Батареи виды: Виды и типы радиаторов отопления

Posted on by alexxlab

Содержание

Виды и типы радиаторов отопления

Современные производители таких отопительных приборов, как радиаторы, на сегодняшний день предлагают широкий ассортимент товаров. Виды радиаторов отопления сегодня зависят не только от технических характеристик, но и от внешнего вида. В настоящее время важную роль играют не только лишь технические параметры, но и размер, форма, цветовое решение радиаторов. Так разберемся, какие бывают радиаторы отопления.

Виды радиаторов отопления

Виды батарей отопления в зависимости от материала

Конечно, при выборе приборов отопления на первом месте все-таки остается именно эффективность радиаторов. Чтобы понять, какие батареи будут лучше, нужно изучить особенности разных видов.

Самое первое разделение радиаторов основывается на материале изготовления батарей. Так, современные радиаторы отопления могут быть чугунными, стальными, алюминиевыми, биметаллическими, медными, пластиковыми, а также включать различные сплавы.

Чугунные батареи

Чугунные батареи – можно сказать, что это своего рода советские батареи отопления. Такие радиаторы в свое время были просто на пике популярности. Несмотря на разнообразие батарей в современности, мы все же до сих пор используем радиаторы из чугуна. Что касается минусов чугунных батарей, то здесь все основывается на материале чугуне. В первую очередь, чугун имеет низкий уровень теплопроводности. И чтобы радиатор нагрелся до 45 градусов, температура воды или другого теплоносителя должна быть около 70 градусов. А это – вызовет большие затраты на топливо.

Современная чугунная батарея

Хоть чугунные газовые батареи отопления и имеют достаточно большой срок работы, все же они не вечные. Обычно от чугунных радиаторов отпугивает их внешний вид – в современные комнаты их очень трудно вписать. Единственным, но очень существенным преимуществом радиаторов из чугуна является то, что они не требовательны к носителю тепла. Так, технические характеристики радиаторов отопления радиаторов из чугуна позволяют использовать в них воду любого качества – хоть ржавую, хоть с множеством бактерий.

Алюминиевые радиаторы

Следующие разновидности радиаторов отопления – это алюминиевые. Что касается внешнего вида, то такие батареи намного лучше чугунных. Помимо этого, модельный ряд батарей постоянно пополняется новыми образцами. Отличное преимущество радиаторов из алюминия – это высокая теплопроводность. Но стоит отметить, что такие радиаторы для индивидуального отопления являются очень чувствительными к качеству носителя тепла. Если вода будет хоть немного грязной, они тут же выйдут из строя. Именно поэтому стоит заранее хорошо очистить теплоноситель – поставить разнообразные фильтры и приспособления. А это – дополнительные затраты. Также алюминий не подойдет для промышленных помещений, где наблюдается высокое давление горячей воды – такие виды батарей отопления просто-напросто порвет на части.

Алюминиевые радиаторы

Стальные радиаторы

Еще одним материалом изготовления радиаторов отопления является сталь. Стальные батареи могут быть трубчатыми и панельными. Панельные варианты относятся к категории бюджетных, но они имеют высокую теплоотдачу. Панельные модели довольно неприхотливые, поэтому они широко используются не только в домах, но и в офисах, и на производствах. Трубчатые стальные батареи – это отопительные приборы разряда премиум. Такие характеристики достались этим моделям не только благодаря отличным техническим параметрам – высокому уровню теплоотдачи и большому сроку работы (около 25 лет). Помимо всего этого, такие батареи имеют отличный внешний вид. Стальные батареи не только обогреют помещения, но и способны украсить их. Стоит отметить особенно радиатор парового отопления, сделанный из нержавейки – из всех стальных трубных батарей они самые эффективные.

Рекомендуем к прочтению:

Стальные радиаторы

Биметаллические радиаторы

Биметаллические типы радиаторов отопления – это отличный вариант. У них высокая теплоотдача за счет того, что в конструкции присутствует алюминий. Также такие батареи являются очень прочными, а их срок эксплуатации также большой – из-за того, что устройства комплектуются металлическими трубами. Но единственным недостатком биметаллических батарей является их высокая стоимость.

Медные радиаторы отопления

Еще одним вариантом могут быть медные радиаторы отопления. Такие батареи – самые стойкие к агрессивным средам. Эти радиаторы почти не изнашиваются, однако это очень дорогое удовольствие. На сегодняшний день медные батареи отопления применяются в тех системах отопления, где теплоноситель – и вода, и антифриз. Ставят их и для централизованного, и для автономного отопления. Медные радиаторы нивелируют сопротивление теплоносителя. Также они максимально рассеивают тепло и увеличивают эффективность прибора отопления. Конструкция медных батарей более надежна, они практически не подвергаются коррозионным процессам и гидроударам.

Медные радиаторы отопления

Пластиковые радиаторы отопления

Помимо названных вариантов, существуют также пластиковые радиаторы отопления. Если вы хотите сэкономить – то этот вариант вам подойдет. Однако здесь следует быть уверенным в том, что температура вашего отопления не будет выше 80 градусов по Цельсию. Такие низкотемпературные радиаторы отопления – достаточно простые в установке и работе, они стойкие к износу, обладают малым весом, недорогие.

Конструкция радиаторов

В зависимости от конструктивных особенностей, радиаторы можно разделить на несколько подвидов:

  • Секционные радиаторы отопления – такие батареи имеют несколько секций, поэтому вы сможете собрать радиатор нужного размера и мощности. Размеры и формы секций могут быть различными.
  • Трубчатые радиаторы – это цельная конструкция из металла, которая имеет верхний и нижний горизонтальный коллектор и приваренные к нему вертикальные трубки. Такие батареи – это прерогатива централизованного отопления, для которого они и были разработаны.
  • Панельные батареи – могут быть как стальными, так и бетонными. Бетонные встраивают внутри стен, они могут передавать тепло только излучением.
  • Пластинчатые батареи – обладают конвективным теплообменом, представляют собой сердечник и насаженные на него ребра из металлических тонких пластин.

Отдельно существуют угловые радиаторы отопления. Они могут быть выполнены в любом приведенном варианте конструкции. Однако угловые батареи отопления предназначены для монтажа в углах помещений.

Угловые батареи отопления

Автономные модели батарей

Мы разобрались, какие бывают батареи отопления для стандартных отопительных систем. Однако стоит отметить и автономные модели радиаторов, которые инее зависят от отопительной системы и могут быть использованы как дополнение.
Масляные радиаторы отопления – их еще называют маслонаполненными. Это прекрасное решение, если вам нужно обогреть небольшое помещение до 30 кв.м. Такие масляные радиаторы отопления настенные работают от электрической сети. Они являются полностью автономными от отопительной системы. Также они мобильны – это позволяет легко переносить приборы.

Масляные радиаторы отопления

Еще один вариант – это кварцевые батареи отопления. Такие приборы представляют собой монолитную плиту, которая выполнена из специального раствора на кварцевом песке. Нагревательный компонент сделан из сплава дух металлов – хрома и никеля, он полностью отделен от окружающей среды. Устройство также функционирует от сети.

Рекомендуем к прочтению:

Кварцевые батареи отопления

Относительно новое решение – плинтусные радиаторы отопления. Это комфортные устройства, которые работают от низкотемпературных источников. Такие радиаторы делают тепловую завесу, при этом сохраняя температурный режим по периметру всех помещений.

Плинтусные радиаторы отопления

Подбираем модель радиатора

Когда мы просматриваем фото, которые предоставляет каталог радиаторов отопления, мы можем оценить только внешний вид и дизайнерские характеристики того или иного прибора. Визуально невозможно определить качество и технические параметры батарей.

Различные модели радиаторов отопления

Выбирая типы батарей отопления, прежде всего, следует определиться со сроком их эксплуатации. Такой показатель будет зависеть от того, какое качество имеет изделие и в каких условиях оно эксплуатируется. И если вы живете в многоквартирном доме, ваши радиаторы центрального отопления будут снабжаться водой ужасного качества. Поэтому не стоит ставить батареи из алюминия в многоэтажном доме. Конечно, производители в современности устанавливают массу защитных технологий и обрабатывают внутренности батарей полимерами. Это, конечно, вариант получше, однако и подороже.

Что касается стальных и биметаллических батарей, то они тоже подвергаются коррозии, но в меньшей мере. В таком случае наиболее надежными будут чугунные батареи центрального отопления.

Стоит отметить, что существует еще один показатель, который нужно особенно учитывать, — это возможность выдерживать давление теплоносителя. Минимальный показатель – 7 атмосфер, однако специалисты рекомендуют выбирать радиаторы отопления с вентилятором на 15 атм – если система потерпит гидравлический удар.

На сегодняшний день многие потребители при выборе разновидности батарей отопления очень часто обращают внимание на такой параметр,  как дизайн. Конечно, это также важно. Но помните, что красота радиаторов ни в коем случае не должна быть в ущерб качеству и функциональности. Современные евро радиаторы отопления наряду с отличными техническими характеристиками обладают хорошим дизайном. Евро батареи для отопления можно удачно вписать практически в каждый современный интерьер.

В настоящее время много внимания уделяется такому вопросу, как экономия. Поэтому появились энергосберегающие батареи отопления. Такие устройства позволят сэкономить затраты на отопление. Их еще называют экономичные радиаторы отопления.

Виды радиаторов отопления

      Как правильно выбрать радиатор, на какие параметры и характеристики обратить первоочередное внимание, как рассчитать необходимое количество секций – со всем этим необходимо определиться перед покупкой и установкой новых радиаторов. В этой статье мы рассмотрим основные разновидности радиаторов их свойства и особенности.

Выделяют следующие виды радиаторов отопления:

  • алюминиевые;
  • биметаллические;
  • стальные;
  • чугунные.

Достоинства и недостатки каждого из вышеперечисленных видов рассматрим отдельно.

Алюминиевые радиаторы

     Алюминиевые радиаторы лучше всех раскупаются на рынке, потому что алюминий обладает высокой теплоотдачей (коэффициент теплопроводности 220) и легкостью (одна секция весит около 1 кг без воды), их очень просто транспортировать и устанавливать. К тому же такие батареи отличаются привлекательным внешним видом и легкостью ухода.

На их изготовление идет не чистый алюминий, а его сплав. Стандартными вариантами является межцентровое расстояние 350 и 500 мм, но в продаже имеются и другие модели: 200, 250 мм и т. д.

      От длины алюминиевого радиатора зависит его мощность. Поэтому, набрав нужное количество секций, можно оптимально отопить конкретное помещение.

      Алюминиевые радиаторы склонны к коррозии. Такая зависимость усиливается при наличии в системе отопления других металлов, образующих гальванические пары. Поэтому алюминиевые радиаторы нельзя оставлять с закрытыми кранами в заполненной водой системе надолго.

Биметаллические радиаторы

       По внешнему виду такие радиаторы трудно отличить от радиаторов, сделанных из алюминия. Но важнее всего именно то, что содержится внутри таких радиаторов. Внутри корпуса из алюминия интегрирована прочная металлическая начинка. Благодаря данным конструктивным особенностям, здесь сочетается небольшой вес алюминия и прочность стального материала.

Преимущества биметаллических радиаторов отопления:

  • Биметаллические радиаторы характеризуются высокой теплоотдачей. В среднем одна секция имеет мощность 170-194 Вт (Для радиаторов с шириной 80мм и межосевым расстоянием 500мм)
  • Биметаллические радиаторы могут монтироваться в любой системе отопления (автономной, центральной, с пластиковыми или со стальными трубами)
  • Приборы отопления могут иметь любые геометрические размеры, что позволяет подбирать их к любому дизайну интерьеру и устанавливать даже в ограниченном пространстве
  • Биметаллические радиаторы долговечны. Монолитные приборы отопления рассчитаны на срок эксплуатации не менее 25 лет
  • Биметаллические радиаторы имеют низкую тепловую инерцию, что позволяет использовать их в регулируемых системах отопления

      Единственным недостатком биметаллических монолитных радиаторов отопления является их сравнительно высокая стоимость.

Стальные радиаторы

      Стальной радиатор представляет собой панель из двух сваренных между собой в нескольких местах стальных листов. Участки точечной сварки разделяют пространство радиатора и образуют каналы, по которым движется теплоноситель. Стальной радиатор может состоять из нескольких панелей. Листы, из которых сделана панель, обычно не ровные, а рельефные, впадины указывают на места, где панели сварены между собой.

Преимущества стальных радиаторов:

  • Простота конструкции радиаторов обеспечивает им достаточно длительный ресурс работы. При этом качественные стальные отопительные устройства производятся из достаточно толстой (1,2 – 1,5 мм) стали, что также положительно сказывается на их прочности.
  • Разные варианты конструкции существенно облегчают монтаж радиаторов своими руками.
  • Также достоинством стальных радиаторов является их дизайн: такое устройство будет не только обогревать вашу квартиру, но и украшать ее.

Недостатки:

  • Главный недостаток стальных радиаторов – возможность коррозии материала. Поэтому стараются не располагать такие радиаторы в ванных комнатах. Теплоноситель должен полностью заполнять радиатор даже в летнее время (в холодном виде), так как при попадании в стальной радиатор воздуха риск начала коррозийных процессов сильно возрастает.
  • Сварные швы стальных радиаторов (это в первую очередь относится к устройствам панельного типа) весьма чувствительны к гидроударам. При опрессовке системы такой радиатор может деформироваться или даже лопнуть.
  • Лакокрасочное покрытие некоторых радиаторов также не отличается устойчивостью, поэтому через несколько лет эксплуатации не очень качественная батарея может начать шелушиться.

Чугунные радиаторы:

       Чугунные радиаторы — это классика водяного отопления. Они прошли испытание временем и, хотя в настоящее время считаются устаревшими моделями, до сих пор используются в большинстве квартир и домов. Изготовление радиатора очень трудоемкий процесс. Он проходит методом литья из чугунного сплава отдельных секций, в последующем соединяемых специальными прокладками, обеспечивающими герметичность.

Сейчас можно приобрести чугунные радиаторы с эстетическим внешним видом.

Преимущества чугунных радиаторов:

  • Высокая инерционность. Заключается в том, что радиатору необходимо длительное время для остывания, а также длительное время для нагрева.
  • Значительная коррозийная устойчивость.
  • Длительный срок эксплуатации. Чугунный радиатор при своевременном обслуживании способен прослужить до 60 лет.
  • Небольшое гидравлическое сопротивление.
  • Широкое сечение каналов. Хорошая циркуляция теплоносителя в радиаторе происходит даже при наличии в нем незначительных отложений.

Недостатки:

  • Существенная масса радиатора и большие габариты.
  • Длительный обогрев помещения.
  • Труднодоступное межсекционное пространство. Очень проблематично покрасить радиатор, а также произвести его чистку от пыли (Для радиаторов старого типа).
  • Неказистый внешний вид. Но если выбрать дизайнерское изделие, то Вы лишитесь данного недостатка.

Расчёт секций радиаторов по площади помещения

      Расчет числа секций радиаторов отопления для типового дома ведется исходя из площади комнат. Площадь комнаты в доме типовой застройки вычисляют, умножив длину комнаты на ее ширину. Для обогрева 1 квадратного метра требуется 100 Вт мощности отопительного прибора, и чтобы вычислить общую мощность, необходимо умножить полученную площадь на 100 Вт. Полученное значение означает общую мощность отопительного прибора. В документации на радиатор обычно указана тепловая мощность одной секции. Чтобы определить количество секций, нужно разделить общую мощность на это значение и округлить результат в большую сторону.

Пример расчета:

Комната с шириной 3,5 метра и длиной 4 метра, с обычной высотой потолков. Мощность одной секции радиатора – 160 Вт. Необходимо найти количество секций.

  1. Определяем площадь комнаты, умножив ее длину на ширину: 3,5·4 = 14 м2.
  2. Находим общую мощность отопительных приборов 14·100 = 1400 Вт.
  3. Находим количество секций: 1400/160 = 8,75. Округляем в сторону большего значения и получаем 9 секций.

Также можно воспользоваться таблицей:

 

 

 

 
 
 

 

 

 

 
 

 

какие бывают типы радиаторов для дома

Вы просматриваете раздел Радиаторы, расположенный в большом разделе Отопление.

Подразделы: Обслуживание, Установка, Виды.

Эффективность отопления зависит во многом от радиаторов отопления.

На рынке представлено огромное количество разнообразных вариантов, различающихся между собой по конструкции, материалам изготовления, способу установки и передаче тепла.

Какие бывают виды радиаторов отопления

Батареи изготавливаются из различных материалов:

  • чугуна;
  • стали;
  • алюминия;
  • меди;
  • биметалла.

Чугунные

Чугунные радиаторы представляют собой несколько секций, соединённых между собой трубами. Трубы герметично сварены между собой и с секциями.

Такие калориферы устанавливаются под оконными проёмами. Размер и количество секций батареи выбирается в зависимости от объёма помещения и размещения квартиры: угловое или центральное.

Чугунные радиаторы способны выдержать давление в 18 атмосфер. Максимальная температура теплоносителя не должна превышать 150 °C. Мощность чугунных калориферов составляет 100—150 Вт.

К преимуществам такого отопительного устройства относятся:

  • хорошая аккумуляция тепла;
  • износостойкость;
  • прочность;
  • отсутствие засоров;
  • длительный срок эксплуатации;
  • совместимость с другими материалами;
  • устойчивость к низкому качеству теплоносителя.

Фото 1. Чугунный радиатор Rococo в стиле «ретро», максимальная температура теплоносителя – 110° С, производитель – «Carron», Англия.

Недостатки:

  • большой вес, что делает сложным монтаж и транспортировку батареи;
  • необходимость дополнительного декорирования из-за непрезентабельного внешнего вида;
  • большие затраты топлива;
  • сложность в очистке из-за особенностей конструкции.

Алюминиевые

Алюминиевые батареи отличаются приятным глазу внешним видом. Они обогревают помещение двумя способами — при помощи теплопередачи и конвекции. Алюминиевые теплообменники изготавливают двумя способами: литьём и методом экструзии.

Литьевой метод заключается в том, что при повышенном давлении в алюминиевом листе создаются выемки-секции.

Два листа с секциями затем герметично скрепляются между собой. Количество секций может быть различным. К тому же имеется возможность присоединения дополнительных.

Второй метод предполагает изготовление на экструдере вертикальных элементов, которые соединяются на горизонтальном коллекторе. Такой метод изготовления исключает возможно добавления дополнительных секций.

Рабочее давление алюминиевых радиаторов составляет от 5 до 16 атмосфер. Они способны без деформации выдержать температуру не более 110 °C. Алюминий очень чувствителен к наличию в теплоносителе посторонних примесей и даже самых мелких загрязнений.

рН теплоносителя должен быть 7—8. Мощность одной батареи в зависимости от конструкционных особенностей составляет 81—212 Вт.

Достоинства:

  • высокая теплопроводность;
  • лёгкий вес, обеспечивающий простоту установки;
  • приятный внешний вид, подходящий к любому интерьеру;
  • быстрый нагрев;
  • возможность модернизации путём добавления терморегуляторов и термоклапанов.

?

Фото 2. Алюминиевый радиатор Eco 200 настенный, секционнный, производитель – «Lammin», КНР.

Недостатки:

  • чувствительность к физическим воздействиям, даже некачественный теплоноситель способен нанести непоправимый вред отопительному прибору из алюминия;
  • необходимость установки приспособления для спуска воздуха;
  • возможность протечки между секциями;
  • несовместимость с трубами из других материалов.

Стальные

Стальные батареи имеют привлекательный внешний вид. Они бывают как стандартной конструкции, так и иметь оригинальный дизайн.

Рабочее давление стальных радиаторов составляет от 6 до 15 атмосфер. Толщина стенок теплообменника не должна быть меньше 1,15 мм.

?Батареи из стали способны выдержать температуру до 120 °C. Мощность калорифера может достигать 1800 Вт.

Стальные радиаторы подключают к системе отопления двумя способами: боковым или нижним. Универсальным является последний, но его стоимость выше.

В зависимости от количества секций существует несколько типов стальных радиаторов:

  1. Тип 10 имеет один ряд панелей без конвектора.
  2. Тип 11 — один ряд панелей, один конвектор, без решётки в верхней части.
  3. Тип 20 — два ряда панелей, не имеет конвектора при наличии решётки, выпускающей тёплый воздух.
  4. Тип 21 — два ряда панелей и конвекционные рёбра в закрытом кожухе.
  5. Тип 22 — две панели, два конвектора и кожух.
  6. Тип 30 — трехрядный теплообменник, но без наличия конвекционного оребрения с воздуховодной решёткой.
  7. Тип 33 — три панели, три конвектора в закрытом кожухе.

Преимущества:

  • быстрый нагрев;
  • обогрев помещения двумя способами — конвекцией и излучением;
  • долгий срок эксплуатации;
  • небольшой вес;

  • низкая цена;
  • привлекательный внешний вид;
  • совместимость с другими материалами;
  • экономичность;
  • простота обслуживания;
  • возможность модернизации путём установки терморегулятора.

Недостатки:

  • низкая устойчивость к коррозии;
  • неспособность выдерживать перепады давления в системе отопления;
  • если на длительный срок оставить его без воды, то сталь начнёт ржаветь.

Вам также будет интересно:

Биметаллические

Биметаллические калориферы имеют алюминиевый корпус и стальными трубами внутри. Они наиболее распространены при установке в жилых помещениях.

Рабочее давление может достигать 40 атмосфер. Мощность биметаллического теплообменника составляет 180 Вт. Биметаллические батареи способны выдержать температуру до 130 °C. Максимальный срок службы радиатора 20 лет. Биметаллические калориферы подразделяются на несколько разновидностей:

  1. 100% биметаллические, состоят из стального сердечника и алюминиевого покрытия.
  2. 50% биметаллические имеют стальные вертикальные трубы, остальное изготовлено из алюминия.

Достоинства:

  • длительный срок эксплуатации;
  • небольшой вес;
  • прочность;
  • способность выдерживать гидроудары;
  • устойчивость к механическим воздействиям;
  • устойчивость к коррозии;
  • приятный внешний вид.

К недостаткам таких радиаторов можно отнести лишь их высокую стоимость.

Важно! Биметаллические радиаторы, как и стальные, нельзя надолго оставлять без воды, так как именно в стальных трубах располагается теплоноситель.

Медные

Медные теплообменники представляют собой оригинальные элементы. Они состоят из труб с циркулирующей внутри рабочей жидкостью и специальных оребренных пластинок. Рабочее давление медных радиаторов составляет 16 атмосфер.

Максимальная температура теплоносителя не должна превышать 150 °C.

Преимущества:

  • высокая теплоотдача;
  • небольшой вес;
  • долгий срок эксплуатации;
  • устойчивость к перепадам температур и давления;
  • экономичность.

Внимание! Медные радиаторы рекомендуется устанавливать в отопительной системе, где теплоноситель содержит большое количество солей хлора.

Существенных недостатков медные радиаторы не имеют. Самым большим из них является высокая стоимость.

Типы конструкций батарей

По конструкции теплообменники бывают:

  • секционные;
  • панельные;
  • трубчатые;
  • пластинчатые.

Секционные радиаторы

Секционные теплообменники состоят из одной или нескольких секций, герметично соединённых между собой. Внутри каждой секции проведены каналы, по которым циркулирует теплоноситель.

К достоинствам таких батарей относится возможность добавления дополнительных секций.

Радиатор обогревает помещение двумя способами: теплоотдачей и конвекцией, что обеспечивает быстрый прогрев воздуха. Стоимость секционных радиаторов невысока.

Панельные

Панельные теплообменники представляют собой соединённые между собой металлические листы. На каждом листе с внутренней стороны выдавлены выемки. При соединении двух листов получаются своеобразные секции, по которым циркулирует теплоноситель.

Преимуществами панельных радиаторов является многообразие модельного ряда, что позволяет подбирать дизайн отопительного прибора в соответствии с интерьером. Панельные калориферы имеют небольшой размер, поэтому их можно устанавливать в любом, даже труднодоступном, месте.

Трубчатые

Такие теплообменники состоят из нескольких трубок, приваренных к коллектору.

Благодаря особенностям конструкции обеспечивается бесперебойная циркуляция теплоносителя.

К преимуществам такого калорифера относится устойчивость к гидроударам. Такие батареи компактны и имеют оригинальный внешний вид.

Пластинчатые батареи представляют собой изогнутую трубку с приваренными к ней вертикальными пластинами. Они обогревают помещение посредством конвекции и излучения. Ярким примером пластинчатого радиатора является медный.

Полезное видео

Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается про преимущества и недостатки различных видов радиаторов.

Батарея для квартиры

Не каждый из описанных выше теплообменников можно устанавливать в квартиру. В многоэтажных домах, особенно старой постройки, возможны перепады давления. Поэтому следует выбирать батарею, способную выдержать резкие перепады давления.

Для квартиры не подходит и алюминиевый калорифер, так как качество теплоносителя в трубах довольно низкое.

Алюминиевые батареи. Виды и применение. Выбрать и особенности

Многие владельцы своих загородных домов, или даже в городе, применяют в качестве отопления комнат батареи из алюминиевого сплава. Отопительные алюминиевые батареи обладают подходящими свойствами для таких целей. Рассмотрим их характеристики, причины предпочтительного применения батарей из алюминия для создания тепла в помещениях.

Разновидности алюминиевых батарей, методы изготовления

Во время технологического процесса производства батарей в расплавленный металл производят прочностные добавки с кремнием. Из полученного сплава получают одиночные секции, коллекторы. Существует два способа производства батарей – литьем и экструзией.

Метод литья

Таким методом изготавливают отдельные секции. Отливки делают из сплава – силумина. Это расплавленный алюминий с кремниевыми добавками. Процент содержания добавок в сплаве менее 12. Такой концентрации достаточно для достижения требуемой прочности. Литье производят под высоким давлением, что обеспечивает получение разнообразных форм батарей.

Такие алюминиевые батареи выдерживают до 16 атмосфер. Для свободного прохождения воды по батарее в ее конструкции предусмотрены каналы расширенной формы. Для прочности батареи ее корпус делают толстостенным. Одиночные отлитые секции соединяют в общий радиатор.

Изготовление выдавливанием (экструзией)

Если объяснить понятным языком, то экструзия – это процесс выдавливания. Такой способ хорош для производства отдельных элементов радиатора. Отдельные изготовленные детали соединяют между собой, получаются алюминиевые радиаторы.

Способом экструзии изготавливают не все части батареи, а только вертикальные, с кремниевыми добавками. Коллектор отливают из сплава силумина. Но есть методы экструзии для изготовления коллектора, определенных размеров. Детали плотно собирают друг с другом, скрепляют. Такой метод предполагает невысокую стоимость, но не дает возможность дальнейшей модернизации конструкции батареи. Добавить или удалить отдельные секции такая конструкция не позволяет.

Анодированные алюминиевые батареи

Это вид отопительных батарей из чистого алюминия повышенного качества. Поверхности изделия проходят процесс анодного оксидирования, в результате которого изменяется металлическая структура. Коррозия не проникает через такую структуру металла. Детали изделия соединяют муфтами снаружи, а не ниппелями.

Такой способ сборки обеспечивает гладкую поверхность полости батареи, находящейся внутри. Вследствие этого возрастает теплоотдача батарей, по сравнению с простым изготовлением из алюминия. Такие батареи выдерживают достаточно высокое давление, доходящее до 70 атмосфер. Соответственно, стоимость таких изделий значительно выше.

Технические данные
Межосевое расстояние

Стандартными значениями стали 200, 350, 500 мм. Таких моделей в продаже много. Также имеются и нестандартные размеры.

Широко распространены батареи радиаторов с межосевым размером в 500 мм, высота их 580 мм. Перед приобретением радиатора нужно измерить расстояние от пола до подоконника. В это место устанавливаются алюминиевые батареи. К этому размеру делают запас для возможности циркуляции горячего воздуха, создания эффекта конвекции.

От пола до батареи делают расстояние 10 см, не меньше. Такое же место должно быть вверху до подоконника. Вплотную к стене тоже устанавливать радиаторы отопления не рекомендуется.

Нельзя забывать и о том, что ширины пространства должно хватать для размещения батареи. Если оказывается, что места мало, то лучше подобрать алюминиевые радиаторы с меньшим типоразмером. При покупке нужно учесть все нюансы.

Виды давления

Для отопительных радиаторов в документации указывают давление нормальной работы и величина опрессовочного давления. Опрессовка проводится с давлением, гораздо большим, чем рабочее значение. Не все понимают значение этих характеристик.

Рабочее давление – обычное давление эксплуатации в отопительный сезон. Для алюминиевых серий стандартное значение составляет до 15 атмосфер.

В централизованной сети давление доходит до 15 атмосфер. В магистральных теплоцентралях это значение повышается до 30 бар. Для городских квартирах опасно использовать алюминиевые батареи.

Для своего дома с собственной системой отопления индивидуальным котлом, давление в котором не выше 1,5 атмосферы, алюминиевые радиаторы вполне подходят. Давление может указываться в барах, это аналогичные единицы. Для германских котлов эксплуатационное давление 10 бар. В таких системах используют алюминиевые радиаторы.

Давление опрессовки часто оказывается наиболее важным параметром, чем рабочее. После летнего периода система отопления пустая, не имеет теплоносителя. Для запуска отопления делают проверку на герметичность системы. Для этого в нее подают повышенное давление. Оно превышает рабочее давление в 1,5-2 раза, и доходит до 30 бар. Такая опрессовка проводится для центральной сети отопления.

Значительная разница в давлении работы системы отопления собственных домов и городских квартир легко объясняется. В многоэтажных домах воду для отопления нужно поднимать на несколько метров. Одна атмосфера составляет поднятие воды на 10 метров. Для трехэтажного дома этого значения вполне хватает. А если этажей много, то необходимо высокое давление. Иногда работники коммунальных сетей создают очень высокое давление, от которого приходят в негодность даже качественные образцы батарей.

Поэтому, при покупке лучше перестраховаться и приобрести радиаторы с большим запасом прочности по давлению. Тогда они выдержат любое давление, и будут работать долго. Давление в документации на радиаторы может указываться в МПа. Для пересчета в атмосферы это значение умножается на 10.

Параметры тепла

Половина тепла от алюминиевых батарей идет в виде тепловых лучей. Остальное тепло создает эффект конвекции. Воздушные слои движутся снизу радиатора наверх. Внутренняя часть радиаторов выполнена в виде ребер, за счет чего получается высокая теплоотдача.

Для секции радиатора указывают коэффициент теплоотдачи, который измеряется в ваттах. Батарея с межосевым расстоянием в 500 мм имеет теплоотдачу до 150 ватт от одной секции. Это значение умножается на количество секций, получается общая теплоотдача, по которой производится тепловой расчет помещения.

Необходимо помнить, что хорошая теплоотдача означает малую инерционность радиатора. Это сберегает финансовые средства, поэтому алюминиевые радиаторы стали лидером в плане создания экономии. После них идут чугунные классические радиаторы, затем биметаллический вид радиаторов, у которых большая инерционность, а теплоотдача меньше.

Виды дизайна

Нельзя сказать, что алюминиевые батареи блещут дорогим видом и роскошью. Однако, их дизайн имеет интересные воплощения. Конструкция выполнена с учетом разных интерьеров помещений домов и современных квартир. Люди часто делают выбор алюминиевых образцов, а не модных новинок с высокой стоимостью, не проверенных в работе.

Гарантийный срок

Производители дают гарантию на алюминиевые батареи до 20 лет. А некоторые широко известные фирмы указывают 25 лет гарантийного срока. При истечении срока гарантии не нужно сразу устанавливать новые радиаторы. Они могут еще долго служить. Внимательно следите за ними, не допускайте повреждений.

Характеристика радиаторов из алюминия:
  • Межосевое расстояние – 200-500 мм.
  • Эксплуатационное давление – до 16 атмосфер.
  • Тепловая мощность – до 212 ватт.
  • Вес секции – до 1,47 кг.
  • Вместимость секции 250-460 мл.
  • Максимальная температура воды – 110 градусов.
  • Срок гарантии – 10-15 лет.
Достоинства и недостатки
Преимущества
  • Экономичность.
  • Малая масса, положительное качество при монтаже.
  • Наличие регулятора температуры.
  • Простая установка.
  • Большая теплоотдача.
  • Оригинальный дизайн для элитных помещений.
Негативные стороны
  • Возможность протечки на стыках.
  • Неравномерность тепла по корпусу.
  • Низкая конвекция.
  • Срок работы сравнительно мал – 15 лет, хотя известные марки имеют срок выше.
  • Появление газов.
  • Требуют антикоррозийной обработки, покрытие оксидом. Химическая активность алюминия является основной негативной стороной батарей. При наличии реактивов в центральной сети стенки радиатора быстро разрушаются. Также резкие скачки давления отрицательно влияют на прочность стенок радиатора.

Зная об этих недостатках, такие батареи лучше использовать в автономном отоплении, в местах, где нет химических веществ в воде, давление стабильно.

Целесообразность применения алюминиевых батарей

Алюминий сам себя защищает, образуя защитную оксидную пленку. Оксидная пленка не пропускает теплоноситель, в отличие от коррозии стали. Такая пленка из оксида нормально существует при РН – 7-8. Это нейтральная среда. Если значение выше, то это щелочная среда, ниже – кислотная.

При отклонении значения баланса кислоты и щелочи, оксидная пленка на алюминии начинает размываться. Для защиты от этого начинает образовываться дополнительная пленка. От этого процесса выделяется водород, который является губительным фактором, разрушающим алюминий.

Практика показывает, что разрушение алюминиевой секции происходит быстрее под влиянием эффекта «шампанского», то есть, образования водорода. Особенно это происходит, когда отсутствует теплоноситель. Многие удивляются, почему алюминиевые батареи лопаются в июне, в летние месяцы. По существующим правилам летом должна быть закрыта запорная арматура, во избежание гидроудара. Но, нельзя забывать при этом, открывать воздухоотводный клапан.

В результате теплоноситель протухает, в нем накапливаются бактерии, водород. Секции батареи перекрыты кранами. Водород разрывает корпус батареи. От разрушения не спасают даже усилители секций. Отрываются самые слабые места батареи.

Можно ли алюминиевые батареи ставить в центральную систему отопления? Можно, если будет соблюдаться баланс щелочи и кислоты в пределах 7-8. Это невозможно при центральном отоплении. Возможны промывки системы с кислотами, щелочами. Алюминий не рекомендован для таких систем по причине невозможности контроля РН.

Внутри батареи также скапливается много окалины, металлической стружки. При установке автоматического автоотводчика воздуха возможен быстрый выход его из строя. Воздушный автоотводчик работает по принципу игольчатого клапана и поплавка. Если игла заклинит от осевшего налета из окалины, то при подаче воды в начале отопительного сезона вашу квартиру затопит. Лучше использовать простой ручной клапан.

Похожие темы:

Виды и типы радиаторов отопления. Академия РДС

Данная информация взята с сайта компании «РДС Строй» https://rdstroy.ru
Со страницы https://rdstroy.ru/akademia-rds/kafedra-otopleniya/vidy-i-tipy-radiatorov-otopleniya/

Современные производители таких отопительных приборов, как радиаторы, на сегодняшний день предлагают широкий ассортимент товаров. Виды радиаторов отопления теперь зависят не только от технических характеристик, но и от внешнего вида. Разберемся подробнее с тем, какие виды радиаторов отопления бывают.

Виды батарей отопления в зависимости от материала
Алюминиевые радиаторы

Отличное преимущество радиаторов из алюминия – это высокая теплопроводность. Но стоит отметить, что такие радиаторы для индивидуального отопления являются очень чувствительными к качеству носителя тепла. Если вода будет хоть немного грязной, они тут же выйдут из строя.

Конструкция батареи позволяет встраивать терморегуляторы, термоклапаны, которые способствуют экономному расходу тепла, регулируя нагрев теплоносителя до необходимой температуры.

Алюминиевые радиаторы противопоказаны к установке на промышленных предприятиях по причине высокого давления в отопительной системе.


Стальные радиаторы отопления

Стальные батареи могут быть трубчатыми и панельными. Панельные варианты относятся к категории бюджетных, но они имеют высокую теплоотдачу. Панельные модели довольно неприхотливые, поэтому они широко используются не только в домах, но и в офисах, и на производствах.

Трубчатые стальные батареи – это отопительные приборы разряда премиум. Такие характеристики достались этим моделям не только благодаря отличным техническим параметрам – высокому уровню теплоотдачи и большому сроку работы (около 25 лет). Помимо всего этого, такие батареи имеют отличный внешний вид.

Модели стальных радиаторов различаются по типу подключения – оно может быть боковым или нижним. Универсальным считается нижнее подключение.
Чугунные радиаторы

Чугунные радиаторы изготавливаются из нескольких одинаковых секций, вылитых из чугуна и герметично соединенных друг с другом. При установке подобного отопителя необходимо определиться с количеством секций, которое зависит от площади помещения, количества окон, высоты этажа, углового размещения квартиры.

Обычно от чугунных радиаторов отпугивает их внешний вид – в современные комнаты их очень трудно вписать. Главным преимуществом радиаторов из чугуна является то, что они не требовательны к носителю тепла. Так, технические характеристики радиаторов отопления радиаторов из чугуна позволяют использовать в них воду любого качества.


Биметаллические радиаторы

Биметаллические радиаторы – устройства с алюминиевым корпусом и стальными трубами внутри. Они наиболее распространены при установке в жилых помещениях. Такие батареи являются очень прочными, а их срок эксплуатации также большой – из-за того, что устройства комплектуются металлическими трубами. Единственным недостатком биметаллических радиаторов является их высокая стоимость.


Для правильной эксплуатации теплообменника из биметалла рекомендуется устанавливать кран для отвода воздуха и запорную арматуру на подводящую и отводящую трубу.
Конструкция радиаторов

В зависимости от конструктивных особенностей, радиаторы можно разделить на несколько подвидов:

  • Секционные радиаторы отопления – такие батареи имеют несколько секций, поэтому вы сможете собрать радиатор нужного размера и мощности. Размеры и формы секций могут быть различными.
  • Трубчатые радиаторы – это цельная конструкция из металла, которая имеет верхний и нижний горизонтальный коллектор и приваренные к нему вертикальные трубки. Такие батареи – это прерогатива централизованного отопления, для которого они и были разработаны.
  • Панельные батареи – могут быть как стальными, так и бетонными. Бетонные встраивают внутри стен, они могут передавать тепло только излучением.
  • Пластинчатые батареи – обладают конвективным теплообменом, представляют собой сердечник и насаженные на него ребра из металлических тонких пластин.
Как выбрать модель радиатора

Выбирая типы батарей отопления, прежде всего, следует определиться со сроком их эксплуатации. Такой показатель будет зависеть от того, какое качество имеет изделие и в каких условиях оно эксплуатируется.

Стоит отметить, что существует еще один показатель, который нужно особенно учитывать, – это возможность выдерживать давление теплоносителя. Минимальный показатель – 7 атмосфер, однако специалисты рекомендуют выбирать радиаторы отопления с вентилятором на 15 атм – если система потерпит гидравлический удар.

На сегодняшний день многие потребители при выборе разновидности батарей отопления очень часто обращают внимание на такой параметр, как дизайн. Конечно, это также важно. Но помните, что красота радиаторов ни в коем случае не должна быть в ущерб качеству и функциональности.

С уважением,

Команда Факультета Сантехники и водоснабжения

#РДС-Академия


Данная информация взята с сайта компании «РДС Строй» https://rdstroy.ru
Со страницы https://rdstroy.ru/akademia-rds/kafedra-otopleniya/vidy-i-tipy-radiatorov-otopleniya/

виды батарей и их габаритные размеры, советы и рекомендации при выборе

Радиаторы отопления бывают разные. Для различных категорий систем отопления используют и различные виды отопительных приборов. Например, в многоэтажных и многоквартирных домах и в частных одноэтажных используют совершенно разные виды батарей.

Какие бывают виды радиаторов отопления?

В нашем современном мире, с современными технологиями, существует большое разнообразие радиаторов, но все они делятся на категории.

Различают следующие категории радиаторов отопления:

  • чугунные;
  • алюминиевые;
  • биметаллические радиаторы.

Чугунные радиаторы отопления

Чугунные самые прочные и долговечные батареи, но у них есть и свой недостаток. Они довольно толстые по ширине, а следовательно, и дольше прогреваются, соответственно им нужно для разогрева большее количество тепловой единицы.

Алюминиевые радиаторы отопления

Алюминиевые — довольно быстро прогреваются, но такие радиаторы непрактичны. Эти батареи не держат перепады давления и при сильных перепадах могут просто лопаться. Их не применяют в высоких многоэтажках, зато они прекрасно подойдут для обогрева невысоких коттеджей или частных домов.

Биметаллические радиаторы отопления

Ну а биметаллические, это универсальные радиаторы. Такие радиаторы подойдут как в невысокие дома с автономной системой отопления, так и в многоэтажные дома.

Размеры радиаторов отопления

Такая характеристика отопительных приборов, как их размеры очень важна при выборе установки. Часто именно от размеров зависит температура в отопляемых помещениях. Размеры также играют роль и при выборе дизайна и при подборе мощности отопительного прибора.

Основными показателями размеров радиаторов отопления являются следующие показатели:

  • толщина;
  • ширина;
  • высота радиаторов.

Стандартные показатели — толщина от 8,5 до 9 сантиметров, ширина от 35 до 40 сантиметров и высота трех видов — 76 сантиметров, 94 сантиметра и 112 сантиметров. Но на практике, именно такие показатели применяются довольно редко. В основном они зависят от конструкции систем отоплений, их формы и материала, который используют при изготовлении батарей.

Толщина

Этот показатель зависит от формы радиатора и материала, используемого при изготовлении батареи. Самыми тонкими отопительными приборами считаются панельные, у алюминиевых и стальных приборов толщина обычно не более одного сантиметра. У чугунных систем в основном достаточно толстые стенки, что оказывает влияние при их нагреве. А у биметаллических — двойной слой металла, что также оказывает свое влияние.

Ширина

Ширина батареи варьируется в диапазоне от двадцати сантиметров до полутора метров. Это достаточно удобно и практично при планировке помещения и при отделке дизайна. Особенно если есть ограничения по площади помещения.

Основной критерий при установке отопительного прибора с данным показателем, это сохранность нужного теплового баланса. Если нужно сократить ширину обогревающего элемента, значит, нужно пропорционально увеличить его высоту.

Высота

По данному показателю разбег диапазона еще больше, от пятнадцати сантиметров и до трех метров. По высоте различают следующие:

  • стандартные, высота алюминиевых батарей 575 миллиметров, чугунных 588 миллиметров, а биметаллических от 550 до 580 миллиметров;
  • высокие, иногда их называют вертикальные. При небольшой ширине они могут доходить до двух или даже до трех метров по высоте. Такие отопительные приборы обычно устанавливают в тех местах, где нет возможности установить стандартные варианты батарей, а обогреть нужно достаточно большие площади. Обычно их устанавливают при нехватке нужного пространства. Также они широко применяются в дизайнерских вариациях, так как хорошо вписываются во все возможные декорации;
  • низкие — самые миниатюрные радиаторы. Их высота может быть всего 15 сантиметров у алюминиевых батарей и не более тридцати пяти — у чугунных. Этот тип отопительных приборов можно отлично разместить под небольшими и низкими подоконниками. Самые низкорослые приборы изготавливают с минимальными размерами под плинтусы. Такие батареи имеют размеры не более двух сантиметров.

У более низких моделей отдача тепла происходит немного больше. Объясняется это тем, что происходит совсем минимальный контакт между теплым воздухом и верхней частью батареи, а также из-за большого теплового потока от верхней поверхности ребер батарей.

Советы, как правильно выбрать радиатор нужного размера

Размеры как алюминиевых, так и любых других батарей подбирают в соответствии с величиной мощности тепла, которую эти отопительные приборы вырабатывают.

Если батареи находятся в стандартном расположении под окнами, то нужно учитывать следующее:

  • приборы должны перекрывать ширину оконного проема от 50 до 75%;
  • от самого верха батареи и до подоконника должно оставаться не менее 10 сантиметров;
  • от самого низа отопительного прибора до пола должно оставаться не менее 6 сантиметров.

Если у вас в помещении, где вы собираетесь устанавливать алюминиевые или любые другие батареи, дизайнерские разработки, то вы можете использовать при подключении отопительных приборов как нижнее, так и верхнее, перекрестное или даже боковое подключение.

При выборе алюминиевых или иных отопительных приборов также необходимо учитывать, что разные приборы, имея одинаковый размер, обладают различной тепловой отдачей. Также алюминиевые или иные отопительные приборы при одинаковом размере имеют разную мощность, а в быту и разное удобство при обслуживании радиаторов.

Нужно знать, что алюминиевые и биметаллические приборы быстрее нагреваются, но и быстрее остывают, чем чугунные. А также для алюминиевых батарей потребуется намного меньше объем теплоносителя, чем для чугунных или биметаллических. Это дает свое преимущество, так как происходит большая скорость движения воды и экономия на работе котлов, которые обогревают систему. А самую высокую теплоотдачу дает не чугунное устройство и даже не алюминиевое, а биметаллические батареи.

И в заключение нужно добавить, что при правильном подборе размеров отопительных систем будет зависеть как комфорт в помещении, так и нужная температура. Размеры алюминиевых радиаторов и других батарей нужно подбирать грамотно и согласно принятому дизайну. Воспользовавшись данными советами и рекомендациями можно сделать верный выбор и наслаждаться теплом и уютом, невзирая на холод и снег за окном.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

виды и модели, как выбрать, фото каталог

Ключевым элементом системы отопления является радиатор. На сегодняшний день к нему предъявляются разнообразные требования, которые касаются не только способности эффективно рассеивать тепло, но и служить дополнением интерьера. При выборе важно учесть такие факторы, как мощность, прочность, а также долговечность оборудования, способность выдерживать высокое давление и пр. Биметаллические радиаторы являются на сегодняшний день лучшим оборудованием, успешно отвечающим всем этим требованиям. В этой статье мы рассмотрим, какими бывают новомодные батареи, в чем заключаются их преимущества, а также ознакомимся с рейтингом наиболее популярных производителей.

Основные характеристики

Если сравнивать биметаллические радиаторы с другими типами батарей отопления, например, алюминиевыми, можно с уверенностью отдать первым лидирующее место. Обусловлено это усовершенствованными техническими характеристиками, позволяющими устанавливать биметаллические радиаторы как в частных домах, так и многоэтажных высотках.

По внешним данным такие радиаторы ничем не отличаются от алюминиевых, весь секрет заключается во внутренней «начинке», а именно – двойной оболочке. Верхнее алюминиевое покрытие скрывает в своих недрах трубчатую сердцевину из нержавеющей стали, предотвращающую контакт с теплоносителем (водой). Такое устройство имеет множество преимуществ, например:

— Защита алюминиевого каркаса от воздействия кислот, щелочей, которые присутствуют в проточной воде, в результате чего обеспечивается долговечность изделия. Стоит отметить, что производитель устанавливает гарантийный срок эксплуатации до 20 лет;

— Узкие коллекторы делают конструкцию радиатора более экономичной, так как значительно снижается количество емкости теплоносителя и быстрее осуществляется прогрев. Примером может стать небольшая батарея фирмы RIFAR, которая, имея габариты 80х350 мм, способна вмещать 1,5 л жидкости и обогревать при этом 14 кв.м. жилой площади;

— Способность выдерживать высокое давление и возможные его перепады, гидроудары благодаря прочности конструкции;

— Современность дизайна и простота установки.

Такое количество преимуществ позволяет утверждать, что биметаллические радиаторы являются лучшими устройствами для отопления многоэтажных домов. Если говорить о недостатках, к ним можно отнести один пункт – высокую стоимость, однако долговечность изделия его вполне оправдывает.

Виды биметаллических радиаторов

В продаже можно встретить дорогие модели таких устройств и более дешевые. Разница заключается в конструктивных особенностях. Виды дорогих батарей обладают цельным каркасом из нержавеющей стали, который под высоким давлением заливается алюминием – это и есть настоящие биметаллические устройства. Дешевые варианты – псевдобиметаллические – имеют лишь стальную сердцевину в вертикальных плоскостях, поэтому их технические характеристики гораздо хуже. Также радиаторы можно разделить на две основные группы: монолитные и разборные. Первые больше подходят для городских квартир, а вторые великолепно согреют загородный дом.

Монолитные радиаторы

Литые конструкции являются наиболее дорогостоящими. Устройство их состоит из единой платформы с патрубками из стали, которую невозможно разобрать, уменьшить или увеличить в размерах. Они обладают способностью стойко выдерживать высочайшее давление и его перепады.

Разборные радиаторы

Модели, которые собираются из отдельных секций, дают возможность подобрать оптимальную длину батареи для той или иной комнаты, опираясь на ее размеры и расположение. Отдельные секции могут соединяться между собой с помощью металлических патрубков с резьбой.

Размер биметаллического радиатора

При выборе радиатора отдельного внимания заслуживает выбор размеров. Поскольку обычным местом размещения становится территория под окном, батарея должна легко располагаться на участке. Высота имеет один из стандартов и исчисляется размером промежутка между входным и выходным отверстием коллектора, к которому добавляется еще 8 см запаса. Ширина будет зависеть от количества секций, из чего вытекает новый вопрос: сколько нужно отделений?

В данном вопросе стоит сослаться на технические требования, которые предъявляются к отоплению жилых площадей. Согласно им, чтобы отопить комнату в 10 кв.м., необходима мощность в 1 кВт. Производители, выпускающие радиаторы, обычно указывают мощность единичной секции на упаковке. Исходя из этой цифры и измерив габариты комнаты, можно высчитать, сколько понадобится секций. Например, если мощность одной единицы составляет 200 Вт, а площадь помещения – 20 кв.м., можно установить систему из 10 секций. Чтобы облегчить исчисление, используют формулу: Х=S/Q, где Х – искомое количество секций, S – площадь, а Q – мощность секции, указанная производителем.

Существуют и нестандартные формы и размеры биметаллических радиаторов – дизайнерские разработки, рассчитанные под индивидуальные особенности помещений. Так, низкие модели, которые устанавливают под большими панорамными окнами, могут иметь высоту около 20 см, соответствуя при этом всем техническим характеристикам. Этот факт объясняется тем, что конструктивно батареи не содержат изменений, какого бы размера они не были. Также можно подобрать более габаритную модель, до 90 см высотой. Чаще всего такие изделия монолитны и способны не только эффектно отопить, но еще и служить декоративным элементом, так как выпускаются в большом цветовом спектре.

Декор радиатора отопления

Хотя биметаллические радиаторы сами по себе выглядят достойно, их можно дополнительно декорировать, чтобы было, как говорится, и самому приятно, и перед гостями не стыдно. Наиболее уместными способами украшательства являются:

Покраска, которая производится антикоррозийными составами с помощью баллончика или кистей. Поскольку основной задачей батареи является все же обогрев помещения, слой краски должен быть максимально тонким. Красиво смотрятся радиаторы, окрашенные под цвет интерьера помещения.

Можно также сделать радиатор изюминкой помещения, акцентным пятном, нанеся на его поверхность оригинальный рисунок, например, в виде камина или клавиш пианино. Если Вы не обладаете особыми художественными навыками, можно воспользоваться различными трафаретами, имеющимися в продаже. Важно правильно выбрать краску – на упаковке должна быть пометка о том, что состав в состоянии выдерживать температуру до +80°. Также нужно учесть, что работы производятся только на холодных радиаторах;

Декупаж – несложная техника, которая позволит украсить радиатор различными узорами, орнаментами. Суть заключается в наклеивании на чистую поверхность вырезанных из тонких салфеток фрагментов рисунка с помощью клея ПВА. После полного высыхания изображения необходимо покрыть лаком, чтобы надолго сберечь целостность и придать глянцевый вид;

Установка защитного экрана – такой способ поможет не только украсить батарею, замаскировав его красивым полотном из дерева, металла или стекла, но и обезопасить жильцов от травм.

Что нужно учесть при покупке

Подводя итог всему вышесказанному, можно выделить основные моменты, которые необходимо учесть, отправляясь за покупкой, а именно:

— Размер – высота батареи должна позволять ей свободно «вписаться» в промежуток между полом и подоконником, а количество секций необходимо рассчитать, исходя из мощности одной из них и площади помещения;
— Толщина алюминиевой оболочки должна быть не более 1,5 см, во избежание теплопотерь;
— Батарея должна выдерживать нагрузку не менее 14 атмосфер;
— Наиболее надежны радиаторы, изготовленные литым методом.

Немаловажным вопросом остается стоимость. Как мы уже упоминали, подлинные конструкции будут отличаться дороговизной, а экономия может привести к покупке некачественного товара или несоответствующего требованиям помещения.

Рейтинг лучших европейских производителей

Каждый человек, безусловно, хочет получить качественный, долговечный прибор отопления. Стоит обратить внимание на модели европейских, в частности итальянских производителей, среди которых лидирующие позиции занимают такие, как:

1. SiraGroup – итальянский бренд, предлагающий изделия с высокой теплоотдачей, красивыми формами. Компания существует более полувека и на сегодняшний день имеет немало производств, выпуская высококачественное оборудование, имеющее большой потребительский спрос;

2. Global – бренд, основанный в семидесятых годах. Выпуская поначалу батареи из алюминия, компания быстро наладила выпуск более практичных биметаллических радиаторов, на который установила наиболее высокий гарантийный срок – до 25 лет;

3. RoyalThermo – компания, зародившаяся в результате слияния английской корпорации «Industrial Investment» с итальянскими строительными организациями. Современные отопительные приборы этого бренда приспособлены для любых климатических условий и удачно продаются как в Западной Европе, так и в Восточной;

4. Fondital – продукция этого бренда востребована на всех континентах, поскольку имеет высокие качественные характеристики;

5. Rifar – наиболее молодой бренд, основанный в начале текущего столетия (2002 г). Отличительная черта продукции – супермощная теплоотдача, позволяющая устанавливать радиаторы на больших площадях.

типов батарей | Ассоциация аккумуляторных батарей

НИКЕЛЕВЫЕ КАДМИЕВЫЕ БАТАРЕИ

Активные компоненты аккумуляторной NiCd батареи в заряженном состоянии состоят из гидроксида никеля (NiOOH) в положительном электроде и кадмия (Cd) в отрицательном электроде. В качестве электролита обычно используется гидроксид калия (КОН). Благодаря низкому внутреннему сопротивлению и очень хорошим токопроводящим свойствам никель-кадмиевые батареи могут обеспечивать чрезвычайно высокие токи и быстро заряжаться.Эти элементы способны выдерживать температуры до -20 ° C. Выбор сепаратора (нейлон или полипропилен) и электролита (KOH, LiOH, NaOH) влияет на условия напряжения в случае сильноточного разряда, срок службы и способность к перезарядке. В случае неправильного использования может быстро возникнуть очень высокое давление. По этой причине для элементов требуется предохранительный клапан. NiCd-элементы обычно имеют длительный срок службы, что обеспечивает высокую степень экономии.

НИКЕЛЬ-МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ГИДРИДНЫЕ БАТАРЕИ

Активные компоненты никель-металлгидридной аккумуляторной батареи в заряженном состоянии состоят из гидроксида никеля (NiOOH) в положительном электроде и металлического сплава, аккумулирующего водород (MH) в отрицательном электроде, а также из электролита гидроксида калия (КОН).По сравнению с перезаряжаемыми никель-кадмиевыми батареями, никель-металлгидридные батареи имеют более высокую удельную энергию на единицу объема и веса.

ЛИТИЕВО-ИОННЫЕ БАТАРЕИ

Термин ионно-литиевая батарея относится к перезаряжаемой батарее, в которой материалы отрицательного электрода (анода) и положительного электрода (катода) служат в качестве хозяина для литий-ионных аккумуляторов (Li +). Ионы лития перемещаются от анода к катоду во время разряда и интеркалируются (вставляются в пустоты в кристаллографической структуре) катода.Ионы меняют направление во время зарядки. Поскольку ионы лития внедряются в материалы-хозяева во время заряда или разряда, в литий-ионном элементе нет свободного металлического лития. В литий-ионном элементе чередующиеся слои анода и катода разделены пористой пленкой (разделителем). Электролит, состоящий из органического растворителя и растворенной соли лития, обеспечивает среду для переноса ионов лития. Для большинства коммерческих литий-ионных ячеек диапазон напряжений составляет примерно от 3,0 В (в разряженном состоянии или при 0% -ном состоянии заряда, SOC) до 4.2 В (полностью заряженный или 100% SOC).

СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ МАЛЫЙ ЗАПЕЧАТАННЫЙ

Перезаряжаемые небольшие герметичные свинцово-кислотные батареи (SSLA), которые представляют собой свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном (батареи VRLA), не требуют регулярного добавления воды в элементы и выделяют меньше газа, чем залитые (мокрые) свинцово-кислотные батареи. батареи иногда называют «необслуживаемыми» батареями. Уменьшение вентиляции является преимуществом, поскольку они могут использоваться в ограниченных или плохо вентилируемых помещениях.

Есть два типа батарей VRLA,

  • Аккумулятор из абсорбированного стекломата (AGM)
  • Гелевый аккумулятор («гелевый элемент»)

В батарее из абсорбированного стекловолокна электролит абсорбируется в сепараторе из стекловолокна.В гелевой ячейке электролит смешан с кремнеземной пылью с образованием иммобилизованного геля.

Батареи

SSLA включают предохранительный клапан сброса давления. В отличие от залитых батарей, батарея SSLA сконструирована так, чтобы не проливать электролит при перевернутом положении.

Какие бывают типы батарей? Первичный, перезаряжаемый, литий-ионный

В этом руководстве мы узнаем об одном из важных компонентов электрических и электронных систем: батарее. Мы увидим некоторую основную информацию о батарее, рассмотрим различные типы батарей, а также расскажем, какой тип батареи подходит для вашего приложения.

Введение

Независимо от того, являетесь ли вы инженером-электриком или нет, вы могли встретить хотя бы пару разных типов батарей в своей жизни. Некоторые из распространенных мест, где вы используете батареи, – это настенные часы, сигнализация или детекторы дыма, в которых используются небольшие одноразовые батареи, или автомобили, грузовики или мотоциклы, в которых используются относительно большие перезаряжаемые батареи.

Аккумуляторы стали очень важным источником энергии за последнее десятилетие или около того. Даже до этого они были неотъемлемой частью нашей жизни, питая несколько портативных устройств, таких как транзисторные радиоприемники, Walkman, портативные игры, камеры и т. Д.

Но с развитием современных смартфонов, планшетов, ноутбуков, солнечной энергии и электромобилей, исследования мощных аккумуляторов, которые могут работать дольше и обеспечивать необходимую энергию, достигли своего пика.

Фактически, Нобелевская премия по химии 2019 года была присуждена трем ученым Джону Б. Гуденафу, М. Стэнли Уиттингему и Акире Йошино за разработку литий-ионных батарей.

Что такое аккумулятор?

Батарея – это химическое устройство, которое накапливает электрическую энергию в форме химикатов и посредством электрохимической реакции преобразует накопленную химическую энергию в электрическую энергию постоянного тока (DC).Алессандро Вольта, итальянский физик, изобрел первую батарею в 1800 году.

Электрохимическая реакция в батарее включает перенос электронов от одного материала к другому (называемому электродами) посредством электрического тока.

Элемент и батарея

Несмотря на то, что термин «батарея» часто используется, основная электрохимическая единица, отвечающая за фактическое хранение энергии, называется ячейкой. Ячейка, как только что упоминалось, является фундаментальной электрохимической единицей, которая является источником электрической энергии, производимой путем преобразования химической энергии.

В своей базовой форме элемент обычно содержит три основных компонента: два электрода и электролит, а также состоит из выводов, разделителя и контейнера. Говоря об электродах, существует два типа электродов, называемых анодом и катодом.

Анод – это отрицательный электрод (также называемый топливным электродом или восстанавливающим электродом). Он теряет электроны во внешнем контуре и в электрохимической реакции окисляется.

Катод, с другой стороны, является положительным электродом (также называемым окислительным электродом).Он принимает электроны из вечного контура и в электрохимической реакции восстанавливается. Следовательно, преобразование энергии в батарее происходит за счет электрохимической окислительно-восстановительной реакции.

Третьим важным компонентом ячейки является электролит. Электролит действует как среда для передачи заряда в виде ионов между двумя электродами. Следовательно, электролит иногда называют ионным проводником. Здесь следует отметить важный момент, что электролит не является электропроводным, а имеет только ионную проводимость.

Батарея часто состоит из одной или нескольких «ячеек», которые электрически соединены в последовательной или параллельной конфигурации для обеспечения необходимых уровней напряжения и тока.

Различные типы батарей

По сути, все электрохимические элементы и батареи подразделяются на два типа:

  • Первичные (неперезаряжаемые)
  • Вторичные (перезаряжаемые)

Несмотря на то, что в этих двух классификациях есть несколько других типы батарей, эти два являются основными типами.Проще говоря, первичные батареи являются неперезаряжаемыми батареями, то есть их нельзя заряжать электрически, в то время как вторичные батареи являются перезаряжаемыми батареями, то есть их можно заряжать электрически.

Первичные батареи

Первичные батареи – это один из простых и удобных источников энергии для нескольких портативных электронных и электрических устройств, таких как фонари, фотоаппараты, часы, игрушки, радио и т. Д. его, а когда разрядится, выбросить »типа.

Обычно первичные батареи недорогие, легкие, маленькие и очень удобные в использовании, требующие относительно небольшого или меньшего обслуживания. Большинство первичных батарей, которые используются в домашних условиях, являются одноэлементными и обычно имеют цилиндрическую конфигурацию (хотя их очень легко производить в различных формах и размерах).

Общие типы первичных батарей

До 1970-х годов преобладающими типами первичных батарей были батареи на основе цинковых анодов.В 1940-х годах, во время Второй мировой войны и после войны, цинк-углеродные батареи имели среднюю емкость 50 Втч / кг.

Наиболее значительное развитие аккумуляторных технологий произошло в период 1970–1990 годов. Именно в это время были разработаны знаменитые цинковые / щелочно-двуокись марганца батареи, которые постепенно вытеснили старые цинково-угольные батареи в качестве основных первичных батарей.

Батареи цинк-оксид ртути и кадмий-оксид ртути также использовались в этот период, но из-за экологических проблем, связанных с использованием ртути, эти типы батарей постепенно прекращали свое производство.

Именно в этот период началась разработка аккумуляторов с литием в качестве активного анодного материала, которые считаются крупным достижением из-за высокой удельной энергии и более длительного срока хранения литиевых аккумуляторов по сравнению с традиционными цинковыми аккумуляторами.

Литиевые батареи производятся в виде таблеток и таблеток для определенного диапазона приложений (например, часы, резервное копирование памяти и т. Д.), Также доступны более крупные батареи цилиндрического типа.

В следующей таблице показаны различные типы первичных батарей, а также их характеристики и области применения.

(Mg / MnO2)
Тип батареи Характеристики Применения
Цинк – Углерод Обычный, недорогой, разнообразие размеров Высокая емкость, длительный срок хранения Радиостанции для военных и самолетов
Ртуть (Zn / HgO) Очень высокая емкость, длительный срок хранения Медицинские (слуховые аппараты, кардиостимуляторы), фотография
Щелочные (Zn / Alkaline / MnO2) Очень популярные, умеренная стоимость, высокая производительность Самые популярные первичные батареи
Серебро / цинк (Zn / Ag2O) Самая высокая емкость, дорогостоящий, плоский разряд Слуховые аппараты, фотография, пейджеры
Литий / растворимый катод Высокая плотность энергии, хорошая производительность, широкий диапазон температур Широкий спектр применений с емкостью от 1 до 10 000 Ач
Литий / твердый катод Высокая плотность энергии, низкотемпературные характеристики, длительный срок хранения Замена кнопочных и цилиндрических элементов
Литий / твердый электролит Низкое энергопотребление, чрезвычайно долгий срок хранения Схемы памяти, медицинская электроника

Вторичные батареи

Вторичная батарея также называется аккумуляторной батареей, поскольку после разрядки они могут заряжаться электрически.Химический статус электрохимических ячеек можно «перезарядить» до их исходного состояния, пропуская ток через ячейки в направлении, противоположном их разряду.

В основном вторичные батареи могут использоваться двумя способами:

  • В первой категории приложений вторичные батареи в основном используются в качестве накопителей энергии, где они электрически подключены к основному источнику энергии, а также заряжаются от него, а также подача энергии при необходимости.Примерами таких приложений являются гибридные электромобили (HEV), источники бесперебойного питания (UPS) и т. Д.
  • Вторая категория приложений вторичных батарей – это те приложения, в которых батарея используется и разряжается в качестве первичной батареи. Как только он полностью разряжен (или почти полностью разряжен), вместо того, чтобы выбросить его, аккумулятор перезаряжается с помощью соответствующего зарядного механизма. Примеры таких приложений – вся современная портативная электроника, такая как мобильные телефоны, ноутбуки, электромобили и т. Д.

Плотность энергии вторичных батарей относительно ниже, чем у первичных батарей, но они имеют другие хорошие характеристики, такие как высокая удельная мощность, плоские кривые разряда, высокая скорость разряда, низкотемпературные характеристики.

Общие типы вторичных батарей

Две из самых старых батарей на самом деле являются вторичными батареями, названными свинцово-кислотными батареями, которые были разработаны в конце 1850-х годов, и никель-кадмиевыми батареями, которые были разработаны в начале 1900-х годов. До недавнего времени было всего два типа аккумуляторных батарей.

Первые и наиболее часто используемые аккумуляторные батареи называются свинцово-кислотными батареями. В их основе лежит электрохимическая пара свинец – диоксид свинца (Pb – PbO2). Электролит, используемый в этих типах батарей, представляет собой очень распространенную серную кислоту.

Второй тип аккумуляторных батарей называется никель-кадмиевыми батареями. В их основе лежит оксигидроксид никеля (оксид никеля) в качестве положительного электрода и отрицательный электрод на основе металлического кадмия. Подойдя к электролиту, используется щелочной раствор гидроксида калия.

В последние десятилетия появились два новых типа аккумуляторных батарей. Это никель-металлогидридная батарея и литий-ионная батарея. Из этих двух литий-ионный аккумулятор изменил правила игры и стал коммерчески лучше благодаря своим высоким показателям удельной энергии и плотности энергии (150 Втч / кг и 400 Втч / л).

Существуют и другие типы вторичных батарей, но четыре основных типа:

  • Свинцово-кислотные батареи
  • Никель-кадмиевые батареи
  • Никель-металлогидридные батареи
  • Литий-ионные батареи

Давайте теперь вкратце см. информацию об этих типах батарей индивидуально.

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи на сегодняшний день являются самыми популярными и наиболее часто используемыми аккумуляторными батареями. Они были успешным продуктом более века. Свинцово-кислотные батареи доступны в нескольких различных конфигурациях, от небольших герметичных элементов емкостью 1 Ач до больших элементов емкостью 12 000 Ач.

Одно из основных применений свинцово-кислотных аккумуляторов – автомобильная промышленность, поскольку они в основном используются в качестве аккумуляторов SLI (пуск, освещение и зажигание).

Свинцово-кислотные батареи также применяются в других областях, включая накопление энергии, аварийное электроснабжение, электромобили (даже гибридные автомобили), системы связи, системы аварийного освещения и т. Д.

Свинцово-кислотные батареи могут применяться в широком диапазоне широкий диапазон напряжения, различные формы и размеры, низкая стоимость и относительно простое обслуживание. По сравнению с другими технологиями вторичных аккумуляторов свинцово-кислотные аккумуляторы являются наименее дорогим вариантом для любого применения и обеспечивают очень хорошую производительность.

Электрический КПД свинцово-кислотных аккумуляторов составляет от 75 до 80%. Такая оценка эффективности их пригодности для хранения энергии (источников бесперебойного питания – UPS) и электромобилей.

Никель-кадмиевые батареи

Никель-кадмиевые батареи или просто никель-кадмиевые батареи являются одними из самых старых типов батарей, доступных сегодня наряду со свинцово-кислотными батареями. У них очень долгий срок службы, они очень надежны и прочны.

Одним из основных преимуществ никель-кадмиевых аккумуляторов является то, что они могут подвергаться высокой скорости разряда и работать в широком диапазоне температур.Кроме того, срок годности никель-кадмиевых аккумуляторов очень велик. Стоимость этих батарей выше, чем у свинцово-кислотных батарей на базовый ватт-час, но меньше, чем у других типов щелочных батарей.

Как упоминалось ранее, в Ni-Cd батареях используется оксигидроксид никеля (NiOOH) в качестве катода и металлический кадмий (Cd) в качестве анода. Обычные аккумуляторные батареи потребительского класса имеют рабочее напряжение 1,2 В. В промышленных приложениях никель-кадмиевые батареи уступают только свинцово-кислотным батареям благодаря своим низким температурам, стабильному разрядному напряжению, длительному сроку службы, низким эксплуатационным расходам и превосходной надежности.

К сожалению, у никель-кадмиевых аккумуляторов есть одна важная характеристика, называемая «эффектом памяти», которая является их единственным недостатком. Когда Ni-Cd элементы частично разряжаются, а затем перезаряжаются, они постепенно теряют свою емкость, то есть цикл за циклом. «Кондиционирование» – это процесс восстановления утраченной емкости батарей.

В этом процессе элементы полностью разряжаются до нуля вольт, а затем полностью заряжаются.

Никель-металлогидридные батареи

Это относительно новый тип батарей, являющийся расширенной версией никель-водородных электродных батарей, которые использовались исключительно в аэрокосмической отрасли (спутники).Положительный электрод представляет собой оксигидроксид никеля (NiOOH), а отрицательный электрод ячейки – металлический сплав, в котором водород накапливается обратимо.

Во время зарядки металлический сплав поглощает водород с образованием гидрида металла, а во время разряда гидрид металла теряет водород.

Одно из главных преимуществ никель-металлогидридных батарей перед никель-кадмиевыми батареями – это более высокая удельная энергия и плотность энергии. Герметичные никель-металлогидридные батареи доступны в продаже в виде небольших цилиндрических элементов и используются в портативной электронике.

Литий-ионные аккумуляторы

Появление литий-ионных аккумуляторов за последние пару десятилетий было феноменальным. Более 50% потребительского рынка перешло на использование литий-ионных аккумуляторов. В частности, ноутбуки, мобильные телефоны, фотоаппараты и т. Д. Являются крупнейшими приложениями литий-ионных аккумуляторов.

Литий-ионные батареи имеют значительно высокую плотность энергии, высокую удельную энергию и более длительный срок службы. Другими основными преимуществами литий-ионных аккумуляторов являются низкая скорость саморазряда и широкий диапазон рабочих температур.

Аккумуляторные батареи

В последние несколько десятилетий использование небольших герметичных аккумуляторов в потребительских приложениях росло по экспоненте. Первичные или аккумуляторные батареи малого форм-фактора используются в огромном количестве устройств. Некоторые из них упомянуты ниже.

  • Портативные электронные устройства: часы, фотоаппараты, мобильные телефоны, ноутбуки, видеокамеры, калькуляторы, испытательное оборудование (мультиметры).
  • Развлечения: радио, MP3-плееры, CD-плееры, все инфракрасные пульты дистанционного управления, игрушки, игры, клавиатуры.
  • Для дома: часы, сигнализация, детекторы дыма, фонари, ИБП, аварийное освещение, зубные щетки, триммеры для волос и бритвы, тонометры, слуховые аппараты, кардиостимуляторы, переносные электроинструменты (дрели, отвертка).

Как выбрать аккумулятор?

Выбор аккумулятора для вашего приложения можно свести к двум характеристикам: производительность и стоимость. Но если копнуть немного глубже, то следующие факторы являются определяющими при выборе подходящей батареи для вашего приложения.

  • Первичный или вторичный
  • Энергия или мощность
  • Срок годности
  • Энергоэффективность и скорость перезарядки
  • Срок службы батареи
  • Температура батареи

Заключение

Это было краткое введение в аккумулятор, различные типы батарей, первичный и вторичные батареи, аккумуляторные и неперезаряжаемые батареи, а также несколько общих применений каждого типа батарей.

Разъяснение 5 типов батарей – герметичные, AGM, гелевые

Из-за того, что на рынке представлены все типы батарей, бывает сложно выбрать правильный тип для вашего приложения.Мы рекомендуем вам уделить немного времени, чтобы узнать больше о 5 наиболее распространенных типах батарей.

1. Залитые батареи

Это традиционный аккумулятор для запуска двигателя, трактора и глубокого цикла. Жидкий электролит может свободно перемещаться в отсеке ячейки. Пользователь имеет доступ к отдельным элементам и может добавлять дистиллированную воду по мере высыхания батареи. Популярные применения – запуск двигателя и конструкции с глубоким циклом.

Для этого типа аккумулятора типичный диапазон напряжения поглощения 14.От 4 до 14,9 вольт; типичный диапазон плавающего напряжения от 13,1 до 13,4 вольт.

Залитые батареи широко распространены и используются во многих приложениях, например, в автомобильных пусковых батареях, батареях для мотоциклов, батареях для квадроциклов, батареях для тележек для гольфа, а также залитых батареях для солнечных и аварийных систем резервного копирования.

2. Герметичные батареи

Этот термин может относиться к ряду различных конструкций, включая лишь небольшую модификацию стиля затопления. В этом случае, даже если у пользователя нет доступа к отсекам элементов, внутренняя структура в основном такая же, как у залитой батареи.Единственное отличие состоит в том, что производитель обеспечил наличие в батарее достаточного количества кислоты для поддержания химической реакции при нормальном использовании в течение гарантийного срока батареи. Другие типы свинцово-кислотных аккумуляторов также герметичны, как описано ниже. Очень популярны такие применения, как запуск двигателя и приложения с ограниченным запуском / глубоким циклом.

Для этого типа аккумулятора типичный диапазон напряжения поглощения от 14,2 до 14,7 вольт; типичный диапазон плавающего напряжения от 13,1 до 13,4 вольт.

3.VRLA Аккумуляторы

Это означает свинцово-кислотную батарею с регулируемым клапаном. Это тоже герметичный аккумулятор. Механизм регулировки клапана позволяет безопасно удалять водород и кислород во время зарядки.

Для этого типа аккумулятора типичный диапазон напряжения поглощения от 14,2 до 14,5 вольт; типичный диапазон плавающего напряжения от 13,2 до 13,5 вольт.

Батареи

VRLA широко распространены и используются во многих приложениях, например, в аккумуляторах для медицинских скутеров, игрушечных батареях и батареях для сигнализации.

4. Аккумуляторы AGM

Конструкция абсорбированного стеклянного мата позволяет суспендировать электролит в непосредственной близости от активного материала пластин. Теоретически это увеличивает эффективность разряда и перезарядки. Фактически, аккумуляторы AGM – это вариант аккумуляторов Sealed VRLA, только более совершенный дизайн. Популярное использование включает запуск двигателя с высокими характеристиками, силовые виды спорта, глубокий цикл, солнечные батареи и аккумуляторные батареи.

Для этого типа аккумулятора типичный диапазон напряжения поглощения 14.От 4 до 15,0 вольт; типичный диапазон плавающего напряжения от 13,2 до 13,8 вольт.

Аккумуляторы

AGM широко распространены и используются во многих областях, таких как аккумуляторы для жилых автофургонов, лодочные аккумуляторы, аккумуляторы для мотоциклов, аккумуляторы для квадроциклов, а также аккумуляторы для ИБП и телекоммуникаций для генераторов.

5. GEL аккумуляторы

Гелевый аккумулятор похож на аккумулятор AGM, потому что электролит находится во взвешенном состоянии, но отличается, потому что технически аккумулятор AGM по-прежнему считается мокрым элементом. Электролит в гелевых батареях содержит добавку диоксида кремния, которая заставляет его затвердеть или затвердеть.Напряжение перезарядки у этого типа элементов ниже, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов других типов. Вероятно, это наиболее чувствительный элемент с точки зрения побочных реакций на зарядку от перенапряжения. Гелевые батареи лучше всего использовать при ОЧЕНЬ ГЛУБОКОМ цикле и могут работать немного дольше в жаркую погоду. Использование неправильного зарядного устройства с гелевой батареей может привести к снижению производительности и преждевременному выходу из строя. Зарядные устройства с гелевым профилем будут иметь информацию о совместимости с гелем либо на устройстве, либо в руководстве.

Для этого типа батарей типичный диапазон напряжения поглощения от 14,0 до 14,2 вольт; типичный диапазон плавающего напряжения от 13,1 до 13,3 вольт.

Примечание о гелевых батареях: люди очень часто используют термин «гелевый элемент», когда относятся к герметичным, необслуживаемым батареям, так же, как если бы использовали Kleenex, когда ссылались на салфетки для лица или «Xerox machine», когда ссылались на копировальный аппарат. . Будьте очень осторожны при выборе зарядного устройства. Чаще всего то, что кто-то считает гелевым элементом, на самом деле представляет собой герметичную, необслуживаемую батарею типа VRLA или AGM.Узнайте больше о различиях между гелевой ячейкой и батареей AGM.

Гелевые аккумуляторы

не так распространены, как аккумуляторы AGM, но часто встречаются в условиях глубокой разрядки, например, в аккумуляторах для инвалидных колясок и медицинских мобильных, аккумуляторных батарей для троллинговых двигателей и аккумуляторных батарей для автофургонов глубокого разряда.

Нужна новая высокопроизводительная батарея?
Выберите аккумулятор

Была ли эта информация полезной? Подпишитесь, чтобы получать обновления и предложения.

Написано 31 октября 2019 г. в 10:17

Как выбрать батареи | REI Co-op

Батареи – это переносные хранилища энергии.Они приводят в действие наши фары, фонари, устройства GPS, камеры, музыкальные плееры и многое другое. Идеальная батарея обеспечит вам баланс между длительным сроком службы, высокой производительностью, разумной стоимостью и низким воздействием на окружающую среду. Чтобы получить это, вы должны знать, что вы ищете, что может быть непросто, когда вы начинаете копаться в деталях об электродах, катодах и различных типах металлов.

В этом руководстве мы рассмотрим варианты и расскажем о плюсах и минусах различных типов батарей, поскольку они относятся конкретно к пользователям, находящимся на открытом воздухе, таким как туристы, байкеры, лыжники и альпинисты.

Советы по выбору батарей:
  • Определите, какой размер батареи вам нужен: Это просто. Если ваш гаджет работает от батареек AAA, то это то, что вам нужно. Вы можете посмотреть на само устройство, чтобы узнать, какой размер батареи требуется, или проконсультироваться с инструкцией по эксплуатации.
  • Выберите между одноразовыми или перезаряжаемыми батареями: Одноразовые батареи дешевле и имеют отличный срок хранения, но перезаряжаемые батареи можно использовать снова и снова, что в конечном итоге делает их более экономичным выбором.
  • Выберите аккумулятор правильного типа: Понимание того, как работают аккумуляторы, и знание того, чем щелочные отличаются от литиевых, а никель-металлгидридные от литий-ионных, поможет вам выбрать аккумулятор, который лучше всего подходит для вашего применения.

Краткую справку см. В нашем PDF-файле для печати.

Если вас интересуют портативные солнечные зарядные устройства и аккумуляторные батареи, прочтите нашу статью «Солнечные зарядные устройства и портативное питание».

Определите, какой размер батарей вам нужен

Вам не нужно много знать об аккумуляторах, чтобы выбрать размер для вашего устройства.Чтобы понять это, достаточно посмотреть на батареи, которые в настоящее время установлены в вашем устройстве, и заменить их на батареи того же размера (т. Если у вас еще не установлены батареи, посмотрите на устройство на предмет индикации или обратитесь к руководству по эксплуатации.

Если вы хотите узнать немного больше о размерах батарей, вот краткое руководство:

Вы, наверное, знакомы с батареями AAA, AA, C и D.Эти буквы являются индикаторами размера. По сути, чем дальше вы пройдете по алфавиту, тем больше будет батарея (например, D больше, чем C). Если вы видите, что буква используется более одного раза (например, AA, AAA), чем чаще она используется, тем меньше размер батареи (например, AAA меньше AA).

Калибровка батарей типа «таблетка» (также называемых кнопочными батареями) работает немного иначе. Эти батареи обычно состоят из двух букв, за которыми следуют четыре цифры.Первая буква указывает на химический состав, а вторая указывает на форму. Четыре числа описывают размер, первые два указывают диаметр, а вторые два – высоту. Например, для батареи CR2032 буква C означает литий, R означает, что батарея круглая, а 2032 означает, что батарея имеет диаметр 20 мм и высоту 3,2 мм.

Выберите одноразовый или перезаряжаемый

Если вы покупаете обычные цилиндрические батареи, такие как AAA, AA, C или D, у вас есть возможность купить одноразовые батареи или аккумуляторные батареи (батарейки типа «таблетка», такие как CR2032, предназначены только для одноразового использования).У обоих есть преимущества и недостатки; Взглянем на них:

Одноразовые батареи: Вот как они звучат. Когда в них кончился заряд, вы должны утилизировать их (чтобы найти ближайшие варианты утилизации аккумуляторов, посетите Call2Recycle.org). Два основных типа одноразовых батарей – щелочные и литиевые.

Плюсы:

  • Более низкая первоначальная стоимость, чем у аккумуляторных батарей.
  • Очень низкая скорость саморазряда (потеря мощности при простое) для длительного срока хранения.
  • Широко доступный.

Минусы:

  • Требуется утилизация после полной разрядки.

Аккумуляторные батареи: Эти батареи предназначены для многократной перезарядки, в некоторых случаях до 500 или более раз. Два основных типа аккумуляторных батарей – это никель-металлогидридные и литий-ионные.

Плюсы:

  • Поскольку они перезаряжаемые, они производят меньше отходов, чем одноразовые батареи.
  • Они предлагают лучшую долгосрочную ценность, чем одноразовые батареи (чем больше вы их используете, тем дешевле они становятся).

Минусы:

  • Более высокая начальная стоимость, чем у одноразовых батарей.

Выберите аккумулятор правильного типа

После того, как вы определились с размером батареи и сделали выбор между одноразовой и перезаряжаемой батареями, возможно, вам будет полезно узнать немного больше о различных типах батарей.Имея базовое представление о том, как работают аккумуляторы и что в них находится, вы можете принимать более обоснованные решения о том, какой тип аккумуляторов соответствует вашим потребностям.

Основные сведения об аккумуляторах: Обычные аккумуляторы, такие как AAA, AA, C и D, имеют положительные и отрицательные клеммы и два внутренних слоя, называемых электродами, которые включают катод (который переносит положительный заряд) и анод (для переноса отрицательного заряда) ). Все батареи также содержат электролит того или иного типа – вещество, которое проводит электричество (поток электронов) между выводами батареи.Когда вы вставляете батарею в устройство, такое как налобный фонарь, электролит, катод и анод взаимодействуют, и происходит химическая реакция (в основном окисление). Ионы (положительно заряженные) и электроны (отрицательно заряженные) проходят через электролит, выходят через отрицательный вывод и позволяют вашему устройству функционировать.

Со временем внутренние химические вещества батареи начинают разлагаться, и взаимодействие уменьшается. В конце концов они больше не могут сохранять заряд и считаются «мертвыми».

Смесь химикатов в батарее призвана обеспечить некоторую комбинацию четырех святых Граалей неуловимой «идеальной» батареи – долгого срока службы, высокой производительности, разумной стоимости и низкого воздействия на окружающую среду.Вот более подробный обзор наиболее распространенных вариантов, доступных для одноразовых и аккумуляторных батарей:

Одноразовые батареи

Одноразовые щелочные батареи

Наиболее часто используемая батарея – это щелочная батарея (то есть она содержит щелочной электролит, обычно гидроксид калия).

Лучшее применение: Устройства с низким энергопотреблением, такие как светодиодные фары, светодиодные фонарики, игрушки, устройства дистанционного управления, часы и радио, и даже предметы с умеренным потреблением энергии, такие как лампы с лампами накаливания.Щелочные батареи можно использовать в устройствах с высоким энергопотреблением (например, в цифровых фотоаппаратах), хотя их продолжительность жизни резко сократится. Почему? Несмотря на то, что щелочи имеют высокую начальную энергоемкость, устройства с высоким потреблением энергии потребляют настолько значительную энергию, что энергия быстро расходуется.

Плюсы:

  • По умеренной цене
  • Широко доступный

Минусы:

  • Бессрочный цикл использования-утилизации-замены.Возможно, они могут быть переработаны, но большинство из них попадает на свалки.

Номинальное напряжение : 1,5 (хотя оно постепенно снижается до менее 1 В по мере того, как батарея разряжается).

Расчетный срок хранения (при 20 ° C / 68 ° F): 5–7 лет.

Одноразовые литиевые батареи

Литий, исключительно легкий металл, придает литиевым батареям наивысшую удельную энергию из всех аккумуляторных элементов.Таким образом, они могут хранить больше энергии, чем щелочные батареи или любые одноразовые батареи сопоставимого размера. И они отлично справляются с экстремальными температурами, как жаркими, так и холодными.

ИСПОЛЬЗУЙТЕ С ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕМ: их более высокое напряжение делает литиевые батареи слишком мощными для некоторых устройств и может повредить схемы. Прочтите инструкции производителя, чтобы получить рекомендации по использованию батарей для отдельных продуктов.

Наилучшее применение: Устройства с большим потреблением энергии (например, цифровые фотоаппараты) и большинство (но не все) устройств с умеренным потреблением энергии (например,фары, игрушки).

Плюсы:

  • Самый долгий срок службы (безусловно) в категории одноразового использования; в цифровой камере литиевые батареи гипотетически могут производить более 100–200 фотографий со вспышкой; щелочные батареи, 20–40+.
  • Превосходная функциональность при экстремальных температурах, от значительно ниже нуля до более 100 ° F.
  • Очень долгий срок хранения.
  • Легкий вес (примерно на 30 процентов легче щелочных батарей аналогичного размера).

Минусы:

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Более высокое напряжение может повредить некоторые устройства. Прочтите инструкции производителя, прилагаемые к каждому устройству, чтобы определить, могут ли они работать с литиевыми батареями.

Номинальное напряжение: 1,5–3 (постепенно снижается по мере разряда батареи).

Расчетный срок хранения (68 ° F / 20 ° C): 10–15 лет.

Сравнение одноразовых батарей
Щелочной Литий
Номинальное напряжение 1.5 3,0
Расчетный срок годности 5–10 лет 10–15 лет
Рабочие характеристики при 0 ° F Плохо / хорошо Очень хорошо
Наилучшее или обычное использование

Устройства с умеренным стоком:

Фары

Игрушки

Устройства с низким стоком:

Часы

Детекторы дыма

Устройства с высоким стоком:

Цифровые камеры

GPS

Устройства с умеренным стоком:

Фары

Игрушки

Отличительные характеристики
  • Наиболее часто используемый и широко доступный аккумулятор.
  • Превосходная производительность при экстремальных температурах.
  • Легче, чем щелочные батареи.
  • Лучший выбор для цифровых фотоаппаратов среди одноразовых батарей.
  • ВНИМАНИЕ: слишком мощный для некоторых устройств; сначала прочтите инструкцию к продукту.
Вторичная переработка Да. Чтобы узнать, как и где, посетите: www.call2recycle.org

В чем разница между литиевыми и литий-ионными батареями? Литиевые батареи нельзя перезаряжать. Литий-ионные аккумуляторы могут.

Аккумуляторы

Перезаряжаемые стандартные никель-металлогидридные батареи

Как следует из названия, в состав никель-металлогидридной (NiMH) батареи входят:

  • никель (обычно гидроксид никеля; используется для катода / положительного электрода)
  • сплав (смесь металлов или металлов, смешанных с другими элементами; используется для анода / отрицательного электрода)
  • гидроксид калия (щелочь) в качестве электролита.

NiMH батареи заменили никель-кадмиевые (NiCd) батареи в качестве предпочтительных цилиндрических перезаряжаемых батарей. Они предлагают более высокую энергоемкость (до 50 процентов), чем никель-кадмиевые батареи, и избегают высокой токсичности кадмия. При этом стандартные никель-металлгидридные батареи в значительной степени были заменены предварительно заряженными никель-металлгидридными батареями (дополнительную информацию см. В разделе «Предварительно заряженные никель-металлгидридные батареи» ниже).

Наилучшее применение: Устройства с высоким энергопотреблением (например, цифровые фотоаппараты, вспышки) или устройства, которые используются в течение длительного или непрерывного использования (например,г. Приемники GPS). Не рекомендуется для предметов, которые редко используются или нечасто проверяются, таких как детекторы дыма или фонарик в аварийном комплекте.

Плюсы:

  • Обеспечивает энергоемкость с более постоянной скоростью (технически более равномерной скоростью разряда), чем одноразовые батареи – например, свет от налобного фонаря, использующего щелочные батареи, начинает ярче и постепенно становится тусклее. У никель-металлгидридных аккумуляторов уровень освещенности остается стабильным благодаря постоянному напряжению, обеспечиваемому аккумуляторными батареями.
  • Обеспечивает значительно больший ток (поток электронов), чем щелочная батарея, повышая ее производительность при обслуживании устройств с высоким энергопотреблением.
  • Отсутствие измеримого «эффекта памяти» (это когда батарея имеет тенденцию «запоминать» только то количество энергии, которое она доставила во время последней разрядки).
  • Достаточно хорошо работает в холодную погоду.
  • Лучшая долгосрочная ценность, чем одноразовые батареи.
  • Подходит для вторичной переработки.

Минусы:

  • Достаточно высокая скорость «саморазряда» (потеря мощности, когда она не используется) – незанятые никель-металлгидридные батареи могут терять от 1 до 5 процентов накопленной энергии за день, от 30 до 40 процентов за месяц (и потенциально больше в теплых условиях).
  • Изначально в меру дорого.
  • Необходимо зарядить перед первым использованием.
  • Следует заряжать каждые 1-2 месяца.
  • Энергетическая мощность снижается на 10–15 процентов после более чем 100 перезарядок.
  • Производительность может снизиться при падении или грубом обращении.

Вольт: 1,2 (постоянное напряжение обычно поддерживается в течение всего цикла, снижаясь до 1,1 до завершения цикла зарядки).

Расчетное количество циклов зарядки: 150–500

Скорость саморазряда: Потеря 1 процента (или более) накопленной мощности в день, примерно 40 процентов в месяц.

Хранение: Хранить полностью заряженным при 60 ° F / 15.5 ° С.

Советы:

  • Батареи большей емкости будут служить устройству дольше. Емкость никель-металлгидридных аккумуляторов выражается в миллиампер-часах (мАч). Посмотрите на сами батареи или на упаковку, чтобы узнать номинал мАч.
  • Можно заряжать в любое время, независимо от того, какой уровень энергоемкости они сохраняют.
  • Для обеспечения максимальной производительности подзаряжайте аккумулятор, когда его энергоемкость падает на 30–50 процентов ниже максимальной.
  • Чтобы начать длительный период хранения, необходимо полностью зарядить все никель-металлгидридные батареи.
  • Если не использовались в течение длительного времени, заряжайте стандартные никель-металлгидридные батареи каждые 1-2 месяца.

Никель-металлогидридные аккумуляторные предварительно заряженные батареи

Также называемые «гибридными», «готовыми к использованию» или «малоразрядными» аккумуляторами, эти никель-металлгидридные аккумуляторы поставляются предварительно заряженными в упаковке, поэтому они готовы к работе. Они предлагают очень низкую скорость саморазряда (потери мощности, когда они не используются), что делает их очень популярными в категории аккумуляторных батарей для цилиндрических батарей (элементы AAA, AA, C и D).По этим причинам предварительно заряженные никель-металлгидридные батареи по большей части заменили стандартные, незаряженные никель-металлгидридные батареи.

Наилучшее применение: Устройства с большим потреблением энергии (например, цифровые фотоаппараты, вспышки) или устройства с умеренным потреблением энергии, которые используются в течение длительного или непрерывного использования (например, приемники GPS, фары). Его более низкая скорость саморазряда также делает его подходящим для некоторых устройств с низким энергопотреблением, таких как часы и пульты от телевизора.

Плюсы: То же, что и стандартный NiMH, плюс:

  • Может идти прямо из упаковки в ваше устройство.
  • Намного более низкая скорость саморазряда по сравнению со стандартными NiMH батареями (что делает эту конструкцию отличным выбором для фар или любого устройства, которое можно активно использовать в течение недели, а затем оставить нетронутым в течение нескольких месяцев).

Минусы:

  • Изначально в меру дорого.
  • Следует заряжать каждые 6–9 месяцев.
  • Энергетическая мощность снижается на 10-15 процентов после нескольких сотен подзарядок.

Вольт: 1.2 (постоянное напряжение обычно поддерживается в течение всего цикла).

Расчетное количество циклов зарядки: примерно 150–500

Скорость саморазряда: Намного лучше, чем у стандартных никель-металлгидридных аккумуляторов, примерно на 10–20 процентов за 6 месяцев.

Хранение: Хранить полностью заряженным при 60 ° F / 15,5 ° C.

Советы:

  • Батареи большей емкости будут служить устройству дольше. Емкость никель-металлгидридных аккумуляторов выражается в миллиампер-часах (мАч).Посмотрите на сами батареи или на упаковку, чтобы узнать номинал мАч.
  • Можно заряжать в любое время, независимо от того, какой уровень энергоемкости они сохраняют.
  • Чтобы начать длительный период хранения, необходимо полностью зарядить все никель-металлгидридные батареи.
  • Если они не использовались в течение длительного времени, заряжайте предварительно заряженные NiMH аккумуляторы каждые 6–9 месяцев.

Литий-ионные аккумуляторные батареи Литий-ионные батареи

сегодня чаще встречаются в форме плиты, блока или батарейного блока, а не в форме цилиндра типа AAA, AA, C или D.Они широко используются в смартфонах, цифровых камерах, компьютерах и другой бытовой электронике.

Лучшее применение: Ноутбуки, смартфоны, спортивные часы с GPS, портативные устройства питания, некоторые велосипедные фонари.

Плюсы:

  • Обеспечивает самую низкую скорость саморазряда (менее 10 процентов в месяц) среди всех аккумуляторных батарей.
  • Большое расчетное количество циклов подзарядки (500–1000 +).
  • Подходит для вторичной переработки.

Минусы:

  • Дороже.
  • Даже если не использовать, возраст отрицательно сказывается.

Вольт: 3,6 (с некоторыми вариациями).

Расчетное количество циклов зарядки: 500–1000 +.

Скорость саморазряда: Очень низкая, но возраст – враг литий-ионных аккумуляторов. Даже если они не используются, простое течение времени лишает их некоторой энергоемкости.Количество потерь зависит от размера и конфигурации батареи.

Хранение: Хранить при температуре примерно 60 ° F / 15,5 ° C, либо полностью заряженных, либо при 50-процентной емкости (мнения расходятся по этому вопросу).

Советы:

  • Подзаряжайте часто, даже если израсходовано лишь небольшое количество энергии.
  • Не допускайте полной разрядки литий-ионного аккумулятора перед подзарядкой. Это не испортит литий-ионный аккумулятор, но это не рекомендуется.
  • Больше циклов зарядки может быть достигнуто, если литий-ионная батарея заряжается после неглубокой разрядки (примерно 30 процентов емкости, которую можно определить на устройствах, которые имеют индикатор энергоемкости или «датчик уровня заряда» батареи). По возможности избегайте планирования перезарядки после средней (50 процентов) или полной (90–100 процентов) разрядки.

Сравнение аккумуляторов
Стандартный NiMH Предварительно заряженный NiMH Литий-ионный
Номинальное напряжение 1.2 1,2 3,6
Типичная энергоемкость AA (мАч) Очень высокий (около 2500) Высокий (приблизительно 2 000–2400) AA / AAA не широко доступны
Расчетные циклы зарядки 150–500 150–500 + 300–500 +
Средняя скорость саморазряда Плохо (1% / день, 30% -40% / месяц) Очень хорошо (20% за 6 месяцев) Отлично (<2% / мес.)
Характеристики при 0 ° F Хорошо / удовлетворительно Хорошо / удовлетворительно Хорошо / удовлетворительно
Наилучшее или обычное использование

Устройства с высоким стоком:

Цифровые камеры

GPS

Устройства с умеренным стоком:

Фары

Игрушки

Устройства с высоким стоком:

Цифровые камеры

GPS

Устройства с умеренным стоком:

Фары

Игрушки

Ноутбуки

Смартфоны

GPS

Спортивные часы

Портативные устройства питания

Некоторые велосипедные фонари

Отличительные характеристики
  • Необходимо зарядить перед первым использованием.
  • превосходит предварительно заряженный NiMH при интенсивном использовании в течение ограниченного времени благодаря более высокой энергоемкости.
  • Готов к использованию вне упаковки.
  • Превосходит стандартный никель-металлгидридный аккумулятор при длительном использовании из-за низкой скорости саморазряда.
  • Необходимо зарядить перед первым использованием.
  • Высокая производительность, но ограничивается конкретными продуктами (пока что не в размерах AAA, AA, C, D).
  • Уменьшается с возрастом без учета использования.
Вторичная переработка Да. Чтобы узнать, как и где, посетите: www.call2recycle.org

Наконечники аккумулятора

Чтобы максимально эффективно использовать батареи, по возможности следуйте этим советам:

  • Все батареи, даже те, которые предназначены для работы в экстремальных температурах, могут терять производительность при воздействии высоких или низких температур.Для туристов, альпинистов, лыжников и других любителей активного отдыха низкие температуры часто являются самой большой проблемой. Чтобы снизить влияние холода на заряд аккумулятора, старайтесь держать устройство в тепле. Вы можете сделать это, держа налобный фонарь, смартфон, GPS или другое устройство где-нибудь рядом с телом.
  • Не пытайтесь одновременно заряжать батареи разной емкости, разных марок или разного возраста. Не используйте вместе батарейки разных производителей или разного возраста.
  • Выньте батареи из устройств, если они не будут использоваться в течение нескольких месяцев. Это предотвращает незначительную разрядку батареи устройством, даже если оно неактивно.
  • Извлеките одноразовые (неперезаряжаемые) батареи из устройства, если оно работает от бытовой сети переменного тока. Это избавит аккумуляторы от крошечного истощения их резервов мощности устройством.
  • Не храните батареи, особенно одноразовые, в местах, где может стать сильное тепло, например, в багажниках автомобилей, на чердаках или в гаражах.
  • Не бросайте батареи в ящик, портфель или сумку, где они могут соприкоснуться с металлическими предметами, такими как монеты или скрепки. Это может вызвать короткое замыкание или отрицательно повлиять на полярность батареи.
  • Никогда не бросайте батарейки в огонь. Это может привести к их разрыву и утечке содержимого. Также: не бросайте их в металлический контейнер, где может накапливаться тепло.

Статьи по теме

Типы аккумуляторов – Свинцово-кислотные, AGM, EFB

Стартерные аккумуляторы зарекомендовали себя в миллионах автомобилей по всему миру.Благодаря постоянным инновациям и дальнейшим разработкам, классические мокрые батареи с годами стали более производительными, надежными и универсальными. Аккумуляторы EFB и AGM – это новые типы аккумуляторов, которые удовлетворяют возросшие потребности автомобилей нынешнего поколения.

AGM, EFB, свинцово-кислотный: три разных типа батарей – много общих характеристик Аккумуляторы

AGM и EFB отличаются высокой производительностью. Несмотря на различные технологические подходы, последнее поколение типов аккумуляторов имеет и другие общие положительные особенности: они требуют меньшего количества обслуживания и более надежны, чем 10 лет назад, благодаря достижениям в аккумуляторных технологиях.

Всего несколько десятилетий назад уровень кислоты в автомобильном аккумуляторе нужно было регулярно проверять и при необходимости доливать дистиллированную воду. В современных батареях, не требующих обслуживания, потери воды настолько малы, что доливать дистиллированную воду нет необходимости в течение всего срока службы батареи.

Стартерные аккумуляторы, аккумуляторы EFB и аккумуляторы AGM: различия между типами аккумуляторов
  1. Аккумуляторы мокрого типа (SLI) – проверенные и экономичные

Обычная стартерная аккумуляторная батарея состоит из шести аккумуляторных элементов.Элемент батареи, также называемый пластинчатым блоком, состоит из положительного и отрицательного набора пластин, который, в свою очередь, состоит из нескольких электродов.

Положительный электрод состоит из активного материала из оксида свинца и положительной сетки из сплава свинца. Решетчатая структура придает электродам прочную структуру и в то же время служит электрическим проводником. Активный материал погружают в электролит, смесь кислоты и дистиллированной воды.

Отрицательный электрод также состоит из активного материала, но в данном случае из чистого свинца, и отрицательной сетки.Электроды разной полярности разделены разделителем. Требуемая емкость аккумулятора достигается за счет параллельного соединения отдельных пластин в ячейке. Последовательное соединение отдельных ячеек дает необходимое напряжение 12 вольт.

Хотите узнать больше? Вы можете узнать, как работает аккумулятор, в нашей статье о устройстве и функциях стартерных аккумуляторов.

Обычные батареи, такие как свинцово-кислотные, являются наиболее распространенными типами батарей.Эту технологию часто называют SLI, которая относится к основным функциям аккумуляторной батареи автомобиля: запуску, освещению и зажиганию. Они подходят для автомобилей без технологии Start-Stop и с умеренным количеством потребителей электроэнергии.

  1. Аккумуляторы EFB – много циклов зарядки и долгий срок службы
Батареи

EFB – это оптимизированная версия влажной батареи с более высокими характеристиками. Аббревиатура «EFB» расшифровывается как «Enhanced Flooded Battery».Здесь пластины также изолированы друг от друга с помощью микропористого сепаратора. Между пластиной и разделителем также проложена полиэфирная сетка. Этот материал помогает стабилизировать активный материал пластин и продлить срок службы батареи. Аккумуляторы EFB имеют большое количество возможных циклов зарядки и обеспечивают более чем вдвое большую производительность при частичном и глубоком разряде по сравнению с обычными аккумуляторами.

Аккумуляторы

EFB часто устанавливаются в автомобили с простыми автоматическими системами запуска и остановки.Благодаря своим превосходным характеристикам аккумуляторы с технологией EFB также все чаще используются в качестве замены обычных свинцово-кислотных аккумуляторов.

  1. Аккумуляторы AGM – высокая производительность и грузоподъемность
Батареи

AGM универсальны, обладают высокими характеристиками и предназначены для удовлетворения высоких требований. В принципе, конструкция батареи AGM такая же, как у батареи с мокрыми ячейками. Однако в AGM электролит больше не находится в свободном плавании, а скорее связан в специальном стекловолоконном сепараторе – отсюда и название «Absorbent Glass Mat».Большая площадь контакта способствует увеличению выходной мощности, а также делает батарею герметичной. Благодаря своей конструкции аккумулятор герметичен. Эта функция обеспечивает внутреннюю рекомбинацию кислорода и водорода, поэтому потери воды отсутствуют. Для защиты от избыточного давления отдельные аккумуляторные элементы оснащены предохранительным клапаном, чтобы они оставались безопасными даже в случае неисправности.

В отношении срока службы аккумуляторы AGM имеют значительные преимущества перед простыми стартерными аккумуляторами.Аккумулятор AGM может выдерживать в три раза больший срок службы, чем обычный стартерный аккумулятор. Еще одним преимуществом батарей AGM является то, что они не зависят от своего положения, так как из-за связывания электролита жидкость не может вытекать. Даже если корпус батареи сломан, кислота из батареи не может вытечь.

Аккумуляторы

AGM идеально подходят для автомобилей с системами автоматического запуска и остановки с рекуперацией энергии торможения (рекуперацией), поскольку обычная стартерная батарея не может справиться с высокими требованиями к мощности этих систем.Аккумуляторы AGM также являются правильным выбором для автомобилей с высоким энергопотреблением и большим количеством потребителей электроэнергии.

Какой аккумулятор для какого автомобиля?

На партнерском портале VARTA наши партнерские мастерские могут быстро найти нужный аккумулятор для замены, его положение в автомобиле, а также инструкции по установке и снятию для большинства автомобилей, которые используются в Европе. Поиск аккумуляторов VARTA также является полезным инструментом для наших конечных клиентов, чтобы решить, какой аккумулятор подходит для их автомобиля.

При определенных обстоятельствах может оказаться целесообразным перейти на другую технологию аккумуляторов. Здесь вы можете прочитать о том, когда это происходит. Аккумулятор AGM необходимо всегда заменять на аккумулятор AGM. Если в старт-стопном автомобиле установлена ​​обычная аккумуляторная батарея, следует ожидать значительного сокращения срока службы аккумулятора или ограничения работы системы управления энергопотреблением транспортного средства. Это также применимо, если функция старт-стоп деактивирована.

Типы аккумуляторов – Любопытные

Наши старые друзья

Свинцово-кислотный

Когда в последний раз вам приходилось вытаскивать кривошипную рукоятку, вставлять ее в коленчатый вал вашего автомобиля и провернуть, чтобы двигатель заработал? Никогда? Это потому, что у нас есть свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, подключенные к двигателям наших автомобилей, которые обеспечивают ту мощность, которая необходима двигателю для запуска.Их изобрел Гастон Планте в 1859 году.

Свинцово-кислотные аккумуляторы обычно используются для запуска автомобильных двигателей. Источник изображения: Стив Рейнуотер / Flickr.

Как следует из названия, в этих батареях содержится немного свинца. Фактически, оба электрода (проводники, через которые электричество входит или выходит из батареи) содержат некоторое количество свинца – анод (положительно измененный электрод) сделан из металлического свинца (Pb), а катод (отрицательно заряженный электрод) – из диоксида свинца (PbO 2 ). Электроды помещают в раствор серной кислоты (H 2 SO 4 ), который состоит из ионов водорода (H + ) и бисульфат-ионов (HSO 4 ).

Свинец на аноде реагирует с бисульфатом электролита, высвобождая некоторые электроны и образуя сульфат свинца, который образует кристаллы на аноде, и ионы водорода, которые переходят в электролит. Электроны перемещаются к катоду через внешнюю цепь, где они вместе с бисульфатом и ионами водорода из электролита вступают в реакцию с катодом из диоксида свинца. При этом также образуется сульфат свинца, который снова образует кристаллы, на этот раз на катоде.

Свинцово-кислотные батареи можно перезаряжать – те, что в наших автомобилях, заряжаются с помощью небольшого генератора, подключенного к двигателю, который называется генератором переменного тока.Вот почему, когда вы оставили включенным автомобильный свет, а аккумулятор разряжен, рекомендуется некоторое время покататься вокруг после запуска, чтобы дать аккумулятору время для повторной зарядки.

По мере зарядки аккумулятора описанные выше химические реакции, производящие электричество, возвращаются в обратном направлении. Покрытия из сульфата свинца растворяются и возвращаются в электролит в виде ионов Pb2 + и SO 4 2-. Затем ионы Pb 2+ захватывают два электрона и повторно наносятся на анод как нейтральный Pb.

На катоде ионы Pb 2+ отдают два электрона, чтобы сформировать молекулы воды (H 2 O) и вступить в реакцию с ними с образованием нейтрального диоксида свинца на катоде и некоторых ионов бисульфата, которые возвращаются в раствор электролита. – \ to \ text {PbSO} _4 + \ text { 2H} _2 \ text {O} $$

Суммарная реакция:

$$ \ text {Pb} + \ text {PbO} _2 + \ text {2H} _2 \ text {SO} _4 \ to \ text {2PbSO} _4 + \ text {2H} _2 \ text {O} $$

Ультра аккумулятор

Разработанный в CSIRO аккумулятор Ultrabattery представляет собой усовершенствованную версию традиционной свинцово-кислотной аккумуляторной батареи.Он сочетает в себе стандартную свинцово-кислотную аккумуляторную батарею с суперконденсатором. Когда нормальная свинцово-кислотная батарея разряжается, реакция, которая запускает ее, приводит к образованию кристаллов сульфата свинца как на аноде, так и на катоде. В процессе зарядки эти покрытия удаляются, но электроды (и, следовательно, аккумулятор) со временем изнашиваются. Кроме того, аккумулятор не любит работать в частичном состоянии заряда – состоянии, когда аккумулятор подвергается повторяющимся коротким циклам разрядки и перезарядки без полного разряда или полной зарядки аккумулятора.Это частичное состояние заряда особенно важно для транспортных средств.

В батарее UltraBattery суперконденсатор используется для компенсации проблемных реакций свинцовых электродов свинцово-кислотной батареи, что увеличивает срок ее службы. Поскольку суперконденсатор может очень быстро принимать и накапливать заряд, он может поглощать доступную мощность, а затем подавать ее в батарею с нужной скоростью. Ему удается уменьшить накопление сульфатов в результате процесса разрядки-перезарядки в стандартной свинцово-кислотной батарее.

UltraBattery также сравнительно дешев в производстве, примерно на 70 процентов дешевле, чем литий-ионные батареи, которые в настоящее время используются в гибридных электромобилях. Еще одно возможное применение UltraBattery – на электростанциях для хранения и «сглаживания» энергии, вырабатываемой возобновляемыми источниками, такими как солнце и ветер. В крупномасштабных испытаниях ветряных электростанций в Австралии UltraBattery превзошел обычные свинцово-кислотные батареи.

  • Что такое суперконденсатор?

    Конденсатор похож на батарею… но не совсем.Энергия батареи возникает в результате химической реакции между ее компонентами. Электричество генерируется потоком электронов в окислительно-восстановительной реакции между анодом и катодом.

    Конденсатор также дает энергию, но не в результате химической реакции. Конденсаторы состоят из двух проводящих пластин, между которыми находится диэлектрик или изолятор (вещество, не проводящее электричество). Когда эти пластины подключены к электрическому току, ток течет в них; одна пластина хранит отрицательный заряд на своих поверхностных атомах, а другая – положительный заряд, опять же на поверхностных атомах.Поскольку эти по-разному заряженные пластины разделены непроводящим диэлектриком, создается электрическое поле, в котором накапливается электрическая энергия. Когда конденсатор подключен к другой цепи, он высвобождает (разряжает) электрическую энергию.

    Конденсаторы обычно очень быстро высвобождают свою энергию – они обеспечивают быстрые выбросы энергии. Это делает их полезными для довольно специфических задач, таких как включение вспышки на камере. Вспышка быстро расходует много энергии для создания яркого света, а затем конденсатор перезаряжается от аккумулятора камеры, чтобы его можно было снова использовать для следующей фотографии.

    Облако – это конденсатор: когда маленькие частицы льда в облаке сталкиваются друг с другом и с другими частицами влаги, электроны могут отлетать. Эти электроны имеют тенденцию накапливаться в нижних частях облака. Маленькие, а теперь и положительно заряженные частицы поднимаются к вершине облака. Это означает, что в облаке происходит разделение зарядов и электрическое поле. По мере того, как отрицательный заряд в нижней части облака увеличивается в силе, он отталкивает от него другие отрицательные заряды – он толкает электроны на поверхности Земли глубже в землю, а это означает, что на поверхности накапливается положительный заряд.В итоге мы получаем отрицательно заряженную область (нижнюю часть облака), отделенную от положительно заряженной области (земли) плохим проводником электричества (воздухом). Когда электрическое поле в облаке становится достаточно сильным, оно может «разбивать» окружающий воздух на ионизированные (заряженные) частицы, превращая его из непроводящего изолятора в проводник. Электрическая энергия, хранящаяся в облаке, мгновенно высвобождается во вспышке молнии.

    Суперконденсаторы

    – это просто сверхмощные конденсаторы с большей емкостью.Это означает, что они способны хранить гораздо больше электроэнергии, чем обычные конденсаторы.

Никель-кадмиевый

Никель-кадмиевые (никель-кадмиевые) батареи стали первыми перезаряжаемыми батареями, которые использовались в электроинструментах, фонариках и других портативных устройствах. Эти люди работали в наших мобильных телефонах до того, как их вытеснили литий-ионные аккумуляторы. Иногда их все еще находят в виде старых перезаряжаемых батареек АА для фонарей и игрушек. Подобно свинцово-кислотной батарее, эта химия элементов существует уже давно – первые никель-кадмиевые батареи поступили в продажу в 1910 году!

Никель-кадмиевые батареи были первыми перезаряжаемыми батареями, которые использовались в электроинструментах, фонариках и других портативных устройствах.Источник изображения: цифровой интернет / Flickr.

Анод изготовлен из кадмия (Cd), а их катоды – из гидроксида оксида никеля (NiO (OH) 2 ), обычно с электролитом из гидроксида калия (КОН).

Гидроксид никеля является очень хорошим электродом, так как он может иметь большую площадь поверхности, и это увеличивает активную площадь, доступную для реакции. Кроме того, он не вступает в реакцию с электролитом во время реакции, что сохраняет раствор электролита красивым и чистым и помогает элементу прослужить (относительно) долгое время, прежде чем надоедливые побочные реакции приведут к его разложению.-

долл. США

Полная реакция при разряде аккумулятора:

$$ \ text {2NiO (OH)} + \ text {Cd} + \ text {2H} _2 \ text {O} \ to \ text {2Ni (OH)} _ 2 + \ text {Cd (OH)} _ 2

$

Никель-кадмиевые батареи имели несколько недостатков. Во-первых, они были склонны к так называемому «эффекту памяти», когда батареи «запоминали» предыдущие уровни разряда и не заряжались должным образом. Это было вызвано образованием крупных, а не мелких кристаллов кадмия в процессе перезарядки.Проверка правильной разрядки аккумулятора перед подзарядкой в ​​некоторой степени способствовала предотвращению этой проблемы. Но нужно было быть осторожным – полная разрядка никель-кадмиевой батареи также повредила ее.

Во-вторых, скорость саморазряда никель-кадмиевых батарей составляет около 15–20 процентов в месяц. Это означает, что если они просидели на полке несколько месяцев, они потеряли большую часть своего заряда.

В-третьих, кадмий – дорогой и токсичный тяжелый металл, а это означает, что утилизация батарей вредна для окружающей среды.

Никель-металлогидрид (NiMH)

Эти проблемы с никель-кадмиевыми батареями привели к замене кадмиевого анода на поглощающий водород интерметаллический сплав (комбинация металлов с определенной кристаллической структурой), который может поглощать до 7 процентов водорода по весу. По сути, анод – это водород; металлический сплав просто служит для него резервуаром для хранения.

Наиболее распространенная комбинация металлов для этого сплава – это те, которые обладают сильной гидридообразующей способностью наряду со слабым гидридообразующим металлом.

Еще одно соображение при сборке металлического сплава заключается в том, что когда некоторые металлы поглощают водород, в результате реакции выделяется тепло – оно экзотермическое. Другие поглощают тепло в результате эндотермической реакции. Нам действительно не нужна батарея, которая либо выделяет, либо поглощает тепло при разряде, поэтому, наряду с сочетанием сильного и слабого гидридообразующего соединения, из которого также сделан сплав, нам нужна комбинация экзотермических и эндотермических металлов.

Чаще всего электрод представляет собой комбинацию редкоземельного элемента, такого как лантан (La), церий (Ce), неодим (Nd) или празеодим (Pr), смешанный с никелем (Ni), кобальтом (Co), марганцем ( Mn) или алюминия (Al).

Электроны, которые производят электрический ток батареи, возникают в результате окисления атомов водорода, которые превращаются в протоны. –

$

Полная реакция при разряде аккумулятора:

$$ \ text {NiO (OH)} + \ text {MH} \ to \ text {M} + \ text {Ni (OH)} _ 2 + \ text {H} _2 \ text {O} $$

Никель-металлогидридные батареи очень похожи на никель-кадмиевые батареи с точки зрения напряжения, емкости и применения.Эффект памяти – меньшая проблема, чем у никель-кадмиевых аккумуляторов, и они имеют более высокую плотность энергии. Они по-прежнему используются в качестве стандарта для аккумуляторных батарей AA.

Щелочной

Щелочные батарейки используются в игрушках, электронике, портативных проигрывателях компакт-дисков, которые мы использовали в девяностых годах, и в Walkmans, которые были популярны в восьмидесятых. На их долю приходится большая часть аккумуляторов, которые производятся сегодня, хотя их место на вершине, вероятно, скоро будет оспорено литий-ионными аккумуляторами в наших телефонах, ноутбуках и все большем количестве других гаджетов.

Щелочные батареи бывают разных форм и размеров, и на их долю приходится большая часть батарей, производимых сегодня. Источник изображения: Pulpolux / Flickr.

Они популярны, потому что имеют низкую скорость саморазряда, что обеспечивает длительный срок хранения и не содержат токсичных тяжелых металлов, таких как свинец или кадмий. Хотя перезаряжаемые щелочные батареи были разработаны, эти ребята, как правило, предназначены только для одноразового использования. Когда они выходят из строя, они отправляются на склад для вторичной переработки (или, чаще, на свалку, поскольку их не так много мест, где их перерабатывают).

Эти батареи имеют цинк в качестве анода и диоксид марганца (MnO 2 ) в качестве катода. Однако их название происходит от щелочного раствора, используемого в качестве электролита. Обычно это гидроксид калия (КОН), который может содержать большое количество растворенных ионов. Чем больше ионов может поглотить раствор электролита, тем дольше может продолжаться окислительно-восстановительная реакция, приводящая в движение аккумулятор.

Цинковый анод обычно бывает порошкообразным. Это дает ему большую площадь поверхности для реакции, а это означает, что клетка может довольно быстро высвобождать свою энергию.-

долл. США

Mn начинается с +4 и становится +3, когда получает один электрон.

Полная окислительно-восстановительная реакция составляет:

$$ \ text {Zn (s)} + \ text {2MnO} _2 \ text {(s)} \ longleftrightarrow \ text {Mn} _2 \ text {O} _3 \ text {(s)} + \ text { ZnO (s)} $$

И это подводит нас к батареям, которыми сегодня питается большинство наших смартфонов и ноутбуков: литий-ионным батареям. Эти ребята настолько важны, что мы хотели относиться к ним с уважением (и вниманием к деталям), которого они заслуживают, поэтому вы можете прочитать о них в их собственной статье о Nova.

Новички

Редокс-поток

Проточная батарея окислительно-восстановительного потенциала избавляется от реактивных электродов и использует раствор электролита для передачи электронов, создающих ток. Проточная батарея по-прежнему имеет анодную и катодную стороны, но вместо металлических электродов, которые отдают и принимают электроны, у нее есть две «емкости», заполненные растворами электролита, в которых растворяются активные химические вещества.Есть два типа растворов: анолит, который заменяет анод типичного элемента, и католит, который действует как катод. Эти растворы накачиваются вокруг батареи и встречаются в реакционной ячейке или «стопке». Здесь они разделены мембраной, поэтому они не смешиваются, хотя ионы и электроны могут обмениваться через барьер. Они также встречаются с электродами.

Ученые-исследователи IBM с батареей с окислительно-восстановительным потоком. Источник изображения: IBM Research / Flickr.

Поскольку раствор анолита содержит химические вещества с более высоким химическим потенциалом, чем те, которые содержатся в растворе католита, когда два раствора встречаются в реакционной ячейке, электроны из анолита направляются через ионопроницаемую мембрану в католит.Эти электроны перехватываются и отправляются делать свою полезную работу.

Опять же, это окислительно-восстановительная реакция, которая управляет генерацией электрического тока в батареях этого типа. Анолит окисляется, когда теряет электроны, а католит восстанавливается, когда он принимает электроны. Когда весь анолит был окислен, то есть потерял все электроны, которые он должен был отдать, его емкость исчерпана, и его необходимо перезарядить.

В проточных батареях с окислительно-восстановительным потенциалом хорошо то, что их емкость зависит от размера резервуаров с раствором электролита – если вам нужна батарея, которая может работать дольше, вам просто нужно приобрести резервуары большего размера с большим количеством раствора в них.Однако это также означает, что они довольно громоздкие. В основном они используются в промышленных масштабах, например, для хранения энергии, производимой на ветряных или солнечных фермах. В вашем ноутбуке никогда не будет проточной батареи.

Еще одна интересная особенность проточных батарей заключается в том, что, поскольку в них нет твердых электродов, они не страдают от большинства способов разрушения аккумуляторных батарей со временем. В принципе, это дает им очень долгий срок службы – идеально подходит для использования в солнечных или ветровых электростанциях, когда батареи заряжаются и разряжаются, по крайней мере, каждый день.

В батареях

Flow чаще всего используется ванадий (V). Поскольку этот элемент может успешно существовать в нескольких различных степенях окисления – состояниях с разными химическими / окислительно-восстановительными потенциалами – и анолит, и католит могут быть изготовлены из различных форм ванадия. Это решает любые проблемы перекрестного загрязнения растворов электролитов, состоящих из разных элементов.

Для подзарядки проточной батареи система работает в обратном порядке. Применяется внешнее напряжение, и электроны, которые оказались в католите при использовании батареи, выталкиваются обратно в анолит, а положительные ионы возвращаются обратно в католит.

Новое исследование привело к созданию проточной батареи, в которой используются ионы лития, и в основном она работает на тех же химических принципах, что и литий-ионные батареи в наших телефонах и ноутбуках. Аккумулятор содержит анолит диоксида титана (TiO 2 ) и католит фосфата лития-железа (LiFePO 4 ). Раньше проблемы с мембраной, разделяющей два раствора электролита, не позволяли успешно применять литий-ионную технологию в проточной батарее – они либо были слишком хрупкими, либо не позволяли эффективно течь литий-ионам.

У этой батареи потенциальная плотность энергии в 10 раз выше, чем у других проточных батарей. Однако скорость, с которой он в настоящее время поставляет энергию, слишком мала для практического использования, поэтому исследователи ищут способы улучшить это.

Главный недостаток проточных батарей состоит в том, что их работа зависит от насосной системы для циркуляции растворов анолита и католита через реакционную ячейку. Это приводит к появлению ряда движущихся частей, которые необходимо регулярно обслуживать и обслуживать.

Литий-сера
Литий-серные батареи

обещают стать дешевой альтернативой дорогостоящим литий-ионным аккумуляторам. Сера дешевая, и ее много.

Анод литий-серной батареи представляет собой чрезвычайно тонкую (и легкую) полоску металлического лития. Катодом будет… как вы уже догадались… сера (ну, смесь серы и углерода). Эта комбинация имеет очень хорошее потенциальное напряжение, и оба электрода будут легче, чем в обычных литий-ионных батареях, в результате чего удельная энергия батареи до пяти раз больше.

Литий-серная батарея (слева) по сравнению с размером монеты. Литий-серные батареи перспективны, но пока не используются в промышленных масштабах. Источник изображения: Национальная лаборатория Ок-Ридж / Flickr.

Реакция, происходящая во время разряда, включает окисление лития на аноде и образование сульфида лития. В то же время высвобождаются электроны, обеспечивая электрический ток. На катоде сера восстанавливается, а также вступает в реакцию с литием, образуя последовательный ряд соединений с различным содержанием серы в них (полисульфиды).

$$ \ text {S} _8 \ to \ text {Li} _2 \ text {S} _8 \ to \ text {Li} _2 \ text {S} _6 \ to \ text {Li} _2 \ text {S} _4 \ to \ text {Li} _2 \ text {S} _2 $$

Проблема в том, что эта батарея не очень долго служит, так как серный катод не очень долговечен. Многие из полисульфидов легко растворяются в растворе электролита, а это означает, что во время каждого цикла разряда часть серы с катода безвозвратно теряется в растворе.

Другая проблема заключается в том, что, когда литий вступает в реакцию с серой катода, объем образовавшегося соединения серы лития примерно на 80 процентов больше, чем объем серного катода до реакции.Это расширение вызывает износ катода.

Независимо от их состава, батарейки незаменимы в нашей повседневной жизни и останутся таковыми в будущем. Они будут иметь решающее значение для обеспечения непрерывных достижений в области портативных технологий, обеспечения усовершенствования и повышения практичности электромобилей и обеспечения того, что часто называют «недостающим звеном» возобновляемой энергии – способности хранить избыточную электроэнергию, генерируемую ветром, солнечной и другой энергией. источники для дальнейшего использования.

Эта тема является частью нашей серии из четырех статей об аккумуляторах. Для дальнейшего чтения посмотрите, как работает аккумулятор, литий-ионные аккумуляторы и аккумуляторы будущего.

Различные типы батарей и их применение

Батарея – это совокупность одной или нескольких ячеек, которые подвергаются химическим реакциям, создавая поток электронов в цепи. В области аккумуляторных технологий ведется много исследований и улучшений, и в результате прорывные технологии испытываются и используются в настоящее время во всем мире.Батареи вошли в игру из-за необходимости хранить генерируемую электрическую энергию. Поскольку генерировалось достаточное количество энергии, важно было сохранить энергию, чтобы ее можно было использовать при отключении генерации или при необходимости питания автономных устройств, которые не могут быть подключены к источнику питания от сети. Здесь следует отметить, что в батареях может храниться только постоянный ток, а переменный ток не может храниться.

Батарейные элементы обычно состоят из трех основных компонентов;

  1. Анод (отрицательный электрод)
  2. Катод (положительный электрод)
  3. Электролиты

Анод – это отрицательный электрод, который производит электроны во внешнюю цепь, к которой подключена батарея.Когда батареи подключены, на аноде инициируется накопление электронов, которое вызывает разность потенциалов между двумя электродами. Затем электроны естественным образом пытаются перераспределиться, этому препятствует электролит, поэтому, когда электрическая цепь подключена, она обеспечивает свободный путь для движения электронов от анода к катоду, тем самым запитывая цепь, к которой он подключен. Изменяя компоновку и материал, используемый для изготовления анода, катода и электролита, мы можем достичь многих различных типов химического состава батарей, что позволяет нам разрабатывать различные типы аккумуляторных элементов.В этой статье мы расскажем о различных типах батарей и их использовании , так что давайте начнем.

Типы аккумуляторов

Батареи обычно можно разделить на разные категории и типы, в зависимости от химического состава, размера, форм-фактора и вариантов использования, но под всеми из них можно выделить два основных типа батарей;

  1. Первичные батареи
  2. Вторичные батареи

Давайте посмотрим глубже, чтобы понять основные различия между первичной ячейкой и вторичной ячейкой.

1. Первичные батареи

Первичные батареи – это батареи, которые нельзя перезарядить. разряженные. Первичные батареи состоят из электрохимических элементов, электрохимическая реакция которых необратима.

Первичные батареи существуют в различных формах , от батарейки типа «таблетка» до батареек типа AA . Они обычно используются в автономных приложениях, где зарядка нецелесообразна или невозможна. Хороший пример – устройства военного класса и оборудование с батарейным питанием.Использовать аккумуляторные батареи будет непрактично, так как перезарядка батареи будет последним, о чем будут думать солдаты. Первичные батареи всегда имеют высокую удельную энергию, а системы, в которых они используются, всегда рассчитаны на потребление небольшого количества энергии, чтобы батарея прослужила как можно дольше.

Некоторые другие примеры устройств, использующих первичные батареи, включают ; Стрелки, трекеры животных, наручные часы, пульты дистанционного управления и детские игрушки, и это лишь некоторые из них.

Самым популярным типом первичных батарей являются щелочные батареи . Они обладают высокой удельной энергией, экологически безопасны, экономичны и не протекают даже в полностью разряженном состоянии. Их можно хранить в течение нескольких лет, они имеют хорошие показатели безопасности и могут перевозиться в самолетах без соблюдения транспортных и других правил ООН. Единственным недостатком щелочных батарей является низкий ток нагрузки, что ограничивает их использование устройствами с низкими требованиями к току, такими как пульты дистанционного управления, фонарики и портативные развлекательные устройства.

2. Аккумуляторы вторичные

Вторичные батареи – это батареи с электрохимическими элементами, химические реакции которых можно обратить вспять, подав на батарею определенное напряжение в обратном направлении. Также называемые перезаряжаемыми батареями , вторичные элементы, в отличие от первичных, могут перезаряжаться после того, как энергия на батарее была израсходована.

Они обычно используются в приложениях с большим потреблением энергии и других сценариях, где будет либо слишком дорого, либо нецелесообразно использовать однозарядные батареи.Вторичные батареи малой емкости используются для питания портативных электронных устройств, таких как мобильные телефоны , и других гаджетов и приборов, в то время как сверхмощные батареи используются для питания различных электромобилей и других приложений с высоким энергопотреблением, таких как выравнивание нагрузки при производстве электроэнергии. Они также используются в качестве автономных источников питания вместе с инверторами для подачи электроэнергии . Хотя первоначальная стоимость приобретения аккумуляторных батарей всегда намного выше, чем стоимость первичных батарей, в долгосрочной перспективе они являются наиболее рентабельными.

Вторичные батареи можно разделить на несколько других типов в зависимости от их химического состава . Это очень важно, потому что химический состав определяет некоторые атрибуты батареи, включая ее удельную энергию, срок службы, срок годности и цену, чтобы упомянуть некоторые из них.

Ниже приведены различных типа аккумуляторных батарей , которые обычно используются.

  1. Литий-ионный (Li-ion)
  2. Никель-кадмий (Ni-Cd)
  3. Никель-металлогидрид (Ni-MH)
  4. Свинцово-кислотный

1. Никель-кадмиевые батареи

Никель-кадмиевый аккумулятор (никель-кадмиевый аккумулятор или никель-кадмиевый аккумулятор) – это тип аккумуляторной батареи, в которой в качестве электродов используются гидроксид никеля и металлический кадмий. Никель-кадмиевые батареи превосходно поддерживают напряжение и заряд, когда они не используются. Однако батареи NI-Cd легко становятся жертвой ужасного эффекта «памяти», когда частично заряженная батарея перезаряжается, что снижает ее будущую емкость.

По сравнению с другими типами перезаряжаемых элементов, никель-кадмиевые батареи обеспечивают хороший срок службы и производительность при низких температурах с хорошей емкостью, но их наиболее значительным преимуществом будет их способность обеспечивать полную номинальную емкость при высоких скоростях разряда. Они доступны в различных размерах, включая размеры, используемые для щелочных батарей, от AAA до D. Ni-Cd элементы используются по отдельности или собираются в пакеты из двух или более элементов. Маленькие пакеты используются в портативных устройствах, электронике и игрушках, в то время как более крупные находят применение в пусковых батареях самолетов, электромобилях и резервных источниках питания.

Некоторые свойства никель-кадмиевых батарей перечислены ниже.

  • Удельная энергия: 40-60 Вт-ч / кг
  • Плотность энергии: 50-150 Вт-ч / л
  • Удельная мощность: 150 Вт / кг
  • Эффективность заряда / разряда: 70-90%
  • Скорость саморазряда: 10% / мес.
  • Долговечность / срок службы: 2000 циклов

2. Никель-металлогидридные батареи

Металлогидрид никеля (Ni-MH) – это еще один химический состав, используемый для аккумуляторных батарей.Химическая реакция на положительном электроде батарей аналогична реакции в никель-кадмиевом элементе (NiCd), при этом оба типа батарей используют один и тот же гидроксид оксида никеля (NiOOH). Однако отрицательные электроды в никель-металлогидриде используют сплав, поглощающий водород, вместо кадмия, который используется в никель-кадмиевых батареях

.

.

Батареи

NiMH находят применение в устройствах с высоким энергопотреблением из-за их большой емкости и плотности энергии.Никель-металл-гидридная батарея может иметь емкость в два-три раза больше, чем никель-кадмиевая батарея того же размера, а ее плотность энергии может приближаться к литий-ионной батарее. В отличие от химии NiCd, батареи на основе химии NiMH не подвержены эффекту «памяти» , который испытывают никель-кадмиевые батареи.

Ниже приведены некоторые свойства батарей, основанные на химии никель-металлгидрида;

  • Удельная энергия: 60-120 ч / кг
  • Плотность энергии: 140-300 Втч / л
  • Удельная мощность: 250-1000 Вт / кг
  • Эффективность заряда / разряда: 66% – 92%
  • Скорость саморазряда: 1.3-2,9% / мес при 20 o C
  • Цикл Долговечность / срок службы: 180-2000

3. Литий-ионные батареи Литий-ионные батареи

– один из самых популярных типов аккумуляторных батарей. Существует много различных типов литиевых батарей , но среди всех литий-ионных аккумуляторов используются наиболее часто. Вы можете найти эти литиевые батареи в различных формах, популярных среди электромобилей и других портативных устройств.Если вам интересно узнать больше об аккумуляторах, используемых в электромобилях, вы можете прочитать эту статью о батареях для электромобилей. Они встречаются в различных портативных устройствах, включая мобильные телефоны, интеллектуальные устройства и некоторые другие аккумуляторные устройства, используемые дома. Благодаря легкости они также находят применение в аэрокосмической и военной промышленности.

Литий-ионные батареи

– это тип перезаряжаемых батарей, в которых ионы лития от отрицательного электрода мигрируют к положительному электроду во время разряда и возвращаются обратно к отрицательному электроду, когда батарея заряжается.Литий-ионные батареи используют интеркалированное соединение лития в качестве материала одного электрода, по сравнению с металлическим литием, используемым в неперезаряжаемых литиевых батареях.

Литий-ионные аккумуляторы

обычно обладают высокой плотностью энергии, небольшим эффектом памяти или отсутствием его и низким саморазрядом по сравнению с другими типами аккумуляторов. Их химический состав, производительность и стоимость различаются в зависимости от сценария использования, например, литий-ионные батареи, используемые в портативных электронных устройствах, обычно основаны на оксиде лития-кобальта (LiCoO 2 ), который обеспечивает высокую плотность энергии и низкие риски безопасности при повреждении, в то время как Li Батареи на основе литий-фосфата железа, которые предлагают более низкую плотность энергии, более безопасны из-за меньшей вероятности возникновения неблагоприятных событий, широко используются в электроинструментах и ​​медицинском оборудовании.Литий-ионные батареи предлагают лучшее соотношение производительности и веса, а литий-серные батареи – самое высокое.

Некоторые характеристики литий-ионных батарей перечислены ниже;

  • Удельная энергия: 100: 265 Вт-ч / кг
  • Плотность энергии: 250: 693 Вт-ч / л
  • Удельная мощность: 250: 340 Вт / кг
  • Процент заряда / разряда: 80-90%
  • Цикл Долговечность: 400: 1200 циклов
  • Номинальное напряжение ячейки: NMC 3,6 / 3,85 В

4.Свинцово-кислотные батареи Свинцово-кислотные аккумуляторы

– это недорогая надежная силовая рабочая лошадка, используемая в тяжелых условиях. Обычно они очень большие и из-за своего веса всегда используются в непереносных устройствах, таких как накопление энергии на солнечных батареях, зажигание и освещение транспортных средств, резервное питание и выравнивание нагрузки при производстве / распределении электроэнергии. Свинцово-кислотные аккумуляторы являются самым старым типом аккумуляторных батарей, которые по-прежнему актуальны и важны в современном мире. Свинцово-кислотные батареи имеют очень низкое отношение энергии к объему и энергии к весу, но у них относительно большое отношение мощности к весу, и, как следствие, они могут обеспечивать при необходимости огромные импульсные токи.Эти характеристики наряду с низкой стоимостью делают эти батареи привлекательными для использования в нескольких сильноточных приложениях, таких как питание стартерных двигателей автомобилей и хранение в резервных источниках питания. Вы также можете ознакомиться со статьей о работе свинцово-кислотных аккумуляторов, если хотите узнать больше о различных типах свинцово-кислотных аккумуляторов, их конструкции и областях применения.

У каждой из этих батарей есть своя область, которая лучше всего подходит, и изображение ниже помогает выбрать между ними.

Выбор подходящего аккумулятора для вашего приложения

Одной из основных проблем, препятствующих технологическим революциям, таким как IoT, является мощность, срок службы батареи влияет на успешное развертывание устройств, требующих длительного времени автономной работы, и даже несмотря на то, что для продления срока службы батареи принимаются несколько методов управления питанием, совместимая батарея все же должна быть выбран для достижения желаемого результата.

Ниже приведены некоторые факторы, которые следует учитывать при выборе правильного типа батареи для вашего проекта.

1. Плотность энергии: Плотность энергии – это общее количество энергии, которое может храниться на единицу массы или объема. Это определяет, как долго ваше устройство остается включенным, прежде чем ему потребуется подзарядка.

2. Плотность мощности: Максимальная скорость разряда энергии на единицу массы или объема. Низкое энергопотребление: ноутбук, i-pod. Высокая мощность: электроинструменты.

3. Безопасность : Важно учитывать температуру, при которой устройство, которое вы собираете, будет работать.При высоких температурах некоторые компоненты батареи выходят из строя и могут подвергаться экзотермическим реакциям. Как правило, высокие температуры снижают производительность большинства батарей.

4. Срок службы: Стабильность плотности энергии и удельной мощности батареи при повторяющихся циклах (зарядка и разрядка) необходима для длительного срока службы батареи, необходимого для большинства приложений.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *