Батареи встроенные в пол: Радиатор или конвектор, встроенный в пол? Что выбрать и где купить

Содержание

Радиаторы встраиваемые в пол

20.01.2017

Традиционные отопительные элементы не всегда уместны в современных интерьерах. Если необходимо организовать отопление в интерьерах с витражами или стеклянными фасадами, радиаторы встраиваемые в пол, станут оптимальным решением. Установка батареи в пол имеет массу преимуществ и достоинств перед другими отопительными системами. Рассмотрим самые важные из них:

• Высокая эффективность теплоотдачи. Благодаря имеющего в продаже большого ассортимента моделей с различной тепловой мощностью, можно легко подобрать подходящий вариант оборудования. Для больших помещений рекомендуется выбирать несколько источников отопления в целях обеспечения их равномерного прогрева;

• Возможность самостоятельного монтажа. Электрические радиаторы, встроенные в пол, вполне можно установить собственными силами, а водяные внутрипольные конвекторы требуют профессиональной помощи в установке, так как подразумевают грамотное устройство трубопроводов системы водоснабжения;

• Отсутствие видимых коммуникаций. Полностью скрытое оборудование является немаловажным достоинством для тех, кто хочет сделать свой интерьер безупречным и оригинальным;

• Комфортная температура нагрева воздуха. Все радиаторы, встраиваемые в пол, работают по принципу естественной или принудительной циркуляции воздушных масс, обеспечивая комфортный температурный режим. Во многих современных моделях имеются терморегуляторы и программируемый режим работы, благодаря которым можно легко создать необходимый микроклимат.

Высокий спрос на такие радиаторы обусловлен большими возможностями сделать интерьер привлекательным, так как классические батареи зачастую препятствуют удобному расположению мебели. Приобретая подобные радиаторы, можно создать удобную планировку в помещении с максимально полезным использованием каждого квадратного метра.

Рекомендации по монтажу и выбору конструкции встраиваемых радиаторов

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

Конструкция встраиваемых радиаторов содержит следующие важные элементы:

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

• Корпус в виде прямоугольного или квадратного короба;

• Система гофрированных труб;

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

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

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

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

Приобретая нужный товар, необходимо заранее рассчитать параметры оборудования, и имеющие в продаже радиаторы отопления, цена которых доступна каждому покупателю, позволят решить проблему организации отопления в помещениях с большими окнами или значительными площадями остекления. И все же для того, чтобы правильно подобрать напольные радиаторы отопления, встраиваемые в пол, лучше всего обратиться за помощью к специалисту, обладающему достаточными знаниями в данной области.

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

В этом разделе, Вы сможете ознакомиться с актуальными ценами, подробным описанием, техническими характеристиками, качественными фотографиями, что поможет сделать Вам правильный выбор. Купить радиатор встраиваемый в пол можно круглосуточно на сайте, заказать обратный звонок или позвонить по бесплатному номеру 8-800-550-13-12 с 9-00 до 18-00 (время Московское).

Внутрипольные конвекторы или радиаторы(плюсы и минусы).

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

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

           Естественная конвекция происходит благодаря законам физики. Принудительная конвекция происходит за счет (тоже законов физики) работы вентилятора (или нескольких, если радиатор большой). Регулируя вращения вентилятора, вы управляете теплом в помещении. Это повышает продуктивность работы отопительной системы – обычная батарея значительно уступает по этим характеристикам (энергосбережение и теплоотдача).

               Работают внутрипольные конвекторы, как кондиционеры, только наоборот. Они, банально говоря, преобразуют холодный воздух в тёплый, поглощая конденсат, обогревая помещение.
Водяные внутрипольные конвекторы. Состоят из алюминиевой или медно-алюминиевой трубки, по которой циркулирует вода – идеальный электролит.
Электрические конвекторы. Теплоносителем является не вода, а встроенный нагревательный элемент. Не рекомендуется использовать в деревянных домах.
Угловые/радиусные – это те, которые устанавливаются в «труднодоступных местах», когда нужно обойти угол или обогнуть колонну, зайти в нишу.

     Преимущества внутрипольных конвекторов.

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


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


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


Практичность. Не занимает места в помещении. Никаких запотевших окон. Никакого сквозняка. Большинство моделей можно собрать вручную самостоятельно и установить где угодно. Это удобно.

Грамотно установленный конвектор не только подчёркивает стильный дизайн комнаты, но и создаёт в ней уют.
В материальном мире нет ничего вечного и идеального.

Недостатки есть и у внутрипольных конвекторов.

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

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

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

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

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

Радиаторы отопления встроенные в пол — особенности, достоинства и недостатки

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

Радиаторы отопления встроенные в пол

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

Устройство радиатора

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

Устройство радиаторов встраиваемых в пол.

Рассмотрим каждый элемент по отдельности:

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

Устройство радиаторов встраиваемых в пол.

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

Ребристый нагреватель

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

Воздушный вентилятор

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

Регуляторы

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

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

Вводы

Преимущества радиаторов, встраиваемых в пол

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

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

Установленный в пол радиатор отопления

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

Монтаж радиатора отопления встроенного в пол

Особенности радиаторов

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

Различный дизайн решетки радиатора встроенного в пол

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

Как выбрать

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

При выборе встраиваемых батарей с теплоносителями требуется учесть многие факторы.

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

Однотрубная и двухтрубная разводка системы отопления.

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

Разновидности моделей

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

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

Нестандартные виды и размеры радиаторов.

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

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

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

Термостат для батареи отопления

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

Рекомендации специалистов по монтажу

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

Требуется приобрести все необходимое оборудование.

Монтаж встраиваемых в пол радиаторов

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

Последний штрих — укладка наружной решетки на пол.

Радиатор встроенный в пол

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

Недостатки

Конвекторы встраиваемые в пол.

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

Конвекторы, встраиваемые в пол (внутрипольные): типы, виды, выбор, установка

Одна из последних тенденций в строительстве — панорамное остекление. Очень привлекательное решение, которое нравится многим. Но для отопления таких помещений использовать стандартные отопительные приборы не получается: они портят всю картину. Даже самые привлекательные из них. Специально для таких случаев и были разработаны модели скрытой установки: встраиваемые конвекторы. Чаще всего их монтируют в пол, и называют еще «внутрипольные». Редко встраивают в подоконник, чаще, в подоконник низкий.

Конвекторы были выбраны не случайно. Радиаторы, встроенные в пол, очень неэффективны. Они в большей степени греют помещение за счет теплового излучения, направленного в разные стороны. Внутрипольный прибор с трех сторон закрыт. Получается, что больше греется пол, а не воздух. Одной четвертой мощности, направленной вверх, (пусть даже чуть больше за счет отражения) явно недостаточно. Конвекторы же при любом расположении большую часть тепла выдают наверх. В стороны уходит лишь малая доля, которая становится еще меньше за счет использования изоляционных материалов: корпус при установке изолируют.

Встраиваемые конвекторы иногда устанавливают в подоконники

Строение, типы и особенности

Конструкция встраиваемых конвекторов проста: это корпус-короб из металла, в котором находится нагревательный элемент. Для повышения теплоотдачи на нагревателе закрепляют большое количество конвективных ребер. Сверху конструкция закрывается решеткой, которая находится на одном уровне с полом.

В некоторых моделях для увеличения тепловой мощности ставят вентиляторы. Так скорость нагрева воздуха (при тех же габаритах и мощностях) увеличивается на 70-90%. Но с установкой вентиляторов появляется одна проблема: они шумят. Потому в конструкции для снижения шумов должны быть предусмотрены вставки и пористой резины, которые будут гасить вибрации. Установки могут работать и при выключенном вентиляторе: тогда процессы происходят за счет естественной конвекции. Такая функция нужна, если нет необходимости в большой мощности.

Для регулировки температуры применяют электронные или электромеханические регуляторы. Они находятся внутри корпуса, также как и датчики температуры. Тот же блок контролирует и скорость вращения вентиляторов. Полезно, если имеется функция перевода на «ручное» управление: вдруг вам нужно выставить другие параметры, или пульт управления вышел из строя.

Каждая из деталей выполняет свои функции, изготовлена из разных материалов. Причем качество прибора нужно оценивать в совокупности.

Для увеличения эффективности встраивают вентилятор, а для возможности регулирования температуры термостат

Корпус

Его внешний вид не столь важен — он находится в полу. Но качество исполнения должно быть на высоте: по корпусу определяется класс прибора и можно судить о его общей надежности. Важен также металл, из которого он изготовлен.

Для влажных помещений нужен материал с повышенной стойкостью к влаге — нержавеющие маркитали. Для сухих вполне подойдет черная или оцинкованная сталь. Она все равно покрывается краской, стойкой к внешним воздействиям и защищающей от коррозии. Чаще всего это порошковые составы. Они хорошо защищают металл. Причем желательно, чтобы внутренние стенки и сами детали были выкрашены в темный цвет — так при установке их не видно.

Решетки

На то, как выглядит решетка стоит обратить пристальное внимание. Это единственная часть, которая остается на виду. Именно она будет отвечать за общее впечатление. Делают их из разных материалов:

  • алюминий;
  • сталь обычная, оцинкованная и нержавеющая;
  • древо;
  • мрамор.

Решетки бывают двух типов: линейные и рулонные. Рулонные — стоят намного дороже, но удобнее в эксплуатации. Их просто скатывают. Линейные — более дешевые, но поднимать их приходится полностью. При рулонном исполнении планки располагаются только поперек, при линейном — могут и вдоль, и поперек.

Конструкция решетки важна, если по ней будут ходить. Тогда нужно обращать внимание не только на внешний вид, но и на конструкцию. В этом случае она не должна содержать никаких пластиковых деталей (ставят иногда в местах соединения ламелей и рамы). Чтобы плавно распределить нагрузку и сделать конструкцию малошумной некоторые производители ставят в месте соединения ламели и рамки пружины (немецкая фирма VARMANN). Это и уменьшает уровень производимых шумов и повышает комфортность.

Конструкция внутрипольного конвектора

При повышенной нагрузке хорошо бы чтобы сама решетка была с обеих сторон одинаковой. Тогда после того, как она сотрется с одной стороны, ее можно перевернуть на другую и эксплуатировать дальше.

Нагревательные элементы

Во встраиваемых конвекторах ставят два типа нагревательных элементов:

  1. водяные внутрипольные конвекторы;
  2. встраиваемые электрические обогреватели.

Наиболее востребованы у нас модели, подключаемые к водяному отоплению. Оно и понятно, практически у всех такое отопление есть. Но и электрические внутрипольные конвекторы могут стать основным и дополнительным источником тепла в тех местах, где подвод водяного отопления невозможен.

Электрические модели

Никаких новостей тут нет: используется нагревательный элемент закрытого типа — ТЭН. На нем закреплены пластины для увеличения площади соприкосновения с воздухом. Чаще всего пластины делают из алюминия — это относительно недорогой металл, с хорошей теплоотдачей. В бюджетных моделях может использоваться сталь, иногда — оцинкованная сталь, в дорогих — медь.

Встраиваемые конвекторы могут работать от электричества

Не менее важен материал, из которого изготовлен ТЭН. Именно его долговечность определяет срок работы оборудования. Европейские производители устанавливают часто нагреватели из нержавейки. Они имеют самые длительные сроки эксплуатации.

Так как это бытовые приборы, они имеют высокий класс защиты и по току и по напряжению. Стоят разного рода предохранители и схемы, которые при сбоях отключают устройства. При любых условиях эти приборы безопасны.

Внутрипольные водяные конвекторы

Нагревательный элемент — полая трубка с наваренными или напрессованными металлическими пластинами. В них перенос тепла осуществляется теплоносителем (водой или антифризом, зависит от модели). Подключаются приборы к существующей системе водяного отопления через патрубки, оснащенные резьбой. Используются в системах с принудительной циркуляцией теплоносителя, разводка — однотрубная или двухтрубная.

Для водяных, встраиваемых в пол конвекторов, важны материалы, из которого изготовлен теплообменник. Самую высокую мощность выдавать могут медные и медно-алюминиевые модели (медная труба, алюминиевые ребра). Есть еще модели полностью из меди — и трубы и ребра. Но цена на них немалая. В более бюджетных вариантах используют нержавеющую сталь, а еще более дешевых — оцинкованную.

Внутренность корпуса и теплообменники покрвашены в темный цвет — так их через решетку не видно

Несмотря на большую мощность, установка устройств с медными теплообменниками — далеко не лучший выбор. Медь очень капризна при эксплуатации, требует определенного состава теплоносителя, устройства заземления, совместима далеко не со всеми металлами. Все это вместе делает их эксплуатацию в системах централизованного отопления проблемной (хоть технические характеристики и позволяют это делать). Неплохо она себя покажет только в системах индивидуального отопления, в которых разводка отопления сделана медными, полимерными или металлополимерными трубами. При этом теплообменник котла отопления тоже желательно иметь медный. Фитинги и арматуру нужно устанавливать бронзовые или латунные, а также с никелированным или хромированным покрытием.

Модели и разновидности

Как и в электрических внутрипольных конвекторах, в водяных для увеличения мощности ставят вентиляторы. Это позволяет при тех же габаритах отопительных приборов получать гораздо больше тепла. Вентиляторы могут питаться от сети переменного тока 220 В или от источника постоянного тока на 12 В или 24 В. Для снижения уровня шумов их устанавливают на виброзащитных опорах.

Несмотря на то, что устройства с принудительной конвекцией шумят, они выдают больше тепла. Потому могут эффективно отсекать холодные потоки, поступающие от стекла. Если планируется использовать внутрипольный конвектор как основной источник тепла, лучше ставить именно такие модели — они быстрее нагревают помещение и не дают образовываться конденсату на стекле.

Есть модели, которые могут использоваться не только для отопления, но и для охлаждения. Причем они бывают двухтрубными и четырехтрубными. В четырехтрубных стоят два отдельных теплообменника, подключенных к разным системам — один к отоплению, другой к охлаждению. В двухтрубных моделях один и тот же теплообменник работает с двумя системами. Эффективнее четырехтрубные, но и значительно дороже.

Иногда встречаются модели, которые позволяют подавать в помещение свежий воздух — он забирается через специальное отверстие, очищается во встроенных фильтрах, подогревается, и уходит в помещение. Очень полезная функция там, где стоят стеклопакеты — именно недостаток кислорода и влажности — частая проблема в таких помещениях.

По заказу встраиваемые конвекторы могут сделать угловыми или с радиусом кривизны — это для помещений нестандартной геометрии или для витрин. Часто есть возможность заказать устройство нестандартных разметов — именно под ваше помещение. Некоторые производители делают специальные поворотные нагревательные элементы — так легче убирать внутри корпуса, некоторые предусматривают установку теплообменника на гибких шлангах — его можно вынуть и убрать.

Внутренность корпуса и теплообменники покрвашены в темный цвет — так их через решетку не видно

Отдельно выпускают устройства для обогрева помещений с высоким уровнем влажности. В них применяются стойкие к таким условиям материалы, особое электрооборудование. Также в таких моделях делают дренажный сток для отвода конденсата.

Контролируют температуру в помещении и изменяют мощность конвектора электромеханические или электронные термостаты. Сами устройства расположены в корпусе, управляются с выносного или дистанционного пульта. В электронных моделях есть возможность запрограммировать температуру по времени суток или дням недели.

Как выбирать

При выборе электрического внутрипольного конвектора основное — его габариты и мощность. Еще вам нужно будет определиться с принудительной или естественной конвекцией вы хотите устройство. Вот, собственно, и все тонкости.

Выбор водяных встраиваемых обогревателей гораздо сложнее. Тут нужно учесть больше параметров. Кроме размеров, материала корпуса, труб и ребер, наличия вентилятора нужно обратить внимание на такие характеристики:

  1. Давление в системе. Для отопления частного дома, даже двух- трехэтажного коттеджа подойдут любые модели — давление в системе отопления редко бывает выше 3 Бар. Для квартир многоэтажных домов нужно учитывать рабочее и опрессовочное давление. В эксплуатационной организации или управляющей кампании узнайте эти параметры для вашего дома, а потом сравните с характеристиками модели. Обычно для многоэтажек рекомендуют устройства, у которых рабочее давление не меньше 15 Бар (атм).
  2. Тип и параметры теплоносителя. И снова — для индивидуального отопления подходят любые — вы сами контролируете и задаете температуру, а также характеристики теплоносителя. Обитателям многоэтажек приходится подстраиваться под то, что течет в трубах. Потому узнаете также температуру и Ph, количество взвесей и содержание кислорода, тип подключения (зависимый или нет). Находите рекомендации по теплоносителю и сравниваете с тем, что есть у вас.
  3. Тип системы и диаметры подключения. Большинство моделей работают как в однотрубных, так и в двухтрубных системах. Но не все. Потому обращайте внимание и на это. Диаметры — не самый критичный параметр — есть переходники.

    Отопление в полу — современные тенденции в строительстве и ремонте

Для любого обогревателя, встраиваемого в пол, важный момент — материал корпуса и ТЭНа. Если помещение сухое, не стремитесь поставить корпус из нержавейки. У производителей с именем, это качественная сталь — им нужно поддерживать авторитет. А вот малоизвестные кампании для экономии могут использовать так называемую «техническую нержавеющую сталь». Она по характеристикам часто не лучше, а хуже черной покрытой хорошей краской.

Особенности установки

Устанавливать внутрипольные конвекторы можно двумя способами: конвектором к стеклу и к помещению.

Если развернуть конвектор к окну, будет эффективно отсекаться холодный воздух, гарантировано отсутствие конденсата. Но помещение будет прогреваться медленнее — много тепла уходит на нагрев стекла. Зато в помещении наблюдается равномерная температура: холодные и теплые массы смешиваются равномерно.

Схема монтажа внутрипольного отопления

Развернув конвектор в сторону помещения, получаем быстрый нагрев. Но на стекле может образовываться конденсат. К тому же в помещении наблюдаются зоны с разной температурой, что некомфортно.

Встраиваемые в пол обогреватели устанавливают в готовые желоба в полу. Если пол бетонный, расстояние между корпусом и стенками желоба заполняется раствором, при установке в деревянный пол вокруг делают рамку из брусьев.

Достоинства и недостатки

По сравнению с аналогичными отопительными приборами настенного или напольного монтажа они ничем не лучше и не хуже. Основное их преимущество — скрытая установка, которая дает простор для дизайнерских решений. Тем не менее, для панорамного остекления или для обогрева витрин — это наилучший выбор.

Недостаток — более высокая цена по сравнению с аналогичными приборами той же мощности. И выше в несколько раз. Причем высокие цены не только на оборудование, но и на установку: она значительно сложнее, чем для обычных моделей.

При установке такого типа оборудования трубы подводки неизбежно должны быть в полу. Это популярное решение, но с технической точки зрения очень спорное. К тому же для скрытой установки требуется поднимать пол, что позволяют далеко не все помещения. Тем не менее, радиаторы отопления в полу — популярная сегодня тенденция. И если вам не пугают все сложности — делайте внутрипольный обогрев.

Итоги

Для современных открытых интерьеров отопительные приборы часто становятся проблемой — их некуда спрятать. К тому же во многих домах и квартирах ставят панорамные окна — тут тоже радиатор не повесишь и не поставишь. Тогда вход один — встраиваемые в пол конвекторы. Они могут быть электрическими или водяными, с принудительной или естественной конвекцией. Выбор — за вами.

инструкция по монтажу своими руками, особенности встраиваемых отопительных приборов, цена, видео, фото


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

Радиаторы отопления встроенные в пол

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

Устройство радиатора

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

Устройство радиаторов встраиваемых в пол.

Рассмотрим каждый элемент по отдельности:

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

Устройство радиаторов встраиваемых в пол.

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

Ребристый нагреватель

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

Воздушный вентилятор

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

Регуляторы

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

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

Вводы

Внутрипольные радиаторы отопления: особенности

Встраиваемые в пол радиаторы отопления – техника, благодаря которой можно эффективно и недорого обогреть загородные коттеджи, офисы, спортзалы, зимние сады и массу других помещений. Особенностью оборудования является возможность поддержки постоянной температуры, определенного режима, который нельзя нарушать, дабы не создавать некомфортных условий для проживания, работы или выращивания растений.

По своей конструкции батареи отопления, которые встраиваются в пол помещений, являются конвекторами – в них используется принцип конвективного обогрева воздуха, что позволяет не только поддерживать оптимальную температуру, но еще и существенно экономить деньги на обогрев. При этом воздух, нагретый при контакте с отопительным радиатором, циркулирует более эффективно, нежели в случае с традиционными батареями, установленными на стену.

После контакта с батареей отопления, встроенной в пол, теплый воздух поднимается к потолку, а его место занимает уже остывший. Нагревание производится по кругу, воздух в помещении не успевает существенно остыть, он постоянно теплый, а потому удается сэкономить довольно большие средства.

Движение тепловых потоков во встроенном радиаторе отопления

Конструкция радиаторов, встраиваемых в пол

Современные и надежные встраиваемые в пол радиаторы отопления имеют довольно оригинальную конструкцию. Как правило, подобные обогреватели состоят из ребристого нагревательного элемента (в большинстве случаев роль его исполняет водяной радиатор), канала и декоративной панели, в которой и скрыты все детали прибора.

За счет такой конструкции удается устанавливать батареи в стяжку пола, заделывая их «под уровень» напольного покрытия.

Холодный и нагретый воздух свободно проходят через решетку внутрипольного радиатора, что повышает производительность нагрева, позволяет эффективно использовать всю поверхность нагревателя.

Совет. Решетка внутрипольного радиатора также играет и большую декоративную роль. Именно поэтому в процессе выбора важно выбирать такую решетку, которая бы хорошо вписывалась в окружающий интерьер помещения, чтобы дизайн комнаты был завершенный.

Водяные обогреватели и их монтаж вовнутрь пола

Наиболее популярные встроенные в пол радиаторы отопления – водяные. Особенностью их является подключение к централизованной системе отопления дома, откуда в нее и поступает теплоноситель.

В отличие от электрических конвекторов отопления (а такие радиаторы также часто применяются для установки внутри пола), водяные отличаются своей повышенной производительностью, надежностью и универсальностью.

Фото водяного встроенного радиатора отопления

На сегодняшний день отечественный рынок богат предложениями разнообразных водяных внутрипольных батарей отопления.

При этом классифицировать батареи данного плана можно по нескольким параметрам:

  • Конструкция. Как правило, встраиваемые радиаторы отопления могут выполняться в корпусе или без оного. В первом случае монтаж оборудования довольно простой – ящик (корпус в сборе, длиной 900-3000 мм) устанавливается в заранее подготовленный желоб пола или фальшпол. В то же время, если говорить о тех батареях, которые не имеют корпуса, то перед установкой следует обязательно продумать варианты их крепления. К тому же, придется позаботиться о качественной теплоизоляции углубления под радиатор, ведь в противном случае часть тепла будет уходить через пол;

Совет. В качестве теплоизоляционных материалов можно использовать любые предложения отечественного рынка. Главное требование – устойчивость к высоким температурам и низкий коэффициент теплопроводности.

  • Материалы. Для корпуса в большинстве случаев используется сталь, как неотделанная, так и окрашенная. Что же касается самих батарей отопления, то они могут быть стальными (бюджетный вариант) или же изготавливаться из более дорогих материалов, как-то медь или алюминий.

Медно-алюминиевый встроенный радиатор для системы отопления

Следует отметить, что медный и алюминиевый радиатор отопления в полу хоть и имеют несколько более высокую стоимость, но такая цена вполне оправдана, ведь эксплуатационные характеристики оборудования намного выше, чем у стальных. Причина кроется в хорошей теплопроводности цветных металлов, их устойчивости к негативному воздействию коррозии;

  • Дизайн. Отечественный рынок предлагает массу различных вариантов отделки внутрипольных радиаторов. На нашем сайте есть фото и видео подобных систем отопления, на которых видно все их красоты и оригинальность стиля. Видимая часть внутрипольной батареи отопления (а именно решетка), могут окрашиваться в самые различные цвета, что позволяет подобрать определенный вариант для каждого интерьера.

Преимущества радиаторов, встраиваемых в пол

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

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

Установленный в пол радиатор отопления

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

Монтаж радиатора отопления встроенного в пол

Особенности радиаторов

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

Различный дизайн решетки радиатора встроенного в пол

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

Разновидности приборов по принципу работы

Радиаторы отопления, которые устанавливаются в пол, работают так же, как обычные напольные конвекторы.

Обогрев помещения возможен благодаря циркуляции воздуха. Нагретые массы поднимаются в верхнюю часть помещения. Холодный воздух перемещается в корпус прибора, где нагревается. Такая циркуляция обеспечивается несколькими способами:


Принцип работы внутрипольного конвектора

  • естественная конвенция. Циркуляция воздуха обеспечивается без дополнительного вмешательства. Такие приборы будут эффективными в помещениях с небольшой площадью. Они чаще всего используются в качестве дополнительного источника отопления, поскольку не отличаются высокой мощностью;
  • принудительная конвенция. Система дополнительно оборудуется тангенциальным вентилятором, который улучшает циркуляцию воздуха. Такие приборы могут использоваться в качестве основного источника отопления благодаря своей высокой мощности.

Как выбрать

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

При выборе встраиваемых батарей с теплоносителями требуется учесть многие факторы.

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

Однотрубная и двухтрубная разводка системы отопления.

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

Преимущества и недостатки напольной системы отопления

Не смотря на то, что существуют конвекторы отопления водяные, газовые и электрические, мы проанализируем самые широко распространенные. Такими на сегодняшний момент являются водяные радиаторы.

Преимущества систем напольного отопления, реализуемых водяными конвекторами:

  1. Комфорт. По теплому полу всегда приятно ходить. Теплоотдача происходит с большой площади и заметна даже при низкой температуре отопления.
  2. Площадь нагревается равномерно, а это говорит и о равномерном отоплении. В помещении с напольным радиатором комфортно находиться везде: и возле окна, и посреди комнаты, и возле двери.
  3. Эффективное распределение температурного режима по всей высоте комнаты.
  4. Экономичность. Напольное отопление, благодаря выверенной технологии, позволит экономить значительное количество денежных средств.
  5. Гигиеничность. Циркуляция воздуха отсутствует, значит уменьшаются сквозняки, что минимизирует количество циркулирующей пыли.
  6. Эстетичность. Все нагревательные элементы не видны, что дает большое преимущество при оформлении комнаты. В таких помещениях можно применять любые дизайнерские решения.

Для более объективной оценки всегда стоит обратиться и к «обратной стороне медали».

К характерным недостаткам такой системы можно отнести следующее:

  1. Напольное отопление нельзя реализовать в многоэтажных домах с однотрубными системами отопления. Если такие попытки и предпринимаются, то температура пола достигает 45 градусов. А это значит, что ступить на него можно только в обуви.
  2. Необходимость цементирования и дополнительного изолирования приводит к необходимости увеличить толщину пола на 13-15 см. 3. Стоимость реализации напольного отопления, если сравнивать с традиционным, намного выше.

Разновидности моделей

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

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

Нестандартные виды и размеры радиаторов.

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

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

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

Термостат для батареи отопления

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

Рекомендации специалистов по монтажу

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

Требуется приобрести все необходимое оборудование.

Монтаж встраиваемых в пол радиаторов

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

Последний штрих — укладка наружной решетки на пол.

Радиатор встроенный в пол

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

Монтаж

Для продления срока эксплуатации приборов отопления и обеспечения продуктивного обогрева помещения и при этом не понести больших расходов. При установке радиаторов отопления в полу требуется обратить внимание на некоторые детали. Например, на размер давления в отопительной системы. Подобные модели отопления чаще всего устанавливают в загородных домах. В них устанавливают оборудование, которое не рассчитано на то, чтобы работать под давлением, обеспеченное городской системой система центральной подачи тепла. Если принято решение об установке такой системы отопления – то в первую очередь необходимо руководствоваться параметрами давления и температуры. При подборе радиатора отопления требуется помнить о том, что для обеспечения эффективного отопления в загородном доме достаточно обеспечить давление 3 бар.

Если возникло желание обустроить такую систему управления в много квартирном доме, то надо помнить о том, что в многоэтажном доме рабочее давление в системе отопления может достигать 15 бар. Важно не промахнутся и с мощностью прибора. Такой расчет отличается сложностью и его выполнить под силу инженеру-теплотехнику. Но существует народный способ, то есть на 10 кв.м. потребуется 1 кВт мощности. Домовладелец должен понимать, что чем больше комната, тем мощнее должен быть нагреватель.

При обустройстве ложа, в котором будет установлен нагреватель требуется руководствоваться размерами кожуха нагревателя.

Шаг 1

На первом этапе требуется подвести трубопровод для подведения теплоносителя. На этом же этапе выполняют подведение электрической проводки.

Шаг 2

В процессе установки внурипольного нагревателя потребуется залить стяжку. При этом требуется учесть размер канала под монтируемый отопительный прибор.

Шаг 3

В подготовленное ложе, установить нагреватель. В пространство между нагревателем и стеной ложа уложить теплоизолятор. С использованием регулировочных болтов выровнять прибор по горизонтали.

Шаг 4

На этом этапе производят укладку финишного покрытия. После этого можно подключать трубопроводы и электричество.

Шаг 5

Для повышения качества тепловой изоляции, цели, образовавшиеся между кожухом прибора и стенами ложе применяют силиконовый герметрик.

Недостатки

Конвекторы встраиваемые в пол.

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

Достоинства и недостатки

По сравнению с аналогичными отопительными приборами настенного или напольного монтажа они ничем не лучше и не хуже. Основное их преимущество — скрытая установка, которая дает простор для дизайнерских решений. Тем не менее, для панорамного остекления или для обогрева витрин — это наилучший выбор.

Недостаток — более высокая цена по сравнению с аналогичными приборами той же мощности. И выше в несколько раз. Причем высокие цены не только на оборудование, но и на установку: она значительно сложнее, чем для обычных моделей.

При установке такого типа оборудования трубы подводки неизбежно должны быть в полу. Это популярное решение, но с технической точки зрения очень спорное. К тому же для скрытой установки требуется поднимать пол, что позволяют далеко не все помещения. Тем не менее, радиаторы отопления в полу — популярная сегодня тенденция. И если вам не пугают все сложности — делайте внутрипольный обогрев.

Батареи будущего невесомы и невидимы

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

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

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

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

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

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

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

автомобилей Tesla будущего будут использовать батареи для конструкции оболочки

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

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

Тесла

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

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

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

Глава силового агрегата Tesla Дрю Баглино и Илон Маск.

Тесла

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

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

эффективных батарейных отсеков начинаются на первом этаже

Есть один простой способ определить, насколько эффективно работает аккумуляторная - просто взгляните вниз.

Полы в аккумуляторных помещениях с ямками, трещинами или неровностями могут многое рассказать вам о работе в целом, а то, что они говорят, нехорошо.

Чтобы каждый раз безупречно менять аккумулятор, вам действительно нужен безупречный пол в аккумуляторном отсеке. Вот почему:

  • Устройствам смены аккумуляторов для вилочных погрузчиков требуется идеально ровная, ровная поверхность

    , чтобы безопасно выдерживать вес промышленных батарей, который может составлять до многих тысяч фунтов. Это особенно важно, если на вашем предприятии батареи хранятся в многоярусных стойках.

    Согласно исследованию, опубликованному в журнале Concrete International , расстояние, на которое они наклоняются, может увеличиваться в три или четыре раза. Чрезвычайно неровный пол может привести к тому, что устройство смены аккумуляторов прислонится к стойке, что является дорогой и опасной перспективой.

  • Неидеальные полы вызывают больший износ как аккумуляторного оборудования, так и вилочных погрузчиков.

    Неровные участки со временем могут буквально разнести ваш погрузчик на куски (или, по крайней мере, расшатать ключевые детали, что так же плохо).

    Неровный пол увеличивает нагрузку на каждое движение вашего оборудования, что значительно увеличивает требования к техническому обслуживанию. Согласно Concrete International , некоторые компоненты особенно уязвимы к вибрации от чернового пола. Если ваш пол не идеален, ожидайте, что в запасе будет много дополнительных колесных и осевых подшипников, деталей с скользящей посадкой и втулок механизма выдвижения.

  • Замена батареи на поврежденных полах занимает намного больше времени.

    Водители погрузчиков должны двигаться медленнее и осторожнее при перемещении по неровным участкам или полом с ямками. Еще хуже обстоят дела с черновыми полами с машинами для смены аккумуляторов, которые работают без амортизаторов для максимальной устойчивости.

  • Отраслевая публикация Material Handling & Logistics сообщает, что промышленные транспортные средства теряют 1,5 секунды на каждый дефект, который им приходится преодолевать. Если ваши полы не идеальны, вы теряете время на каждой замене батареи.

  • Независимо от того, насколько аккуратно вы обращаетесь с аккумуляторами вилочного погрузчика, в каждой аккумуляторной комнате время от времени случаются утечки или капли электролита.

    Если ваш пол не является кислотостойким, в мгновение ока вы обнаружите ямы и щели, которые, скорее всего, будут скапливаться прямо на пути вашего устройства смены аккумуляторов.

    Это явление хорошо известно; настолько, что OSHA включила это в нормативный акт. CFR 1926.441 (a) (4) требует, чтобы пол в аккумуляторных помещениях был «кислотоустойчивой конструкции, если не защищен от накопления кислоты.”

Если вы заметили какие-либо признаки износа пола в аккумуляторной, самое время действовать. BHS предлагает полный четырехэтапный процесс укладки полов для бесперебойной работы вашего автопарка. Подрядчики BHS начинают с цифрового измерения полов и шлифовки неровностей до тех пор, пока они не превзойдут жесткие требования к плоскостности. Затем добавляют слой эпоксидного раствора, который покрывают грунтовкой. Наконец, они наносят верхнее покрытие, устойчивое к кислотам, химическим веществам, истиранию и ударам.В результате получился пол аккумуляторной, который позволит вам менять батареи максимально быстро и безопасно.

Артикул:

«Аккумуляторы и зарядка аккумуляторов - 1926.441». OSHA . Управление по охране труда и технике безопасности, Министерство труда США, n.d. Интернет. 24 ноября 2015 г.

Фудала, Дэвид. «Понимание и определение F-Min.» Concrete International (2008): 52-6. ProQuest. Интернет. 24 ноября 2015 г.

Сапожник, Кен С.«Как этаж может стоить миллионы». Управление транспортировкой материалов (2007): 62-11. Пентон, 1 ноября 2007 г. Web. 24 ноября 2015 г.

История изобретения, которое может произвести революцию в батареях - и, возможно, также в производстве в Америке - Quartz

Мир требует супер-батареи.

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

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

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

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

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

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

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

Это история того, как это произошло.

Киран Кеснер для Quartz.

батареи 24М.

Производство - новые горизонты инноваций

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

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

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

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

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

Киран Кеснер для Quartz

Йет-Мин Чан, основатель 24M.

Рождение идеи

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

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

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

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

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

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

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

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

Целью Чанга является снижение производственных затрат ниже 100 долларов за киловатт-час.Это позволило бы строить запускаемые заводы с гораздо меньшими затратами на внедрение инноваций. И это также создало бы настоящую конкуренцию с бензином.

AP Photo

Кассетная лента - невероятное происхождение батарей.

Неуклюжая унаследованная батарея.

Причина, по которой фабрики по производству аккумуляторов такие огромные, и почему бизнес-модель Чанга, кажется, обоснована, восходит к случайному событию, связанному с рождением литий-ионных аккумуляторов.

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

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

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

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

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

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

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

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

Киран Кеснер для Quartz.

Сотрудник 24М проверяет ленточный конвейер производства аккумуляторов. Киран Кеснер для Quartz.

Движение по потоку

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

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

Benboy00 через Wikimedia Commons / CC 3.0

Схема проточной батареи окислительно-восстановительного потенциала.

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

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

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

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

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

Компания работала в скрытом режиме, поэтому публично обнародовалось мало. Но в статье 2011 года в журнале Advanced Energy Materials Дудута объяснил увеличение плотности энергии на порядок за счет «полутвердого» подхода к потоку - литий-ионной батареи, которая работает через «просачивающиеся сети проводников нанометрового размера».«Теперь, для всего мира, последний стартап Чанга представлял собой донкихотскую охоту за мощной потоковой батареей.

Но это скоро изменится.

Киран Кеснер для Quartz.

24 миллиона сотрудников работают на станке, который способствует производству аккумуляторов.

Экономическое затруднение

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

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

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

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

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

Киран Кеснер для Quartz.

Чан в диспетчерской, где сотрудники одеваются перед выходом на работу.

Момент, когда все это развалилось

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

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

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

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

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

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

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

«Да», - ответил Картер.

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

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

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

Киран Кеснер для кварцевых батарей

в своих блоках на 24M.

Начиная с нуля

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Киран Кеснер для Quartz.

Машина размером с холодильник, лежащая в основе производственного процесса 24M.

Что это значит для производства

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

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

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

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

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

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

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

Киран Кеснер для Quartz

24 млн сотрудников, работающих в лаборатории Кембриджа.

Дорога вперед

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

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

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

Chiang кажется неоднозначным, поскольку 24M начинает раскрывать, чем она занималась все эти годы. До сих пор вся отрасль имела единое представление о том, как производятся батареи. Собственные соперники Чанга до сегодняшнего дня были убеждены, что он участвовал в надуманном крестовом походе по поиску батарей потока.

Но теперь, если они внимательно посмотрят на то, что он на самом деле делает, и примут его подход, они могут попытаться скопировать его. «Если вы раньше не смотрели показ фильма, у вас нет уверенности, что он может быть снят», - сказал он.Но быть на шаг впереди - тоже часть стартапов.

Magna ломает землю на заводе для аккумуляторных отсеков Hummer EV

GM работает со своим поставщиком, Magna, над созданием аккумуляторных отсеков для своего грядущего электромобиля Hummer. Ожидается, что объект площадью 345 000 квадратных футов добавит 300 рабочих мест в городе Сент-Клер в течение следующих 5 лет.

«Вывод на рынок этой новой технологии аккумуляторных отсеков - еще один пример способности Magna предоставить автопроизводителям полное системное решение, поддерживающее их стремление к снижению выбросов в будущем», - сказал Джон Фаррелл, президент Cosma International, группы кузовов и шасси Magna.«Движение к электрификации позволяет нам переосмыслить то, что возможно, и продемонстрировать, как мы можем использовать наши основные сильные стороны, чтобы продолжать предлагать клиентам инновационные решения, которые помогают им в достижении их целей, какими бы сложными они ни были».

Автомобили с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) не нуждаются в специальном отсеке для их приводных систем. Двухбарьерный брандмауэр встроен в пространство между пассажирским салоном и пространством под капотом, поэтому моторный отсек фактически является лишь частью кузова автомобиля.Двигатели и трансмиссии крепятся непосредственно к кузову или раме и подключаются к системе подвески автомобиля. Большинство транспортных средств открыты для воздуха под капотом, что обеспечивает приток воздуха и легкий доступ для обслуживания. Некоторые новые автомобили оснащены пластиковым дефлектором воздуха, но он не является воздухо- и водонепроницаемым.

Электромобиль не может обойтись без такого подхода. Домашние мастера, занимающиеся переоборудованием, часто располагали аккумуляторные батареи под капотом автомобиля там, где раньше был двигатель ДВС, но автопроизводителям приходилось искать способы, чтобы вода, соль и другие нежелательные загрязнения не попадали на клеммы и разъемы аккумулятора.Когда автомобиль строится с нуля для работы от аккумуляторов, важно, чтобы аккумуляторный отсек был как можно ниже, чтобы получить наилучший центр тяжести, поэтому отсек обычно крепится к нижней части кузова транспортного средства.

Это придает батарейному отсеку сложную форму. Мало того, что он должен быть сделан так, чтобы батареи были низко закреплены на днище автомобиля, но он также должен быть жестким и достаточно прочным, чтобы выдерживать весь вес аккумуляторов. Чтобы сделать и то, и другое, необходим сложный дизайн.Это не просто металлические коробки.

Учитывая требование не допускать попадания влаги и коррозионных веществ, коробка должна быть запечатана, но есть вещи, которые должны входить и выходить. Электричество является очевидным, и проводка должна каким-то образом проникать в коробку. Для проведения технического обслуживания необходимо, чтобы в этом месте можно было отсоединить провода, но заглушки и отверстия, идущие в батарейный отсек, должны быть водонепроницаемыми.

Если вам не нужны проблемы, которые были у Nissan LEAF, вам также понадобится жидкостное охлаждение аккумулятора.Это означает, что трубы от водяного насоса и какого-либо радиатора должны входить и выходить из отсека, и эти отверстия также должны быть водонепроницаемыми.

Также неплохо иметь какой-то аварийный доступ для отключения высокого напряжения блока в случае аварии или необходимого обслуживания / ремонта.

Все это должно быть объединено в один согласованный пакет, который можно удалить, если автомобиль потребует какого-либо обслуживания или отзыва в будущем. Сотни или тысячи аккумуляторных элементов, их модули, проводка, электроника управления аккумулятором, электроника для зарядки и охлаждающие пластины / трубы должны быть собраны в один объект, который аккуратно прикрепляется болтами к днищу автомобиля.

Итак, нет, Magna - это не просто ящик. Это объект, почти такой же сложный, как ДВС, и потребуется много работы, чтобы запустить его в промышленном масштабе и отправить в GM для установки в автомобиль. Батарейные элементы от GM и завода по производству аккумуляторов LG Chem Ultium должны будут быть помещены в эти корпуса вместе со всеми их внутренними внутренностями, но я не уверен, будут ли построены только корпуса на новом заводе Magna или они будут также занимаюсь сборкой пакетов.

Magna давно занимается строительством других типов сооружений.Аккумуляторные батареи являются новинкой для большинства производителей, но такие вещи, как напольные поддоны, колесные арки и другие конструкции, производятся уже давно. Создание этих аккумуляторных шкафов - самое подходящее для них дело. Они говорят, что могут сделать их из стали, алюминия или любого другого металла, необходимого для работы.

«Эти инвестиции Magna создадут отличные рабочие места для талантливой рабочей силы нашего штата, поскольку мы продолжаем реализовывать наш план Michigan Back to Work, чтобы вернуть жителей штата Мичиган на ноги», - сказала губернатор Гретхен Уитмер.«Это объявление подтверждает, что штат Мичиган трансформируется вместе с автомобильной промышленностью, чтобы обеспечить проектирование, разработку, тестирование и производство нового поколения средств передвижения и электрификации прямо здесь, в нашем штате».


Цените оригинальность CleanTechnica? Подумайте о том, чтобы стать участником, сторонником или представителем CleanTechnica - или покровителем Patreon. У вас есть совет для CleanTechnica, вы хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.

Новый подкаст: Прогнозирование продаж электромобилей и цен на батареи и металл для электромобилей - Интервью с руководителем отдела исследований чистой энергии BloombergNEF

Приближается аккумулятор на миллион миль. Вот почему это важно - вторник, 23 июня 2020 г. - www.eenews.net

Tesla Inc., General Motors Co. и одна из крупнейших китайских компаний по производству аккумуляторов приближаются к рубежу, столь же важному, сколь и загадочному. Они хотят производить аккумуляторы для электромобилей, способные работать на миллион миль.

Миллион миль? Что это значит в мире, где автомобиль считается марафонцем, если он падает замертво на 200 000 миль? На что будут потрачены дополнительные 800 000 миль?

Автолюбители, защитники электромобилей и эксперты по аккумуляторным батареям, опрошенные для этой статьи, сказали, что это действительно большое дело по некоторым причинам, которые на первый взгляд не очевидны.

"Это скачок. Кому сейчас нужна батарея на миллион миль?" - сказал Майкл Харли, исполнительный редактор «Синей книги Келли», устанавливающей ценности для подержанных автомобилей.Но, добавил он, «это меняет правила игры».

То, как используются автомобили и их цена, может претерпеть невероятные изменения. Препятствия между транспортом и электросетью могут быть устранены. А покупка одного электромобиля может длиться буквально всю жизнь.

Слово об электрическом ультрамарафонце пришло из нескольких источников.

С начала 2019 года Илон Маск, генеральный директор Tesla, намекнул, что батарея на миллион миль является частью плана компании. Это может быть частью долгожданного Дня батареи, когда Маск, как ожидается, расскажет о следующих шагах Tesla по хранению энергии ( Energywire , 26 мая).Вчера Маск перенес мероприятие на 15 сентября.

Затем в прошлом месяце General Motors заявила, что его проведение почти готово. А две недели назад председатель китайского гиганта по производству аккумуляторов Contemporary Amperex Technology Co. Ltd. Цзэн Юйцюнь сказал Bloomberg: «Если кто-то разместит заказ, мы готовы производить».

Концепция была проверена только в лаборатории, а не в массовом производстве автомобилей, что намного сложнее. И нужно записать много миль, прежде чем кто-либо сможет точно знать, как долго эти батареи выдерживают.

Тем не менее, со многих точек зрения, это может быть разработка, которая противоречит ожиданиям от автомобиля.

Вот три способа, которыми батарея на миллион миль может преобразовать автомобили и электричество.

Первое и самое интригующее для водителей - это то, как технология может изменить ожидания относительно того, как долго автомобиль будет оставаться на связи. Чтобы понять это, нужно понять, почему автомобили умирают сейчас и что может измениться с аккумулятором на миллион миль.

«Мало кто из автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, если вообще будет, сможет продержаться более 150 000, 200 000 миль, прежде чем вам придется их ремонтировать», - сказал Харли.

После этой точки на одометре вероятно, что критически важная шестеренка механизма автомобиля выйдет из строя из-за явной усталости, даже если она была в хорошем состоянии. Часто это неэкономично, потому что есть вероятность, что скоро что-то сломается. Возможны следующие варианты: капитальный ремонт, который обходится дорого, или поездка в один конец на свалку металлолома.

Введите аккумулятор на миллион миль.

Подробности этого всплыли в прошлогодней исследовательской статье Джеффа Дана, исследователя аккумуляторных батарей из Университета Далхаузи в Новой Шотландии.Группа Дана завершает пятилетнее сотрудничество с Tesla по батареям. Если это будет подтверждено на заводе, Dahn совершит прорыв в том, как аккумулятор работает.

В электромобилях

используются литий-ионные батареи, как в вашем ноутбуке или телефоне. Они могут длиться вечно, но это не значит, что пользоваться старым доставляет удовольствие. Любой, у кого был мобильный телефон, знает, что после того, как батарея разрядится, она не сможет прослужить и дня, и ее нужно постоянно включать в розетку. В автомобиле эта изношенная батарея означает, что вы путешествуете все меньше и меньше с каждым зарядом.

Каждый заряд и разряд батареи, каждое движение электронов от анода к катоду и обратно вызывает микроскопические повреждения элемента батареи.

Эта механическая усталость и электрохимический износ, помноженные на тысячи ячеек в батарее электромобиля, а также пребывание в жарких летних днях и морозных зимних ночах, в сумме усугубляют долгосрочный ущерб, который ослабляет каждый цикл.

«Концепция батареи на миллион миль - это на самом деле описание срока службы батареи», - сказал Джейсон Бервен, вице-президент по политике в Energy Storage Association.«Сколько лет батарея работает при номинальной емкости или близкой к ней?»

Исследование Дана продемонстрировало, что аккумуляторная ячейка выполнила 5000 циклов, сохранив при этом около 90% своей номинальной емкости - намного лучше, чем у других конструкций. Другими словами, технология оставалась активной, обеспечивая эквивалент ежедневной зарядки в течение почти 14 лет.

Благодаря этим возможностям аккумулятор «прослужит очень долго, сверх срока службы автомобиля», - сказал Сунил Чая, эксперт по энергетике и автомобилестроению из Исследовательского института электроэнергии.

Также возможно, что остальная часть электромобиля окажется нетронутой - или, по крайней мере, прослужит намного дольше, чем водители привыкли сегодня.

Интересным для Harley of Kelley Blue Book и других является то, что электромобиль может продержаться значительно дольше, потому что есть меньше вещей, которые нужно сломать. «Ни смазочных материалов, ни очков, ни испарителей, ни конденсаторов, ни свечей зажигания», - сказал Харли. Ни ремней, ни шлангов, ни трансмиссии тоже.

Так может ли электромобиль с новым ультрамарафонским аккумулятором проехать миллион миль? И этого ли хотят водители?

«Вы хотите, чтобы пара обуви прослужила вам всю оставшуюся жизнь? Что, если кто-то скажет:« За 300 долларов вы можете получить пару Converse All Stars, в которых мы можем похоронить вас »?» - спросил Харли.«Хотят ли люди покупать автомобили, которые прослужат всю оставшуюся жизнь?»

У этой гипотезы есть ответ.

«Я так не думаю», - сказал он, сославшись на новизну и волнение, которые приносит запах новой машины. «Я не думаю, что сегодня клиенты готовы к автомобилю на миллион миль».

И даже если бы они были, вполне возможно, что автопроизводители сочли бы такой автомобиль бесполезным для их чистой прибыли, если не просто настораживающим.

«Готов ли Ford построить последний F-150 для всех во всем мире?» - спросил Харли."Что это за бизнес-модель?"

Традиционно препятствием для водителей к покупке электромобилей - и всех связанных с этим преимуществ для климата - является беспокойство о батарее.

«Нам часто задают вопрос:« Сколько это будет стоить, если мне понадобится заменить батарею? », - сказал Джоэл Левин, исполнительный директор Plug In America, некоммерческой организации, которая продвигает внедрение электромобилей. "Это вызывает большое беспокойство. Люди ожидают, что батарея мобильного телефона разрядится, когда они ее используют, и они беспокоятся о том, что это произойдет с их автомобилем.«

Аккумулятор на миллион миль» переворачивает его с ног на голову, - сказал он. «Автомобиль стоимостью 80 000 долларов кажется довольно дешевым, если вы можете проехать на нем в пять раз больше». Сегодняшние батареи для электромобилей будут оставаться в хорошем состоянии, не говоря уже о пробеге в миллион миль.

Маск утверждал, что Tesla Model 3 может протянуть от 300000 до 500000 миль. По оценке Чхая из EPRI, современные хорошо спроектированные модели могут выдержать от 500000 до 600 000 миль, хотя он не может быть уверен.

«Сегодня никто не ездил на электромобилях так далеко», - сказал он.

Но даже в отсутствие обещания на миллион миль электромобили уже меняют математику подержанных автомобилей.

Эмпирическая оценка Kelley Blue Book, согласно которой автомобиль теряет половину своей стоимости через два года, пересматривается в случае электромобилей, сказал Харли. Компании пришлось «полностью переоценить и заново установить нашу цену на подержанный электромобиль, потому что он служит намного дольше, чем автомобиль с двигателем внутреннего сгорания."

Чхая занимает выжидательную позицию и хочет независимого подтверждения того, что, по словам Университета Далхаузи, он может сделать.

Синтез элемента батареи в условиях лаборатории - это одно дело. батарейный блок, и массовое производство их, чтобы они были достаточно прочными, чтобы проехать миллион дорожных миль, - это нечто другое.

Другая часть исследования Дана может изменить стоимость батарей и, соответственно, снизить стоимость электромобилей.

За свои 5000 циклов экспериментальный аккумуляторный элемент был полностью заполнен и разряжен, этот показатель известен как полная глубина разряда.Современные аккумуляторы электромобилей повреждаются при полной разрядке. Чтобы этого избежать, они запрограммированы ограждениями вокруг того, сколько сока фактически используется. «Около 20-25% энергии переносится без реального использования», - написал Чхайя в электронном письме.

Батарея, которая удаляет такие ограждения, могла бы быть соответственно меньше, легче и дешевле.

«Речь идет больше о стоимости, чем о чем-либо», - сказал Бервен из ЕКА. «Все сводится к тому, сколько циклов вы можете получить при тех же капитальных затратах.«

Экономические выгоды для электромобилей на этом не заканчиваются.

Часть стоимости любого транспортного средства для клиента составляет стоимость гарантии - заверение производителя в том, что детали будут заменены в течение определенного периода времени после покупки. Для электромобилей эта гарантия включает аккумулятор, который на сегодняшний день является самым дорогим компонентом.

Например, GM дает гарантию на свои электрические Chevrolet Bolt и Nissan Motor Co. на полностью электрические Leaf в течение восьми лет или 100000 миль, в то время как Tesla дает гарантию на свои автомобили на восемь лет и неограниченное количество миль.

Отказ от гарантии был бы для производителя вздохом облегчения.

«Если вы думаете об этом, если у вас есть батарея на миллион миль, вам больше не нужно этого делать», - сказал Мэтт Стэнберри, управляющий директор Advanced Energy Economy, некоммерческой организации, которая занимается вопросами энергетики. с автопроизводителями. «Вам не нужно планировать эти расходы, что означает, что вы можете снизить цену пакета для вашего клиента».

Эксперты отметили, что батарея на миллион миль изменит привлекательность электромобиля, в частности, для одной толпы: водителей грузовиков, водителей грузовиков и всех, кто накапливает мили.

У водителя Uber и оператора автопарка большие общие расходы. Они врезаются в землю на своих машинах быстрее, чем обычные водители, и их замена является серьезной статьей расходов при ведении бизнеса.

Но что, если на 800 000 миль автомобиль будет работать почти так же хорошо, как и на 80 000 миль? Затраты на замену могут быть устранены, что сделает электромобиль идеальным автомобилем с большим пробегом.

Еще один призыв касается того факта, что электромобили каждый день часами простаивают, но подключены к электросети.Может ли автомобиль заряжать аккумулятор и одновременно служить хранилищем энергии для сети?

Несмотря на свои обещания, этот подход, известный как интеграция транспортного средства с сетью или VGI, все еще находится на экспериментальной стадии. Одна из главных причин - недоверчивость автопроизводителей.

«OEM-производители [производители оригинального оборудования] действительно нервничают, что это приведет к дополнительному износу их аккумуляторов», - сказал Левин из Plug In America. «Если он будет ездить на велосипеде в три раза чаще, аккумулятор изнашивается.Тогда владелец батареи будет злиться на компанию, которая продала его им ».

Но добавьте несколько сотен тысяч миль долговечности к батарее, добавил Левин, и возможно, что беспокойство автопроизводителей и клиентов исчезнет.

«Это делает VGI намного более практичным», - сказал он.

А что, если машина рухнет, но батарея все еще гудит?

Электросеть может побудить эту батарею сделать вторую прибыльную карьеру ». аккумулятор используется в качестве сетевого актива, потому что вы больше не беспокоитесь о его использовании в транспортном средстве, сказал Бервен.

Обладая особыми возможностями, батарея на миллион миль может быть приспособлена, в частности, к одной работе: переключению возобновляемых источников энергии из одной части дня в другую.

Калифорния, например, сталкивается с проблемами, связанными с производством мегаватт солнечной энергии в середине дня, когда потребность в электроэнергии остается на парковке в вечернее время. По словам Бервен, способность этих батарей к длительному циклу работы может сделать их особенно полезными.

В целом перспектива батареи на миллион миль выглядит для аналитиков как швейцарский армейский нож, который никогда не ржавеет.

«Это очень интересно, - сказал Левин. «Это действительно большое дело».

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *