Как устроены вакуумные радиаторы отопления
Принцип работы вакуумного радиатора отопленияВакуумным называют герметично закупоренный радиатор, внутри которого находится легко испаряющаяся жидкость, чаще всего литиево-бромидная жидкость или этанол. При этом из внутренней полости радиатора выкачан воздух (создан вакуум).
Внешне устройство вакуумного радиатора схоже с устройством обычного прибора отопления. Он имеет два горизонтальных регистра, соединенных между собой вертикальными ребрами, наружная поверхность которых служит в качестве направляющих для восходящих потоков нагретого воздуха.
Нижний регистр представляет собой горизонтальную трубу, предназначенную для движения теплоносителя, поступающего из системы отопления. Таким образом, тепло от котла или любого другого источника тепловой энергии подается только в нижнюю часть вакуумного радиатора.
Жидкость, находящаяся внутри прибора отопления, контактирует с нагретой поверхностью нижнего регистра, нагревается и, благодаря тому, что внутри радиатора вакуум, начинает кипеть уже при температуре 35 С.
Образующиеся при этом пары поднимаются вверх, заполняя весь объем радиатора и равномерно прогревая его. При этом происходит процесс конденсации пара на стенках радиатора, для которого характерна высокая теплоотдача. Образующаяся при этом жидкость стекает вновь, опять контактирует с нагретой поверхностью нижней трубы и процесс парообразования повторяется вновь.
В чем преимущества вакуумных радиаторов?В результате вакуумный радиатор работает так же, как приборы в системе парового отопления, но при этом процесс парообразования идет не в котле, а внутри радиатора. Таким образом, конструкторы вакуумных приборов отопления сумели использовать преимущества парового отопления, его высокую эффективность и экономичность, сделав при этом радиаторы абсолютно безопасными для потребителей.
Особое внимание следует обратить на то, что вакуумные радиаторы эффективны при любых температурах нагрева теплоносителя, что особенно важно для низкотемпературных систем отопления, работающих от альтернативных источников энергии, например, тепловых насосов или солнечных коллекторов.
Простой пример: вакуумный радиатор, «кипящий» уже при 35 С равномерно и эффективно прогревает помещение при температуре теплоносителя 35-40 С. В то же время любые другие традиционные приборы отопления эффективны при температуре теплоносителя не ниже 65 С.
Именно в этом состоит основное достоинство и преимущество вакуумных радиаторов отопления.
Еще одно преимущество вакуумных радиаторов состоит в их малом внутреннем объеме, что особенно важно для систем отопления, работающих на антифризе. Действительно, использование вакуумных радиаторов позволяет сократить количество теплоносителя в системе отопления до рекордно малого значения, а, значит, сэкономить на покупке антифриза.
При необходимости в нижний регистр вакуумного радиатора можно вставлять электрический нагревательный элемент, преобразуя таким способом его в электрический прибор отопления.
Недостатки вакуумных радиаторов отопленияПроцесс парообразования и последующей конденсации нельзя назвать беззвучным. Он сопровождается потрескиванием, которое может вызывать некоторое беспокойство или дискомфорт. При этом Звучание радиатора тем сильнее, чем больше температура теплоносителя, идущего от котла.
Еще одним недостатком вакуумных радиаторов отопления следует назвать их высокую стоимость, ограничивающую их широкое распространение.
Подведем итогиВакуумные радиаторы уникальные отопительные приборы, способные эффективно работать в низкотемпературных системах отопления, а также в системах с малым количеством теплоносителя, например, с антифризом.
Они отлично подойдут для домов, где в качестве основного источника тепла используется тепловой насос. Их можно устанавливать в загородном доме или на даче, отапливаемой время от времени, заливая систему антифризом. Вакуумные радиаторы могут использоваться и в системах центрального отопления, но при этом они будут «потрескивать», что может вызвать определенный дискомфорт.
К сожалению, многие продавцы товаров, не всегда могут объективно оценить достоинства и недостатки тех или иных новинок, особенно, если речь идет о теплотехническом оборудовании. В результате при продаже вакуумных радиаторов покупателям сулят невероятные выгоды, обещая чуть ли не стабильный доход от эксплуатации этих чудо-приборов, опуская при этом настоящие достоинства вакуумных батарей и их преимущества. В результате покупателей ждет неизменное разочарование, ведь неверно разрекламированный прибор сам не греет и ничего не экономит. Он просто исправно и хорошо работает.
Вакуумные батареи отопления — принцип работы
Сегодня обогреть свой дом можно различными методами и способами, используя, как централизованное, так и автономное отопление. Но и в том и в другом случае источниками тепла для определенного помещения являются радиаторы, которые изготавливаются из разных материалов и по разной технологии. Если все знакомы со старыми знакомыми – чугунными батареями, и более современными, алюминиевыми и биметаллическими, то последняя разработка в сфере отопления – это вакуумные радиаторы отопления, о которых и пойдет речь ниже.
Принцип работы вакуумной батареи
Батарея подобного типа кардинально отличается от всех ранее известных тем, что ее внутреннее пространство заполняется специальной жидкостью, представленной как литиево – бромидная смесь. И если в обычных радиаторах вода или другой, заменяющий ее теплоноситель, циркулирует по всей внутренней полости радиатора, то эта смесь находится внутри батареи постоянно и не сообщается с трубами и другими приборами отопления. Принцип работы вакуумного радиатора заключается в том, что смесь способна доходить до точки кипения при температуре +30-35 градусов, которую обеспечивает уже настоящий теплоноситель, проходящий в нижней части радиатора по вмонтированной трубе.
В целях снижения давления из радиаторов удаляется воздух, а литиево-бромидная смесь не имеет прямого контакта с теплоносителем.
Она нагревается за счет горячей поверхности той трубы, которая проходит через радиатор.
При нагревании литиево-бромидной смеси образуются пары, которые быстро нагревают всю внутреннюю поверхность вакуумного радиатора. Естественным образом тепло передается на наружную поверхность и начинает распространяться по всему помещению. Пар поднимается к верхней части радиатора и, соприкасаясь со стенками, превращается в конденсат, который стекает по стенкам вниз к горячей трубе, чтобы снова нагреться и превратиться в горячий пар.
Абсолютная герметичность и вакуум внутри радиатора обеспечивает нормальное функционирование вакуумного прибора отопления. Малейшие трещины или другие нарушения герметичности приводят к тому, что в радиаторе восстанавливается давление, в результате чего литиево-бромидная жидкость теряет свои способности к испарению.
Сами вакуумные батареи отопления изготавливаются из стали толщиной 1.5 мм и окрашены термостойкой краской.
Чем отличаются вауумные радиаторы
Первым и, наверное, самым важным аргументом в пользу этих батарей является – экономичность. Не в плане их стоимости, а в плане расхода источника тепловой энергии. Ведь если для нагрева обычных приборов отопления требуется повысить температуру теплоносителя до +80-90 градусов, то вакуумные приборы отопления требуют его температуры всего +35 градусов.
Каждый прибор является автономным и всегда есть возможность регулировать его температуру. При небольшой площади одной секции ее поверхность отдает до 300 вт тепловой энергии. Если прекращается подача горячего теплоносителя, то вакуумные радиаторы продолжают длительное время оставаться горячими, поскольку именно условия вакуума не дают частицам пара быстро охлаждаться.
Сочетаясь с любыми котлами отопления, вне зависимости от потребляемого топлива, будь то газ, твердые виды или электричество, системы отопления вакуумного действия приносят существенную экономию, которая достигает 25-30%.
И если к этому добавить экономичный котел, то подобные радиаторы принесут значительную пользу, окупая свои завышенную стоимость по сравнению со всеми известными ранее приборами отопления. Если в качестве источника энергии используется электроток, в этом случае электрические вакуумные радиаторы отопления способны сократить его потребление в 2-3 раза, против обычных батарей.
Подводя итог, можно выделить конкретные преимущества вакуумных радиаторов:
- Полная адаптация с различными отопительными устройствами – газовые, твердотопливные, электрические котлы, дровяные печи и даже солнечные аккумуляторы.
- Экономия энергетических ресурсов, доходящая до 30%.
- Низкий объем теплоносителя.
- Простой и понятный монтаж.
- Высокая устойчивость к коррозийным процессам.
- Высокая теплоотдача.
- Упрощенная эксплуатация, не требующая промываний и стравливания воздуха.
- Безопасность использования.
- Небольшие габариты и привлекательный внешний вид.
Сколько стоят вакуумные радиаторы
Необходимо отметить, что стоимость вакуумных радиаторов отопления несколько выше, чем всех остальных. Но это и понятно. Во-первых, причина такой повышенной стоимости заключается в новизне предложения и низкой конкуренции среди производителей. Но учитывая существенную экономию, которую можно получить при использовании данных приборов отопления, их цена вполне приемлема.
Чтобы сделать правильный выбор необходимо вначале ознакомиться с отзывами тех потребителей, кто уже приобрел вакуумные отопительные радиаторов, и могут на основании своего опыта рассказать о их действительных преимуществах и недостатках.
О чем молчат производители и реклама
Разберем, так ли эти радиаторы прекрасны, как о том говорит реклама и продавцы. Возьмем малый объем теплоносителя. Этот фактор не играет существенной роли, если теплоносителем выступает вода. Ведь ее заливают в систему один раз и практически навсегда.
За очень редким исключением ее требуется добавлять в систему. Но вот если используется антифриз, то здесь экономия налицо, хотя и не весьма большая.
Быстрый прогрев помещений – также не большое преимущество, так как разница во времени столь не существенная по сравнению с обычными радиаторами, что и останавливаться на ней не имеет смысла.
Высокая теплоотдача не соответствует действительности, как о том говорят проведенные испытания и отзывы потребителей. На этот фактор оказывает большое влияние периоды нагревания литиево-бромидной смеси внутри радиатора и ее остывание. В результате мы имеем нестабильную работу самого прибора, что никак не может обеспечить высокой тепловой отдачи. Здесь следует учитывать, что различные марки и модели вакуумных устройств могут работать по-разному. Поэтому при сборе информации о достоинствах и недостатках этих радиаторов следует обращать внимание, какие именно модели характеризуются.
Вакуумные батареи отопления
Инженерная мысль трудится неустанно. Человеку пока не удалось получить доступ к абсолютно экологичной и неограниченной в объеме энергии. Но разработка все более совершенного оборудования и технологий внушает оптимизм.
Что касается отопительных систем, то вслед за конденсационными котлами, тепловыми насосами и прочими энергоэффективными устройствами появилась очередная новинка – вакуумные батареи отопления. Их производители утверждают, что это самый эффективный прибор из всех существующих.
Как устроен и работает вакуумный радиатор?
Конструктивно он выглядит очень просто. Батарея состоит из нескольких несообщающихся меду собой емкостей. Нижней горизонтальной трубы, по которой течет обычный теплоноситель, и вертикальных стоек (секций), в которые залита литиево-бромидная жидкость (ЛБЖ).
Последняя имеет две важные особенности – низкую температуру кипения (при атм.
давл. около 60 °C) и очень высокую скорость теплопередачи. Объем ее совсем незначительный, вся она находится внизу секций, контактируя через металлическую стенку с теплоносителем, протекающим по нижней трубе.
Видео: Принцип работы вакуумных радиаторов
В каждой из вертикальных стоек создается вакуум (отсюда и название прибора), который снижает и без того невысокую температура кипения ЛБЖ до совсем малой – 35 °C. При подаче теплоносителя, имеющего температуру выше 35 °C, литиево-бромидная жидкость вскипает, испаряется и, поднимаясь по секции вверх, очень быстро передает свое тепло металлу батареи отопления.
Благодаря конвекции и радиации это тепло греет помещение. Конденсирующаяся на стенках ЛБЖ стекает вниз и снова испаряется.
Преимущества вакуумного радиатора отопления
Он может обогревать помещение при низкой температуре теплоносителя, главное, чтобы она была выше 35 °C. Эта особенность вакуумных радиаторов делает их очень удобными для работы с тепловыми насосами, которые используют энергию низкотемпературных источников тепла.
Очень высокая скорость теплопередачи газообразного литиево-бромидного состава позволяет нагревать батареи отопления до максимальной температуры в течение одной-двух минут, что для обычных радиаторов недостижимо.
Поскольку теплоноситель в вакуумном радиаторе находится лишь в одной горизонтальной трубе, его объем в батарее не превышает 500 мл (обычный радиатор вмещает до 4 л). Поэтому вакуумные приборы отопления очень выгодно использовать в помещениях, которые отапливаются эпизодически и для исключения замораживания заправляются антифризом.
Очень простая установка с минимальным количеством фитингов, штуцеров и небольшим объемом монтажных работ.
Практически не требуется обслуживание.
Отсутствуют загрязнение, забивание, корродирование батареи – все те проблемы, которые возникают с обычными радиаторами.
Вакуумный прибор отопления способен работать с любыми отопительными котлами. Кроме этого, он легко превращается в автономный обогреватель, работающий от маломощного тэна, вставленного в нижнюю горизонтальную трубу.
Опыт эксплуатации вакуумных батарей отопления показывает 30-ти процентную экономию котельного топлива. В том случае если используются электрические котлы, расход электроэнергии снижается в 2-3 раза.
К недостаткам вакуумных батарей можно отнести сравнительно высокую цену и шум в виде потрескивания, который издает испаряющаяся жидкость. Кроме этого, необходимо обеспечить абсолютную герметичность секций с ЛБЖ, которую нельзя назвать полностью безвредной.
Видео: Вакуумный радиатор отопления
Вакуумные радиаторы отопления: устройство и принцип работы
Отопительный радиатор нового поколения
Принцип действия
Принципиальное отличие такого радиатора от традиционного заключено в том, что его корпус заполнен специальной жидкостью, которая имеет температуру закипания +350С.
Образующийся при этом пар практически моментально передает тепло по всей поверхности этой конструкции. В течение буквально пары минут весь прибор приобретает температуру теплоносителя, который проходит в нижней части всей конструкции.
Внутренний объем такого теплоносителя в приборе очень небольшой и составляет всего лишь 500 мл. Для сравнения: только лишь одна секция алюминиевого радиатора имеет объем в 350 мл. Секция чугунного радиатора имеет объем 4 литра, что уже заставляет отвернуться от этого архаизма.
Принцип работы отопительного прибора
Теплоноситель в обычной в нашем представлении сети должен иметь температуру до +85-900, чтобы обогреть все помещения. Он должен проделывать иногда довольно длительный путь по каждой трубе, по каждой секции всех радиаторов отопительной системы, а это занимает достаточно долгое время и практически всегда требует огромного объема теплоносителя. Представленные вакуумные приборы отопления напрочь лишены такого недостатка, так как «закипание» газа начинает происходить уже при +350, и при этом каждая колонка является обособленной.
Величина теплоотдачи у каждой секции такого прибора отопления может достигать значения около 300 Вт.
Интересная особенность этих радиаторов: при отключении прибора замедленное движение мельчайших частиц газа в условиях вакуума не дает остывать радиатору с большой скоростью, то есть тепло остается на длительный срок.
Если вакуумные отопительные приборы работают в сочетании с жидко- и твердотопливными котлами, то расход топлива при этом уменьшается примерно в два раза. Когда же для отопления будет использован электрический котел, то тогда расход электроэнергии снизится примерно в 2,5 – 3 раза. На сегодняшний день уже существуют еще более экономичные котлы, так что снижение затрат на отопление с применением радиаторов вакуумного принципа работы может быть очень заметным.
Преимущества радиаторов
- такие радиаторы отопления вполне могут работать в сочетании с самыми различными теплоисточниками, это могут быть газовые или твердотопливные котлы, отопительные агрегаты на жидком топливе, дровяные печи или солнечные коллекторы;
- с применением подобных радиаторов достигается экономия энергоресурсов до 30%;
- экономия расхода теплоносителя составляет 80%;
- несложный монтаж;
- устойчивость к коррозии материала корпуса;
- такие агрегаты не загрязняются как чугунные или алюминиевые из-за наличия различного рода частиц загрязнений в теплоносителе;
- низкое гидравлическое сопротивление при прохождении теплоносителя;
- показатель коэффициента теплоотдачи очень высокий;
- радиаторы не требуют промывания;
- уровень безопасности эксплуатации радиаторов такого типа позволяет отнести их к разряду безопасных.
Стоимость
Внимательно изучив статьи по представленным приборам отопления и почитав отзывы в интернете, можно смело сделать выводы о том, что рассмотренные радиаторы вакуумного принципа действия стоят того, чтобы ими как минимум заинтересоваться.
Цена на такие приборы будет несколько выше, чем на традиционные радиаторы, однако экономия средств, которая произойдет в месяцы пользования этими приборами, вынудят вас считать цену обоснованной. Стоимость таких радиаторов отопления зависит от количества секций, а это напрямую влияет на объемы отапливаемых помещений. Например, 12-ти секций вакуумного радиатора будет вполне достаточно, чтобы обогреть до комфортной температуры пребывания в комнате объемом до 70м3.
Эффективность радиаторов доказана пользователями
Согласитесь, при использовании чугунных батарей или алюминиевых радиаторов такого эффекта добиться вряд ли удастся. А если и удастся, то только ценой дополнительного утепления всего дома, включая стены, крышу и пол.
Если вы еще не убедились в эффективности использования вакуумных радиаторов отопления – советуем почитать отзывы на специализированных форумах, где представлена правдивая информация. Пользователи подобных форумов оставляют свои замечания, которые вам могут помочь определиться. В любом случае, лучше для начала внимательно почитать, а лишь потом купить.
Вакуумные приборы отопления представляются прекрасной альтернативой традиционным приборам отопления, огромнейшим шагом навстречу организации теплоснабжения различного рода жилых, а также общественных зданий, такими, что позволяют существенно сэкономить используемые в ходе отопления домов энергоресурсы.
Возможно, Вас заинтересует: Керамик Групп двойной кирпич.
Вакуумные радиаторы отопления | Строительный блог
Сейчас на рынке существуют четыре основных вида радиаторов отопления. Это – чугунные радиаторы, алюминиевые, биметаллические и стальные панельные радиаторы.
Но сейчас уже существует новый вид отопительных радиаторов – так называемые вакуумные радиаторы! Производители заверяют, что экономия на отоплении может дойти до 30 – 40 % …
Для начала небольшое определение.
Вакуумный радиатор отопления – это радиатор, который имеет закрытый корпус с низким давлением вакуума. Также в этом корпусе есть жидкость, в составе которой литий-бромид. При небольшом нагреве она закипает и испаряется, и все это происходит в закрытом вакуумном пространстве, а низкое давление вакуума не дает радиатору разрушиться. Благодаря этому принципу эти радиаторы очень экономичны в отоплении.
А теперь подробнее.
Вакуумный радиатор отопления принцип работыДавайте рассмотрим радиатор более подробно! Из чего он состоит, как и работает. Все просто это обычный радиатор отопления, обычно его делают из стали или сплавов алюминия. Он делится на две основных части.
Первая нижняя часть
Нижняя малая часть, проточная, может быть установлена к классической отопительной трубе, также туда можно установить электрический ТЭН или еще что-либо. Эта часть как бы нагревательная часть всего радиатора. Потребление в воде или антифризе этой нижней части около 0,35 – 0,5 литра на радиатор в 8 секций.
Верхняя большая часть
Большая часть, замкнутая вакуумная. Именно в этой части и находится вакуум низкого давления и литий-бромидная жидкость. При нагревании нижней части, до + 35 градусов, эта жидкость начинает закипать и испаряется внутри радиатора, тем самым разогревая поверхность всего радиатора, после пар опять оседает в жидкость и опять закипает и испаряется, и так все по кругу. Закипевшая жидкость и пар не могут разорвать радиатор, потому как там вакуум под низким давлением
Таким образом, когда в нижнюю часть мы подаем теплоноситель (около 0,5 литра), верхняя часть очень быстро разогревается (благодаря закипанию и испарению литий-бромидной жидкости).
Посмотрите наглядный ролик в стеклянной бутылке, именно этот ролик даст вам понять принцип работы.
В сети уже есть много видео, когда при помощи вакуумных радиаторов отопления, люди экономят до 30 – 40 % на отоплении. Как это происходит?
Давайте подумаем вместе.
Есть два типа отопления, которые прижились сейчас в России, при наших суровых зимах.
Первый это отопления газом или твердым топливом (углем или дровами)
Второй это отопление электричеством.
И та и другая системы обогревают определенный объем воды в системе. А при применении обычных батарей воды в системе (или другого теплоносителя) достаточно много! Особенно если мы используем чугунные радиаторы, ведь вместимость 1 чугунного радиатора около 5 – 6 литров теплоносителя. Если использовать алюминиевые или биметаллические радиаторы, то тут теплоносителя несколько меньше около 2-3 литров, однако в общей системе получается все равно много! Так в доме на 100 квадратных метров примерно нужно – если чугунные радиаторы около 400 – 500 литров теплоносителя, если применяем алюминиевые (биметаллические) радиаторы 150 – 200 литров теплоносителя. И котел должен прогреть весь этот объем воды!
Теперь давайте подумаем о вакуумных батареях. Расход 1 батареи в 8 секций около 0,5 литра воды (теплоносителя). Если вам нужно 10 секций — то это 0,62 литра, 12 секций – 0,75 литра. Таким образом расход теплоносителя уменьшается в разы! Той же системе в 100 квадратных метров, нужно около 20 – 30 литров теплоносителя или воды.
А теперь давайте подумаем, что быстрее котел прогреет 150 – 200 литров, или же 20 – 30 литров? Конечно же 20 – 30 литров, причем он будет отключаться гораздо чаще из-за быстрого нагрева! Таким образом, достигается экономия на отоплении в 30 – 40 %!
Таким образом требуется и котел меньшей мощности, или можно поставить электрическое отопление, также меньшей мощности. На 100 квадратных метров, будет достаточно электрического котла в 4 — 5 кВт.
Тогда как с обычными батареями нужно как минимум в 8 – 10 кВт!
При таком низком потреблении теплоносителя, вакуумные батареи отопления могут применяться и в альтернативных системах, таких как солнечные коллекторы или солнечные батареи, это еще дополнительно позволит вам экономить на отоплении.
Скептики и «я не верю»Всегда найдутся люди, которые не верят в новинки! И как обычно говорят — что нельзя отапливать 0,75 литрами (12 секций) комнату, ведь сколько тепловой энергии приложишь столько и получишь, это закон сохранения энергии! Простая ФИЗИКА!
С этим поспорить сложно! ФИЗИКА есть ФИЗИКА
Однако тут не совсем ФИЗИКА, но и ХИМИЯ! Вода (теплоноситель) которая проходит внизу является как бы катализатором для химического процесса литий-бромидной жидкости. То есть вода практически не присутствует при нагреве помещения, основное тепло отдается при химической реакции! А тут работают немного другие законы!
Для тех, кто вообще в «танке»!
Простой пример!
Условие
Есть стакан с бензином, в который опущен металлический болт. Задача нагреть этот болт до 50 градусов.
1) Первый физический способ — можно нагревать сам стакан (допустим зажигалкой), тогда нам нужно будет больше энергии (израсходуем весь газ), чтобы прогрелся стакан, а в нем бензин, а дальше уже и болт.
2) Второй способ химический — можно поджечь чуть бензина и нагреть болт на пламени. Болт согреется намного быстрее.
Так и вакуумной батареи. Тут как бы гибрид ФИЗИКИ и ХИМИИ, 0,75 литра (12 секций), выступают в качестве зажигалки поджигающей процесс горения бензина (катализатора).
Из минусовЕдинственный минус, который я вижу для себя — это летний период! Ведь не редко, что у нас в России температура достигает + 35 градусов Цельсия, а это значит, процесс отопления в радиаторе будет запущен! И он будет топить комнату летом, что не совсем нужно в итак жаркую погоду!
А вообще в скором времени я приобрету себе, такую вакуумную батарею и буду ставить над ней опыты, так что обязательно читайте наш строительный блог.
В заключении посмотрите еще один ролик, также полезный
Вакуумные радиаторы. В чем их фишка?
Ни для кого не секрет, что в нашей широкомасштабной стране каждый второй сталкивается с суровостью климата, особенно в зимние месяцы. Поэтому актуальной темой в любое время для каждого является модернизация отопительной системы, а также экономия энергосбережения при ее эксплуатации, и тем самым экономия своих денежных средств. Поэтому при появлении вакуумных радиаторов отопления решить данные проблемы стало намного легче. Использование данных радиаторов снижает затрат энергии на 30-40%.
Как работают вакуумные радиаторы?
Работа вакуумных радиаторов основана на принципе тепловой трубы. Основу радиатора составляет вакуумная батарея, которая состоит из нескольких металлических секций изготовленных из углеродистой стали. В отличии от радиаторов на основе воды, большая часть секций наполнены небольшим количеством теплоносителя, который легко испаряется (обычно это литиево-бромидный раствор, закипающий уже при 35 градусах Цельсия), а нагретая вода перемещается только в нижней части радиатора, и внутри батареи создается вакуум, за счет которого снижается температура кипения жидкости. Как раз таки по этому вакуумные радиаторы отопления, в отличии от водяных радиаторов, прогреваются очень быстро и равномерно, а это значит что теплоотдача начнется уже с первых пяти минут работы батареи.
Посмотрите подробное видео по принципу работу вакуумного радиатора:
[arve url=»https://www.youtube.com/watch?v=ZA2rTINPR6I» /]
Преимущества вакуумных радиаторов
Основными достоинствами вакуумных радиаторов являются высокая теплоотдача, то есть такой радиатор может работать от широкого спектра источников питания, вплоть до солнечных батарей. По сравнению с радиатором на основе воды, для работы вакуумного радиатора потребуется в разы меньше жидкости для системы отопления (около 0,5 литра на 1 радиатор с 10-ю секциями). Для сравнения в 10-ти секционный алюминиевый радиатор необходимо будет 3,5 литра жидкости.
Также, так как используется литиево-бромидный раствор, то это способствует уменьшению температуры нагрева жидкости, поэтому понижается нагрузка на систему циркуляции. За счет вакуума в системе почти отсутствует давление и это понижает аварийность и повышает безопасность использования радиаторов. Гарантированный срок эксплуатации таких вакуумных радиаторов 25 лет. Еще не маловажный плюс этих радиаторов в том, что монтаж и установка их очень проста и ни чем не отличается от обычных радиаторов отопления и не требует дополнительной арматуры. За счет изготовления секций вакуумной батареи из углеродистой стали, секции не подвергаются коррозии. А также вакуумные радиаторы не создают воздушных пробок и не нуждаются в промывке, так как они совершенно не засоряются.
Недостатки вакуумных радиаторов
Всем известно что идеального механизма в мире нет, поэтому обозначим и небольшие недочеты в системе вакуумных радиаторов. В помещении, где нужно постепенно снижать или повышать температуру обогрева более целесообразно будет использовать традиционные чугунные обогреватели. Лучше всего данный вид отопительного оборудования подойдет для автономной системы отопления, нежели централизованной, потому что здесь будет более видима экономия средств за счет использования меньшего теплоносителя.
Читайте так же:Автор: Андрей Елфимов
http://eurosantehnik.ruАвтор проекта eurosantehnik.ru Автор youtube-канала: Технотерм
достоинства, особенности устройства, принцип действия, недостатки и выводы
Теплый дом – уютный дом. И обратное доказать невозможно. Мы все стремимся создать комфортную и приятную обстановку в жилище. И первым этапом в достижении этой цели является необходимая температура воздуха. И жарко – плохо, и холодно – тоже нехорошо.
Установить в доме желаемый уровень тепла проще всего с помощью радиаторов. Их объемы и количество можно регулировать самостоятельно. В последнее время производители выпустили на рынок новый товар – вакуумные радиаторы отопления.
Об особенностях строения и эксплуатации этих устройств и пойдет речь.
Вакуумные радиаторы отопления
Принимая решения о том, какой тип батарей выбрать, не стоит сразу доверять лозунгам и рекламе. Необходимо максимально проверить информацию из достоверных источников – пообщаться с людьми, которые уже воспользовались данным товаром.
Основываясь на опыте обычных пользователей, сформулируем основные достоинства вакуумных радиаторов и преимущества их перед другими отопительными приборами.
- Возможность комбинирования рассматриваемых батарей с различными источниками тепла. Вакуумные радиаторы прекрасно работают в паре с газовыми котлами, устройствами на твердом и жидком топливе, русскими печами и солнечными плитами.
- Простой монтаж. Несложная конструкция и современные технологии позволяют установить вакуумные радиаторы даже без привлечения специалистов.
- Безопасность. Данные устройства не представляют никакой угрозы для жизни и здоровья человека.
- Нормальная работа без промывания.
- Отсутствие коррозии. Материал, из которого изготовлены вакуумные батареи, устойчив к образованию ржавчины, следовательно – их срок эксплуатации значительно больше.
- Минимальное гидравлическое сопротивление теплоносителя. Конструкция агрегата такова, что согревающей жидкости легко проходить через все изгибы, и она быстро заполняет необходимое пространство.
- Отсутствие загрязнений внутренней полости радиатора.
Уникальная особенность вакуумных батарей заключается в их очень медленном остывании в случае отключения котла или другого нагревающего прибора. Это обуславливается замедленным движением мельчайших частиц газа в вакууме.
Конструкция радиатора
Устройство вакуумной батареи достаточно простое. Корпус представляет собой металлические секции из углеродистой стали толщиной 1,5 мм, в которых находится литиево-бромидный раствор.
Радиатор полностью лишен воздуха.
Нижняя часть коллектора отделена от верхней с помощью стальной трубки, которая заполнена горячей водой.
Внутренний объем теплоносителя в батарее весьма невелик – всего 500 мл (для сравнения: в алюминиевом радиаторе объем одной секции составляет 350 мл).
Принцип работы
Нижняя часть радиатора, по которой течет вода, подсоединена к системе отопления с помощью обыкновенных муфт. Нагретая жидкость передает тепло литиево-бромидному раствору (его температура кипения всего +35С). Теплоноситель быстро прогревается и испаряется, распространяя высокие температуры по всему радиатору.
Пары раствора образуют конденсат, который стекает вниз и снова трансформируется в поднимающийся газ. Благодаря такому круговороту внешняя стенка, касающаяся теплоносителя, постоянно охлаждается, а секции батареи остаются неизменно теплыми.
Как твердят производители, при нагреве секций происходит моментальная отдача тепла в окружающую среду. Величина теплоотдачи должна быть не меньше 300 Вт.
Оправдана ли цена
Стоимость вакуумного радиатора изначально может оттолкнуть потенциального покупателя. Однако прежде чем окончательно отказаться от такого устройства в пользу более простого алюминиевого или чугунного, необходимо тщательно взвесить все «за» и «против».
Для начала следует проконсультироваться в специализированном магазине, а затем обязательно прочитать на форумах отзывы пользователей. Они, как никто, знают, чем хороши или плохи вакуумные радиаторы.
Одной из главных причин, чтобы приобрести именно вакуумные радиаторы, является экономия средств, которая проявится, правда, лишь через некоторое время.
При выборе размера вакуумной батареи, следует учитывать, что для помещения объемом до 70 м2 хватит 12-ти секционного радиатора.
Вообще, несмотря на цену, вакуумные радиаторы приобрели широкую популярность среди людей. Их применяют как в жилых домах, так и в общественных учреждениях.
Маленькие, аккуратные и очень теплые – они однозначно заслуживают Вашего внимания.
Делаем выводы
В качестве заключения, хотелось бы поговорить о недостатках вакуумных батарей. Исходя из комментариев людей, уже использующих такие приборы, можно прийти к следующим выводам:
- скорость прогрева может быть несколько ниже рекламируемой, ведь в помещении присутствуют стены, перекрытия, мебель и т. д.;
- процесс образования пара сопровождается потрескиванием, которое зачастую беспокоит владельца радиатора, причем уровень издаваемого шума прямо пропорционален температуре теплоносителя;
- есть ли на самом деле экономия электроэнергии или нет – до сих пор непонятно, но если вспомнить о законе сохранения энергии (сколько потратил, столько и возмести), то можно сказать, что обещанная экономия – миф;
- в частных домах система отопления с вакуумными радиаторами работает с перебоями;
- малейшее повреждение радиатора приведет к полному его выходу из строя, ремонту он, конечно, подлежит, но кто же будет заделывать трещину в корпусе, по которому течет, как оказалось, ядовитый раствор.
Итак, доверять рекламе или рассказам покупателей – решать Вам. Не так плохи вакуумные радиаторы, как думают многие, но и не так идеальны, как говорят производители.
(PDF) Исследование процесса вакуумной сушки и внутренней теплопроводности сердечника литий-ионной батареи
На протяженность сердечника батареи в основном повлияла внутренняя структура
; в частности, на скорость теплопроводности
влияли свойства каждого материала. Когда время выпекания
достигло 90 минут, внутренняя теплопередача сердечника батареи
была полностью завершена, а температура достигла 115 ° C.
Тепловизионное изображение сердечников батареи показало неравномерную теплопередачу
в некоторых местах из-за немного различающегося спаривания сердечников батареи между слоями во время процесса изготовления.Однако позиции были лишь некоторыми горизонтальными точками контакта, которые не повлияли на изучение переноса тепла в этих структурах.
Была проверена достоверность и осуществимость метода расчета температурной проводимости
, аналогичного сложной внутренней структуре
.
Температурный менеджмент и безопасность литий-ионных аккумуляторов
являются основными технологиями аккумуляторных систем. В процессе нагрева
основная часть батареи может быть повреждена рядом проблем,
, таких как высокая общая температура сердечника батареи или локальная температура
и неравномерность нагрева во время
теплопроводность сердечника батареи.Для устранения недостатков
существующих печей с сердечником на литиево-ионных батареях был разработан новый тип цилиндрических печей
. Полезная модель
характеризовалась тем, что ядро батареи запекалось и помещалось в ручную тележку
. Тележка
может быть автоматически объединена и соединена при входе в печь и выходе из нее, и в этот период не требуется ручная транспортировка
, что позволяет избежать вторичного загрязнения в процессе выпечки сердечника батареи.В процессе выпечки
ядро батареи проверялось в любое время
через перчаточный ящик для повышения уровня автоматизации. Ядро ионного аккумулятора Li-
состояло из различных интервалов материалов.
На основе особых конфигураций сердечника батареи и различных свойств материалов
была рассчитана взаимосвязь между тепловым потоком
и температурной теплопроводностью между слоями
.
Была смоделирована внутренняя модель встроенной модели ядра батареи в различные периоды времени. Используя различные материалы на
в любое время и при любой температуре, теплопроводность каждого слоя в пяти направлениях температурных испытаний на поперечном сечении сердечника батареи
была подобрана квадратично. Этот
помогает получить изменение температуры сердечника батареи в
разное время во время процесса обжига горячим азотом.
Теплопроводность легированных металлов обычно снижается
с повышением температуры, что подтверждено моделированием
и экспериментальными результатами.
Также были определены механизм проводимости
тепла внутри сердечника батареи и характеристики изменения
внутренней температуры в сердечнике батареи с течением времени.
Важно изучить теплопроводность и обжиг
объектов с различными материалами и внутренней сложной структурой —
туров.Был предложен подходящий алгоритм исследования взаимосвязи между
сушки и осушения сердечника батареи и временем накопления bak-
, который больше не был слепым. Этот поиск re-
предоставляет ссылку на аналогичные исследования по выпечке.
Номенклатура
: Теплопроводность в i-м слое
ki: Скорость изменения температуры в i-м слое
qi: Плотность теплового потока между i-м и (i + 1) -м слоями ho-
горизонтальный контакт
Qi: плотность теплового потока между i-м и (i + 1) -м слоями окружности
кулярный контакт
ti: температура в i-м слое горизонтального контакта
Ti: температура в i-й слой кругового контакта
: Толщина i-го слоя
Li: Длина i-го слоя горизонтального контакта
ri: Радиус i-го слоя кругового контакта
Ai: Контакт площадь i-го слоя кругового контакта
Ci: Длина контакта i-го слоя кругового контакта
: Повышенные тепловые потоки от горизонтального участка контакта
i-го слоя
: Повышенные тепловые потоки от круглого сечения контакта
i-й слой 9 0003
: Коэффициент излучения материала i-го слоя
: Плотность материала i-го слоя
ci: Удельная теплоемкость материала i-го слоя
i: Номера слоев сердечника батареи
: Время
x , z: Пространственная координата
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией этой статьи.
Благодарности
Это исследование было поддержано Китайским проектом поддержки науки и техники
logy в Тяньцзине (грант 14JCTPJC00532).
Список литературы
К.
П. Гош, С. Джейас, А.Е. Смит и др., Математическая модель —
сушки зерна пшеницы с учетом движения влаги —
исследований с использованием магнитно-резонансной томографии (МРТ), часть II:
Сравнение модели с опубликованными исследованиями, Biosystems Engin —
eering 100 (2008) 547–554.
[1]
N.I. Рамос, М.Дж. Миранда, С. Брандао и др., Оценка
параметров диффузии воды при динамической сушке винограда, журнал
из Food Engineering 97 (2010) 519–525.
[2]
A. Fabbri, C. Cevoli, L. Alessandrini, Численное моделирование
тепломассопереноса во время процесса обжарки кофе, журнал
из Food Engineering 105 (2011) 264–269.
[3]
Ф. Асдрубали, Масштабная модель для оценки испарения воды из закрытых плавательных бассейнов
, Энергия и здания 41 (2009)
311–319.
[4]
M.L. Бауэр, У.Т. Биггс, Оценки пространственных изменений в испарении
с использованием спутниковой температуры поверхности и модели баланса воды
, Hydrological Processes 22 (2010) 670–682.
[5]
W.J. Finch, C.H. Гаш, Применение простой конечно-разностной модели
для оценки испарения из открытой воды, Журнал
Hydrology 255 (2002) 253–259.
[6]
К. Лян, Дж.Н. Дадни, Й. Дж. Хоу, Иерархически структурированный нанокомпозитный материал sul-
мех / углерод для высокоэнергетической литиевой батареи
, Химия материалов 21 (2009) 4724–4730.
[7]
Дж. Родригезкарвахаль, Дж. Русс, К. Маскелье, Electronic crys-
Расчет в материале литиевой батареи: столбчатое упорядочение
электронов и дырок в шпинели LiMn2O4, Physical Review Let-
ters 81 (1998) 4660–4663.
[8]
H.Чжэн, Р. Ян, Г. Лю и др., Сотрудничество между активным материалом
, полимерным связующим и проводящей углеродной добавкой в
[9]
128 Z. Jiang et al. / Письма по теоретической и прикладной механике 9 (2019) 120-129
Характеристика вакуумно-многопластинчатой изоляции для долговечных тепловых батарей (Конференция)
ГИДОТТИ, РОНАЛЬД А.
, РЕЙНХАРДТ, ФРЕДЕРИК В. и КАУН, ТОМАС. Характеристика вакуумно-многопластовой изоляции для тепловых батарей с длительным сроком службы .США: Н. П., 2000.
Интернет.
ГИДОТТИ, РОНАЛЬД А., РЕЙНХАРДТ, ФРЕДЕРИК В., КАУН, ТОМАС. Характеристика вакуумно-многопластовой изоляции для тепловых батарей с длительным сроком службы . Соединенные Штаты.
ГИДОТТИ, РОНАЛЬД А., РЕЙНХАРДТ, ФРЕДЕРИК В. и КАУН, ТОМАС.Пн.
«Характеристика вакуумно-многопластинчатой изоляции для тепловых батарей с длительным сроком службы». Соединенные Штаты. https://www.osti.gov/servlets/purl/754338.
@article {osti_754338,
title = {Характеристика вакуумно-многопластовой изоляции для тепловых батарей с длительным сроком службы},
автор = {GUIDOTTI, RONALD A and REINHARDT, FREDERICK W and KAUN, THOMAS},
abstractNote = {Использование вакуумных многопластинчатых контейнеров (VMF) для теплоизоляции в долговечных тепловых батареях было исследовано на демонстрационной демонстрации.Контейнер VMF, разработанный InvenTek, диаметром 4,9 дюйма и длиной 10 дюймов использовался с алюминиевым блоком с внутренним подогревом для моделирования стека тепловых батарей. Блок нагревали до 525 ° C или 600 ° C и позволяли остыть, отслеживая температуру блока и внешнего корпуса в трех точках с течением времени. Данные показывают, что возможно построить тепловую батарею эквивалентного размера, которая должна работать до шести часов, что удовлетворяет требованиям для долговечного применения гидроакустического буя.},
doi = {},
url = {https://www.osti.gov/biblio/754338},
journal = {},
number =,
объем =,
place = {United States},
год = {2000},
месяц = {4}
}
Литий-ионная батарея Вакуумная запайочная машина Тепловой запайщик для ячеек-мешков Вторая финальная запечатывание
Оборудование для литиевых батарей Машина для вторичной вакуумной запайки полимерных элементов после заполнения электролитом
Это оборудование используется для вакуумирования литиевых ячеек и окончательной термосварки после заполнения и диффузии электролита.
Характеристики:
1. Уплотнительная головка изготовлена из медного материала, поэтому эффект теплопередачи хорош для экономии энергопотребления
, повышения эффективности работы и большей экономии энергии, чем у
других аналогичных продуктов.
2. Давление верхней и нижней уплотнительных головок можно регулировать с помощью клапана регулировки давления, чтобы удовлетворить различные требования технологических параметров.
3. Нижняя и верхняя уплотнительные головки приводятся в движение цилиндром через две линейно-направляющие втулки, что позволяет им гибко перемещаться вверх и вниз и обеспечивает требуемую параллельность после уплотнения.
4. Он разработан с функцией прокола.
5. Крышка камеры приводится в движение цилиндром через линейно-направляющие втулки, что делает их гибкими и обеспечивает хорошее уплотнение.
6. Его можно использовать для различных аккумуляторов, простая регулировка.
7. Простое управление, приятный внешний вид, небольшие размеры, легкий вес.
POUCH CELL LAB EQUIPMENT Вакуумная термосварочная машина AOT-VFS-200 | |
Материал камеры | Камера изготовлена из алюминиевого сплава, не вызывает коррозии. |
Степень вакуума | ≤-95 кПа (покупатель готовит вакуумный насос) |
Температура уплотнительной головки | Температура в помещении ~ 250 ℃.это регулируется |
Точность температуры | ± 1,5 ℃ |
Давление термосваривания | 0 ~ 7 кг / см2 (регулируется) |
Время термосваривания | 0 ~ 99 с регулируется |
Ширина уплотнения | 5мм |
Максимальный размер уплотнения | 200 мм |
Плоскостность уплотнительной головки | Протестируйте тройную безуглеродистую бумагу, установите давление воздуха в головке на 0. |
Скорость работы воздушного компрессора | ≥180 раз / ч |
Мощность | Нагревательная труба 300 Вт, потребляемая мощность около 0.6кВт при нагреве. |
Источник питания | 220 В / 50 Гц |
Мощность: 50 Вт | 50 Вт |
Сжатый воздух | 0.5 ~ 0,7 МПа |
6МПа, температура на 200 градусах, выдавливание пломбы равномерноеВакуумные технологии в решениях для хранения энергии
26 июня 2018 г.
Растущий спрос на энергию и повышение экологической осведомленности вызывают необходимость внедрения инновационных технологий в области хранения энергии, особенно в области возобновляемых источников энергии. Это способствует увеличению инвестиций в инновационные технологии и передовые производственные процессы в области энергетики во всех сферах применения.Реализация решений по хранению энергии в различных приложениях сталкивается с множеством проблем с точки зрения продолжительности хранения энергии, количества зарядов и разрядов и так далее. Вакуумная технология — это распространенная технология, применяемая в различных приложениях хранения энергии.
Вакуумные насосы в литий-ионных аккумуляторах
Одним из основных решений для хранения энергии является аккумулятор. Литий-ионные батареи — одна из лучших технологий для длительного хранения энергии.Эти батареи бывают в различных комбинациях с точки зрения материала, используемого для анодов, катодов и сепараторов, или по форме, такой как гибкие карманные элементы или жесткие призматические и цилиндрические элементы. Литий-ионные батареи широко используются в мобильных телефонах, планшетах и ноутбуках. Вакуумные насосы используются на различных этапах производства аккумуляторов независимо от типа аккумуляторов.
Предотвращение попадания влаги или воды внутри батареи чрезвычайно важно, так как это помогает устранить нежелательный газ внутри батарейного отсека и при заполнении элемента электролитом.Безмасляные многоступенчатые вакуумные насосы Рутса или сухие винтовые насосы используются на различных этапах производственного процесса для достижения подходящих условий вакуума с высокой мощностью всасывания.
Применение процесса производства литий-ионных вакуумных насосов
Вакуумная сушка — это процесс, при котором покрытые электроды сушат в вакууме от 24 до 48 часов для удаления влаги и растворителей. На протяжении всего процесса необходимо поддерживать стабильный уровень вакуума при низком общем давлении менее 1,10–1 гПа для испарения остаточной влажности.Многоступенчатые вакуумные насосы Рутса лучше подходят для этих применений, так как насосы должны работать на сухой основе с высокой паропроизводительностью. Используемые насосы должны иметь стабильно высокую производительность и постоянную сушильную способность при низком давлении.
Вакуумные насосы используются на двух этапах процесса сборки аккумуляторных элементов: соединение и упаковка и заполнение электролитом. Во время этого процесса пакеты электродов имплантируются в элемент батареи на заключительном этапе производства батареи и герметизируются с помощью лазерной сварки или импульсных или контактных уплотнений в зависимости от типа элемента.Из-за высокой чувствительности и повторяемости обнаружение утечек гелия считается лучшим методом обнаружения утечек. Аналогичным образом вакуумные насосы используются при заливке технологического электролита. Чтобы процесс заполнения происходил равномерно и обеспечивало равномерное распределение электролита, процесс должен происходить в стабильном темпе за счет вакуумирования ячеек от остаточной влажности и инертных газов под давлением не более 1,10-1 гПа, чтобы предотвратить попадание газа. и заглушить загрязнения стыков.
Сухие винтовые насосы лучше всего подходят для этих этапов, чтобы гарантировать чистоту процессов и высокую производительность.
Вакуумные насосы в системах хранения с маховиком
Недавнее решение для краткосрочного хранения энергии, которое в настоящее время используется в стационарных или мобильных системах для широкого спектра применений, — это системы хранения с маховиком. Система накопления энергии маховика (FESS) работает, накапливая электрическую энергию в виде кинетической энергии за счет движения вращающейся массы (ротора), прикрепленной к статору. Когда во время колебаний или потери мощности требуется резервное копирование, инерция помогает в непрерывном вращении массы, что приводит к преобразованию кинетической энергии в электричество.В маховике поддерживается вакуум, чтобы уменьшить трение и сопротивление воздуха. Материал ротора очень важен, так как он должен иметь высокий предел прочности на разрыв и низкий модуль упругости для сохранения узких допусков и достижения высокой плотности энергии. Обычно используется закаленная сталь или синтетика, армированная волокном, в зависимости от технических требований. Скорость вращения ротора варьируется от десятков тысяч оборотов в минуту.
Максимальный КПД маховика достигается за счет минимизации потерь на трение.Вакуумные насосы используются для вакуумирования крышки маховика для достижения конечного давления от 1,10-1 до 1,10-3 гПа, чтобы минимизировать тепловыделение и потери энергии. Компактные размеры, минимальное потребление энергии и требования к низкому давлению — ключевые особенности использования вакуумных насосов в системах с маховиком. Идеальным насосом, подходящим для этого применения, являются двухступенчатые пластинчато-роторные насосы из-за низкого конечного давления, высокой надежности и низких эксплуатационных расходов. Турбонасосы добавляются к системе, которая требует конечного давления ниже 1.10-1 гПа. Пластинчато-роторные насосы с приводом постоянного тока — это особая инновация, особенно для мобильных маховиков.
Насос работает при 24 В постоянного тока при температуре от -20 ° C до 60 ° C и достигает давления 3,10–3 гПа. Это преимущественно используется в автомобильной промышленности для снижения затрат на электроэнергию и минимизации затрат. Вакуумметры используются для измерения требуемого вакуума в случае стационарных систем с маховиком.
Выводы:
Спрос на «зеленую» энергию растет, но при ее исполнении возникают значительные технические проблемы.Ветровая и солнечная энергия являются надежными источниками возобновляемой энергии, но часто возникают проблемы с удовлетворением необходимых энергетических потребностей. Решения по хранению энергии используются для преодоления разрыва между спросом и предложением энергии. Вакуумные насосы используются либо в производственном процессе, либо в системе для повышения эффективности систем хранения энергии. Компактные размеры, минимальные затраты и требования к низкому давлению делают вакуумные насосы идеальным решением для хранения энергии.
Теги:
О Frost & Sullivan
За более чем пять десятилетий Frost & Sullivan приобрела всемирную известность благодаря своей роли в оказании помощи инвесторам, корпоративным лидерам и правительствам в управлении экономическими изменениями и выявлении революционных технологий, Mega Trends, нового бизнеса модели и компании к действию, что приводит к непрерывному потоку возможностей роста для обеспечения будущего успеха.
Посмотреть все сообщения Frost & Sullivan
← Предыдущий пост Следующее сообщение →Frost & Sullivan
За более чем пятидесятилетний период Frost & Sullivan стала всемирно известной благодаря своей роли в оказании помощи инвесторам, корпоративным лидерам и правительствам в управлении экономическими изменениями и выявлении революционных технологий, мега-тенденций, новых бизнес-моделей и компаний к действию, в результате чего непрерывный поток возможностей роста для достижения успеха в будущем.
Как сделать батарею за 7 шагов
От смартфонов до электромобилей и даже Tesla Powerwall — аккумуляторные батареи питают нашу современную жизнь. Но вы когда-нибудь задумывались, что же внутри этих устройств, которые позволяют нам отправлять смайлики, ездить по городу и многое другое? Если это так, посетите Advanced Battery Facility в Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), одну из немногих экспериментальных лабораторий по производству аккумуляторов, открытых для публики.
Этот объект позволяет ученым тестировать все виды новых материалов, включая литий, серу, натрий и магний, чтобы продлить срок службы батарей и сохранить больше сока.Эти испытания помогают ученым из национальных лабораторий, университетов и промышленности найти более мощные и безопасные замены для самой распространенной на сегодняшний день перезаряжаемой батареи — литий-ионной батареи.
В Advanced Battery Facility ученые тестируют новые материалы, собирая из них экспериментальные батареи размером с сотовый телефон, которые называются «ячейками-пакетами», потому что они заключены в герметичный пластиковый пакет. Как и в полноразмерных батареях, каждая ячейка в пакете состоит из трех основных частей: двух электродов и электролита, разделяющего их.
Когда аккумулятор накапливает, а затем высвобождает электричество, крошечные заряженные частицы перемещаются вперед и назад между каждым электродом, попутно проходя через электролит. Этот процесс дает нам электричество, необходимое для просмотра видеороликов о кошках на наших телефонах, передвижения по городу на электромобилях и даже для хранения возобновляемой энергии, когда не светит солнце или не дует ветер.
Так как же собрать все эти детали? Вот семь наиболее важных этапов процесса, который занимает около двух недель:
- Электродная суспензия: Порошки, содержащие активные материалы в электродах, такие как литий, смешиваются в большой емкости со связующими материалами, которые действуют как клей для создания того, что ученые называют жидким тестом.
- Покрытие электрода: Затем суспензия распределяется на очень длинный (до нескольких сотен футов) кусок фольги, который медленно скатывается при высокой температуре (до 300 градусов по Фаренгейту), превращая электрод в твердое тело.
- Штамповка электродов: Обожженный электродный рулон разрезается на более мелкие кусочки, которые помещаются под сверхострую прямоугольную матрицу. Резким движением матрица быстро надавливает на электродный лист и вырезает отдельный элемент электродной батареи.
- Укладка электродов: Автоматическая машина использует всасывание для захвата и освобождения листов вырезанного электродного материала и обертывания изолирующим слоем между каждым листом. В результате получается пакет электродов размером с кредитную карту, который выплевывается из машины поворотом металлического рычага.
- Изготовление пакетов: Специальный влагостойкий барьерный материал прессуется для создания прямоугольных форм. Пакет электродов вставляется в полученную форму для создания ячейки мешочка.
- Впрыск электролита: Жидкий электролит впрыскивается в открытый аккумуляторный отсек.
- Герметизация батареи: Пропитанный электролитом батарейный отсек герметизируется и помещается в вакуумную камеру, которая удаляет излишки воздуха изнутри сумки.
Пакеты-элементы затем подвергаются испытаниям, непрерывно заряжаются и разряжаются в камерах с контролируемой окружающей средой, которые имитируют экстремальные температуры от 20 до -140 градусов по Фаренгейту.
Если тестовый пакет-ячейка работает хорошо, его уникальное сочетание различных материалов может позволить всем нам продлить и улучшить нашу жизнь.Когда обнаруживается многообещающая смесь аккумуляторов, национальные лаборатории работают с частными компаниями над лицензированием технологии, которую компании развивают в продукт, который можно вывести на рынок, чтобы все мы могли купить и извлечь из него выгоду.
Примечание редактора. Этот пост представляет собой сокращенную версию статьи, написанной Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией, одной из 17 национальных лабораторий Министерства энергетики. Узнайте больше о работе PNNL по хранению энергии в аккумуляторах для электромобилей и электросети.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(96 слотов)
ДюймПечь для графитации катодного материала литиевой батареи
Назначение: Высокотемпературная графитизация катодных материалов литиевых аккумуляторов.
Характеристики:
Верхний предел температуры: 3000 ℃,
Обычная температура составляет 2900 ℃.
Рабочая атмосфера: Вакуумное вытеснение Ar2, защита N2 (положительное микродавление)
Измерение температуры: дальний инфракрасный оптический диапазон измерения температуры 1000 ~ 3000 ℃ или 0 ~ 3000 ℃; Точность измерения температуры: 0,2 ~ 0,75%.
Равномерность температуры печи: Оборудование использует индукционный нагрев средней частоты, высокую эффективность, уникальную конструкцию печи, значительно улучшающую однородность температуры печи.Предельная скорость нагрева: 200 ℃ / мин (пустая печь, в зависимости от объема высокотемпературной зоны и конструкции печи), равномерность температуры печи ± 10 ℃, программное управление и ручное управление; Точность контроля температуры ± 1 ℃.
Длительный срок службы уязвимых частей: Дно тигля покрыто высокопрочным композитным войлоком, чтобы графитовый тигель равномерно нагружался при высокой температуре, что в 1,3 раза дольше, чем срок службы аналогичных продуктов.
Высокая безопасность: взрывобезопасная конструкция клапана печи, безопасная и надежная.
Низкое энергопотребление: двухслойный изоляционный материал из оксида алюминия , лучший изоляционный эффект, предотвращение короткого замыкания между углеродным войлоком и катушкой, хорошая теплоизоляция, огнестойкость, небольшая потеря тепла, высокая скорость нагрева.
Высокая степень автоматизации в оборудовании
1. Автоматический контроль температуры, интуитивно понятное отображение различных данных параметров на сенсорном экране, а также идеальное устройство защиты от аварийной сигнализации и блокировки.Автоматический контроль воды и электричества, прост в эксплуатации.
2, Power Ark имеет полностью герметичную конструкцию, шкаф с радиатором с водяным и воздушным охлаждением, теплообмен с наружным воздухом, усовершенствованную систему контроля температуры, используя импортную цифровую интеллектуальную таблицу контроля температуры, и может осуществлять обмен данными с PLC полностью автоматический высокоточный полный контроль температуры процесса, система нагрева в соответствии с заданной температурной кривой и может хранить 20 статей 400 различных кривых нагрева процесса.