственную линию ручной сборки. У них это получилось хорошо — они производили элементы размером с автомобильный аккумулятор всего за шесть минут. По сравнению с дневным процессом, который требовался на обычном заводе, это было молниеносно. Но это было ничто по сравнению с той скоростью, с которой Чан в конечном итоге хотел, чтобы процесс шел.

В обычном процессе суспензия наносится относительно быстро, но стадия сушки может занять 22 и более часов.Вы начинаете с влажной суспензии, затем наносите ее на пленку — используя подобные клея вещества, чтобы она держалась, — прижимайте ее, чтобы сделать электроды более плотными, и, наконец, сушите в печи на длинной медленной сборочной линии. Наконец, в аккумуляторную батарею впрыскивается электролит, в результате чего она снова становится влажной.

Последний метод представлял собой «полный выстрел в темноте» с использованием трубки, поршня и некоторого количества тефлона.

Помимо этого медленного процесса, у обычных батарей есть вторая проблема: 35% их внутреннего пространства заполнено материалом, который не способствует выработке электроэнергии.Это включает связующее, которое удерживает суспензию на пленке; сепаратор, предотвращающий короткое замыкание анода и катода; и токоприемник, который подводит заряд к электронному устройству.

Чан хотел сократить производственный процесс до одного часа. И он хотел почти до нуля уменьшить объем заполнителя.

Он начал с удаления целых частей наполнителя. Его исследователи разработали способ изготовления электродов без связующего вещества, напоминающего клей.Литий-ионные элементы обычно содержат 14 отдельных слоев материала; Чанг упростил их, позволив уменьшить количество слоев до пяти. Уменьшил наполнитель до 8% аккумуляторной ячейки. Наконец, он перевернул основы производства литий-ионных аккумуляторов, выяснив, как полностью отказаться от процесса сушки; вместо этого он с самого начала впрыскивал жидкий электролит в элемент.

Это были определяющие улучшения. Но пока он занимался этим, Чан также внес некоторые изменения в науку о батарее.Что наиболее важно, он сделал электроды в четыре раза толще — 500 микрон, или полмиллиметра, в диаметре, — что значительно увеличило плотность энергии клеток.

Тем не менее, оставался вопрос, как на самом деле нанести влажную электродную суспензию на пленку с однородной плотностью, толщиной, непрерывностью и прямоугольной формой, и сделать это быстро и таким образом, чтобы можно было повторять снова и снова.

Было предпринято три десятка способов получить правильную суспензию. Последним методом, по словам Доэрти, был «полный выстрел в темноте», с использованием трубки, поршня и некоторого количества тефлона.

Но в результате появилась производственная платформа, которая в настоящее время выплевывает элемент батареи примерно за две с половиной минуты. Машина, которая это делает, размером не с заводской цех, а размером с большой холодильник (см. Изображение ниже). Что касается ячеек, Чан называет их «полутвердыми», в знак их рождения в исследованиях проточных батарей.

Когда я недавно был в их лаборатории, Чан и генеральный директор 24M Труп Уайлдер стояли вокруг машины, которая выдавала быструю ячейку в идеальном прямоугольнике.Уайлдер начал делать прыжки. «Это здорово. Это то, что хотят видеть инвесторы, — кричал он.

Внезапный поворот Чанга к статическим батареям, похоже, не встревожил инвесторов 24M. В 2013 году Чианг собрал еще 25 миллионов долларов наличными, а в прошлом году тайская нефтяная компания PTT инвестировала 15 миллионов долларов. В целом 24M привлекла 54,5 миллиона долларов. «Они могут внедрить новую батарею, которая на 50% похожа на привнесение экономики закона Мура в отрасль, в которой этого нет», — сказал Ижар Армони из Charles River Ventures, одного из венчурных инвесторов Чанга.

Киран Кеснер для Quartz.

Что это значит для производства

Стремление к совершенствованию производства литий-ионных батарей, в отличие от химического производства, прижилось у правительственных чиновников США. Министерство энергетики (DOE) в настоящее время проводит конкурс на получение трехлетних грантов на сумму от 6 до 8 миллионов долларов для исследователей, обещающих более совершенные производственные технологии. Если они смогут добиться такого прогресса и добавить его к любому прогрессу в области науки, «вы совершите двойной промах», — сказал Дэвид Хауэлл, руководитель программы исследования батарей Министерства энергетики США.Хауэлл сказал, что именно так он рассчитывает сделать электромобили эквивалентными в долларах за киловатт-час бензину.

Стандартный метод производства солнечных панелей «напоминает то, как греки делали стекло».

Передовое производство распространилось и на солнечную энергию. Фрэнк Ван Мирло, основатель компании по производству солнечных панелей в Массачусетсе под названием 1366, сказал, что стандартный производственный метод в его собственной отрасли «напоминает то, как греки делали стекло». Он сказал, что его компания разработала новый способ изготовления панелей, который устраняет большую часть неэффективности.

В новом отчете McKinsey описывает новую эпоху производства, которую она называет Индустрией 4.0. Консалтинговая компания заявляет, что происходящие изменения затрагивают большинство предприятий. Скорее всего, это не «еще одна промышленная революция», — говорится в нем, но вместе они «обладают сильным потенциалом изменить способ работы фабрик».

На протяжении десятилетий США наблюдали, как их основополагающая обрабатывающая промышленность отмирает, поскольку вместо этого они разрастались в Японии, Южной Корее, Китае, Тайване и других странах Азии.По данным Института экономической политики, США потеряли около 5 миллионов рабочих мест на производстве только с 1997 по 2014 год. Это включает производство литий-ионных батарей, которые, хотя и были изобретены американцами, были коммерциализированы в Японии, а затем в Южной Корее и Китае.

Итак, инновация Чанга могла бы стать примером для нового мышления в США. Это говорит о том, что, хотя такие отрасли вряд ли вернутся из Азии, США, возможно, могут заново изобрести способ их производства. Страна не вернет почти столько рабочих мест, сколько потеряла.Но это может быть большая прибыль, поскольку страна снова делает шаг вперед в важнейших технологических областях.

Чтобы было ясно, это не цель Чанга. Он убежденный универсалист, оторванный от научной реальной политики. Но если ему это удастся, как он планирует, то, помимо помощи в расшифровке запутанной проблемы батарей, он может внести свой вклад в сохранение политического и экономического господства Америки.

Киран Кеснер для Quartz

Дорога вперед

Чанг и Уайлдер собираются приступить к третьему раунду инвестиций, требуя от 20 до 30 миллионов долларов. Они потратят деньги на масштабирование производства новой машины, которая производит ячейку каждые две-десять секунд. Эта машина, которая будет доступна для продажи через два года, предназначена для стационарных электрических батарей, используемых для питания предприятий, жилых кварталов и коммунальных служб, а не автомобилей.

Машина будет иметь мощность 79 мегаватт-часов в год и производить любые литий-ионные батареи по цене около 160 долларов за киловатт-час.К 2020 году, по словам Чанга, эта сумма упадет примерно до 85 долларов, что на 30% ниже, чем у обычных литий-ионных батарей, стоимость которых также снижается. Но самое главное, машина будет стоить около 11 миллионов долларов. Следовательно, начальные затраты на производство литий-ионных аккумуляторов резко упадут. «Это так далеко от парадигмы, вы просто не поверите», — сказал Уайлдер.

Если 24M создаст эту машину и сможет продать ее на рынке — это совершенно другой вопрос, — она ​​явно встряхнет крупные отрасли промышленности, в том числе аккумуляторы для стационарных и электромобилей, не говоря уже о коммунальных предприятиях.