Сравнение тепловой батареи Sunamp PCM с другими водяными тепловыми батареями
Д-р Дэвид Оливер, менеджер по разработке материалов, Sunamp | Февраль 2023 г.
Если вы нашли этот блог, возможно, вас интересует установка теплового аккумулятора в вашем доме. Может быть, вы хотите обезуглерожить горячую воду, использовать непиковый тариф на электроэнергию или заменить стареющий газовый котел.
Вы, вероятно, провели некоторое исследование и обнаружили, что несколько компаний производят термобатареи, и вам интересно, в чем разница.
В этом блоге рассказывается о месте Sunamp в наборе (!) доступных вам опций.
Итак, обо всем по порядку — что мы сравниваем в этом блоге?
Мы ориентируемся на системы, которые отдают тепло так же, как тепловые батареи Sunamp. Тепловые батареи Sunamp используют циркулирующую воду для подачи тепла, поэтому их можно назвать гидронными тепловыми батареями.
Гидравлическая тепловая батарея представляет собой устройство, которое накапливает и выделяет тепло по запросу, а также передает тепло через циркулирующую воду (отсюда и слово «гидроаккумулятор») в трубопроводной системе. Его можно использовать для нагрева воды для радиаторов, а также для горячего водоснабжения ванных комнат и кухонь.
В этом блоге мы не рассматриваем ночные накопительные обогреватели (например, производства Dimplex), поскольку они предназначены для непосредственного обогрева помещения без передачи энергии через водяной контур или трубопровод.
Кто, кроме Sunamp, производит батареи водяного отопления для домов?
Я знаю еще несколько компаний, производящих батареи водяного отопления для нужд жилого сектора, в том числе британские стартапы Tepeo и Caldera и Steffes Hydronic Furnace в Канаде.
Все эти батареи используют воду для циркуляции тепла, но все ли они сохраняют тепло одинаковым образом?
Нет, не знают. Их объединяет то, что все они имеют высокую плотность энергии и хранят много энергии на единицу объема материала. Однако достигается это очень разными способами.
В Sunamp мы используем наши материалы с фазовым переходом Plentigrade (PCM) для хранения тепловой энергии, работая при температурах, близких к желаемой температуре воды, и используя скрытую теплоту плавления и кристаллизации для достижения высокой плотности энергии. (Если вам интересна научная база Plentigrade, я исследую эту тему в другом своем блоге здесь).
Компании, о которых я упоминал выше, используют материалы с высокой теплоемкостью (показатель того, сколько энергии требуется, чтобы поднять килограмм материала на 1°C) и используют прямой нагрев сопротивлением для нагрева их до очень высоких температур. В некоторых случаях выше 500°C. Когда материал обладает высокой теплоемкостью, для его нагрева требуется много энергии. Он остывает, чтобы высвободить эту энергию. Чем сильнее вы нагреваете его, тем больше энергии он сохраняет. Такие материалы, как бетон, графит или керамика, являются хорошими примерами материалов с высокой теплоемкостью, и они уже много лет используются в ночных накопительных обогревателях.
Гидравлическая батарея для бытового применения, использующая третий (и гораздо более редкий) подход, разработана компанией Cellcius, которая использует термохимические материалы для хранения энергии. Здесь тепло накапливается и выделяется в результате обратимой химической реакции. Я полагаю, что они подвергают карбонат калия серии дегидратации и регидратации для накопления тепловой энергии, что является сложным и требует гораздо большего количества компонентов, чтобы заставить его работать (из-за использования газов), чем метод фазового перехода Sunamp. Продукты Cellcius также должны хранить газ, образующийся в результате их процессов, поэтому для этого требуется место, что не требуется при других методах накопления тепла. Однако потенциально он может хранить тепло в течение нескольких недель без потерь, если его не использовать. Я не буду больше говорить об этом подходе, поскольку в настоящее время он находится на стадии прототипа и еще не доступен для коммерческого использования.
Какой плотности энергии могут достигать высокотемпературные керамические батареи и как они соотносятся с батареями Sunamp Plentigrade?
Нет сомнений в том, что высокотемпературные батареи хранят много энергии.
Используемые материалы, такие как металлы, заполнители, тугоплавкие оксиды или керамика, могут иметь очень высокую теплоемкость.
Вполне возможно, что высокотемпературная батарея тепла может продемонстрировать в определенном диапазоне температур, что ее материал может хранить большее количество ватт-часов (энергии) на литр, чем PCM Sunamp.
Однако плотность энергии на материальном уровне — это еще не все.
Трудность высокотемпературных тепловых батарей заключается в извлечении всей этой энергии из материала и уменьшении высоких уровней потерь тепла. Представьте, что потери тепла (снижение эффективности) тепловой батареи составляют 500°C, что более чем в два раза превышает температуру стандартной кухонной печи. Бытовые тепловые батареи Sunamp работают при температуре менее 80ºC, что значительно снижает разницу температур, и, как и следовало ожидать, наши тепловые потери намного ниже. Таким образом, когда дело доходит до подачи тепла на системном уровне, показатели плотности энергии материалов менее важны, все дело в производительности устройства.
Расскажите подробнее о потерях тепла.
Насколько это важно для каждого типа батареи?Поскольку температура, связанная с хранением энергии в энергоплотном носителе энергии без фазового перехода (например, керамика), очень высока, разница между температурой материала накопителя энергии и окружающей среды также очень высока, когда батарея заряжена. Это означает, что скорость потери энергии в окружающую среду (нежелательный разряд тепловой батареи) выше. Много энергии — а, следовательно, денег и углекислого газа — будет потрачено впустую на обогрев окружающей среды, пока батарея находится в заряженном состоянии.
Изоляция обычно используется для смягчения последствий. Однако высокие температуры ограничивают тип используемого изоляционного материала. И, конечно же, чем больше требуется изоляции, тем больше получается изделие.
Поскольку температура, используемая тепловыми батареями Sunamp, относительно низкая, а отношение объема батареи к площади поверхности также низкое, потери тепла намного ниже, и требуется меньше места для изоляции. В то время как высокотемпературные батареи без фазового перехода могут похвастаться комплексной изоляцией, тепловые батареи Sunamp с меньшим нагревом всегда выигрывают по потерям тепла. Мы также используем высокоэффективные вакуумные изоляционные панели, которые минимизируют не только потери тепла, но и количество используемого материала, занимаемую площадь и, следовательно, общую стоимость продукта.
Как насчет работы с тепловым насосом? Является ли работа при более низкой температуре преимуществом?
Это правда, что в высокотемпературных батареях можно хранить огромное количество тепла, но чем горячее, тем лучше!
Например, основным преимуществом использования тепловой батареи, поддерживаемой Plentigrade, является возможность заряжать тепловую батарею с помощью теплового насоса. Тепловые насосы на несколько порядков более эффективны, чем прямое нагревание сопротивлением, но они не могут достигать высоких температур (> 80ºC). Это имеет преимущество перед высокотемпературными системами накопления тепла, которые нельзя интегрировать с тепловыми насосами.
Более низкие температуры, при которых работают тепловые батареи Sunamp, а также их высокоэффективная изоляция гарантируют, что внешний корпус остается прохладным, даже когда батарея полностью заряжена и поддерживает максимальную температуру. Это также означает, что между устройством и стеной не требуется зазора, а корпус всегда будет безопасным для прикосновения.
Тепловые батареи Sunamp также могут очень эффективно отводить тепло от PCM, поскольку они оптимизированы для работы при температуре плавления PCM. В зависимости от конструкции системы, некоторые высокотемпературные батареи не могут обеспечить эффективное отопление с помощью горячей воды, если температура материала аккумулятора ниже 100ºC. Это потому, что вам нужен метод передачи тепла от материала к воде, и его необходимо оптимизировать для определенной «дифференциальной» температуры. Поскольку эти устройства работают в очень широком диапазоне температур (это их основная функция), это всегда будет проблемой.
Есть ли что-то еще, что отличает тепловые батареи PCM от других тепловых батарей?
Тепловые батареи Sunamp PCM не требуют установки бака для горячей воды. Это может сэкономить вам много места! А поскольку в трубопроводах батареи остается очень мало воды, риск появления легионеллы отсутствует.
Насколько велики эти батареи? Они занимают много места? И где их можно установить?
Размер батареи зависит от количества энергии, которую кто-то хочет сохранить.
Трудно сравнивать аналоги в отрасли, но если это просто вопрос о том, какое место может занимать батарея, например, в шкафу, то достаточно просто проверить диапазон размеров батарей других поставщиков. В сети.
Все наши нагревательные батареи Thermino для горячей воды имеют размеры микроволновой печи и бывают четырех разных размеров, примерно от размера чемодана до большого холодильника.
С точки зрения установки серия Sunamp Thermino особенно проста. Он имеет порты для сантехники с трех сторон, что делает ориентацию очень гибкой, что означает, что их можно установить под кухонной стойкой, в сушильном шкафу или под лестницей.
Нагревательная гибкая фольга | Backer HTI
НАГРЕВАТЕЛЬ ГИБКОЙ ФОЛЬГИНагреватели гибкой фольги обеспечивают точную, надежную и немедленную передачу тепла для многих применений.
В нашем инновационном центре работают высококвалифицированные инженеры, постоянно работающие с новыми приложениями и материалами. Это позволяет нам найти оптимальное решение для отопления, отвечающее вашим потребностям, и быстро его изготовить.
Наши гибкие нагреватели состоят из протравленной фольги, ламинированной между одной из наших гибких изоляций. Наши гибкие фольгированные нагреватели также предлагают множество других преимуществ, включая нестандартную плотность мощности, различную диэлектрическую прочность, тонкие или толстые профили, добавление клеев, чувствительных к давлению (PSA), или приклеивание непосредственно к радиаторам.
Читать далееУМНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ СО ВСТРОЕННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
По мере того, как растет спрос на интеллектуальные простые решения, Backer HTI постоянно развивается, чтобы удовлетворить потребности приложений. Наши конструкции со встроенными термоконтроллерами и датчиками предлагают решения, которые обмениваются данными через RS232, Wi-Fi или Zigbee.
Компания Backer HTI может спроектировать и произвести интеллектуальные нагреватели практически для любого размера нагревателя и температурного градиента. Свяжитесь с нами, и наши опытные инженеры помогут вам найти наилучшее возможное решение для вашей области применения.
ПРЕИМУЩЕСТВА
Равномерность температуры
Элементы могут иметь различную плотность нагрева для обеспечения равномерности температуры, несмотря на потери на кромках
Удобное расположение датчика
Соединения датчиков расположены в одной плоскости с нагревательным контуром
Различные напряжения с
А Подключение 12 В – например, для привода вентилятора – может быть выполнено в элементе 220/240 В
Индивидуальный заказ
Элементы нагревательной фольги изготавливаются по спецификации заказчика
Несколько контуров
Элемент может включать как контур нагрева, так и контур поддержания температуры.
SOLUTIONS
Обогреватель камеры
Предотвращает запотевание, конденсацию и образование льда на объективе, обеспечивая безопасное вождение.Нагреватель аккумуляторов
На скорость зарядки аккумуляторов влияет температура, а добавление нагрева к аккумуляторам увеличивает как срок службы, так и эффективность.Нагреватель для пробирок
Требуется небольшой, точный и прямой нагрев. Позволяет использовать различные зоны мощности.
Нагреватели STANDARD >
HEATING TECHNOLOGIESКомпания Backer HTI использует широкий выбор схемных и изоляционных материалов и работает вместе с нашими клиентами, чтобы найти решение, которое наилучшим образом соответствует их потребностям.
Фольговый нагрев является отличным решением, когда в определенной области требуется хорошая теплопередача, и используется в конструкции терморегулирования для защиты компонентов в условиях холодного корпуса или для компенсации нерассеянного тепла.
В инновационном центре Backer высококвалифицированные и опытные инженеры постоянно экспериментируют с новыми материалами, чтобы продолжать совершенствовать наши процессы.
ПОЛИЭФИРНЫЕ НАГРЕВАТЕЛИ
Превосходная теплопередача и равномерная теплоотдача. Быстрый прогрев с длительным сроком службы.
Макс. удельная мощность: 0,6 Вт/см²
Макс. температура: +105°C
Обогреватели зеркал · Противообледенительное оборудование · Обогреватели ручек · Зеркала заднего вида · Обогреватели аккумуляторные
Техническая информация Pdf, 377 кБ, открывается в новом окне.
Примеры изделийНагреватель руля снегохода
Нагреватель клавиатуры
Нагреватель обуви/ног
НАГРЕВАТЕЛЬ PTC
Характеристики ПТК.
Макс. удельная мощность: 0,3 Вт/см²
Макс. температура: +70°C
Зеркала заднего вида · Обогреватели стекол · Обогреватели водяного матраса · Низкотемпературное применение · Антиобледенение
Техническая информация Pdf, 541 кБ, открывается в новом окне.
Примеры изделийОбогреватель фар
Обогреватель зеркал заднего вида
Обогреватель для кофеварки
НАГРЕВАТЕЛЬ ПОЛИМЕРНЫЙ ПЕЧАТЬ
Низкая мощность, постоянная мощность возраста с большим размахом удельного сопротивления. Нечувствителен к небольшим повреждениям.
Макс. удельная мощность: 0,1 Вт/см²
Макс. температура: +70°C
Высокое напряжение, применение на малых площадях · Нагреватели водяного слоя · ИК-мишени · Подогрев пола
Техническая информация Pdf, 458,5 кБ, открывается в новом окне.
Примеры изделийНапольное отопление
Нагреватели водяного слоя
НАГРЕВАТЕЛЬ ПОЛИИМИДНЫЕ
Тонкий и полупрозрачный материал с превосходной диэлектрической прочностью. Устойчив к химическим веществам.
Макс. удельная мощность: 1,3 Вт/см²
Макс. температура: +200°C
Военная и авиакосмическая промышленность · Медицинский диагностический прибор · ЖК-дисплеи · Нагреватели линз · Лабораторные исследования
Техническая информация Pdf, 379,9 кБ, открывается в новом окне.
Примеры изделийНагреватели для алкозамков
Нагреватель для камеры/объектива
Нагреватель для анестезии
СИЛИКОНОВЫЕ НАГРЕВАТЕЛИ
Отличные температурные свойства. Может быть вулканизирован к металлическим частям.
Макс. удельная мощность: 1,3 Вт/см²
Макс. температура: +230°C
Оборудование для общественного питания · Медицинские респираторы · Ультразвуковые очистители · Защита от замерзания и предотвращения образования конденсата
Техническая информация Pdf, 359 кБ, открывается в новом окне.
Примеры продукцииНагреватель для железнодорожных сцепок
Нагреватель для промышленного применения
Нагреватель для ультразвуковой мойки
СЛЮДЯНЫЕ НАГРЕВАТЕЛИ
900 05 Высокая удельная мощность. Быстрый прогрев и высокие рабочие температуры.
Макс. плотность мощности: 5 Вт/см²
Макс. температура: +600°C
Приборы общественного питания · Полупроводниковая промышленность · Анализ ДНК · Радиаторы/нагревательные панели · Упаковочное/обвязочное/запечатывающее оборудование
Техническая информация Pdf, 416 кБ, открывается в новом окне.
Примеры продуктовНагреватель для упаковочной машины
Нагреватель для медицинского применения
НАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ РУЧЕК
ПЭН похож на ПЭТ, но имеет более высокие химические, термические, механические и электрические свойства.Подробнее экономичность по сравнению с полиимидом.
Макс. плотность мощности: 1 Вт/см²
Макс. температура: +160°C
Электронные устройства · Радиаторы · Анализ ДНК · Стандартные элементы большой мощности
Техническая информация Pdf, 364,2 кБ, открывается в новом окне.
Примеры изделийНагреватель для анализа ДНК
Нагреватель для радиаторов
НАГРЕВАТЕЛЬ FRTP
(армированный волокном термопластик) Прочный, очень прочный, водостойкий.
Макс. удельная мощность: 0,1 Вт/см²
Макс. температура: +100°C
Панели радиатора · Обогреватели для тяжелых условий эксплуатации
Техническая информация Pdf, 187.