Принцип работы батареи: Принцип работы радиатора отопления

Принцип работы радиатора отопления

Как работает радиатор отопления?

Отопительный радиатор стоит в каждом доме, однако далеко не все пользователи знают, как работают такие системы. Между тем знать об этом важно, чтобы выбрать оптимальную для своей квартиры батарею.

Общие принципы работы отопительных радиаторов

Подходы к отоплению в системах отличаются, но есть общие принципы, по которым работают все радиаторы:

• В систему подается теплоноситель, чаще всего им служит горячая вода.
• Теплоноситель нагревает поверхность радиатора.
• Нагретая батарея передает тепло в пространство помещения.
• Постепенно теплоноситель остывает, после чего перетекает в общую систему, где проходит повторный нагрев.

Это упрощенный принцип работы, схема распределения тепла в различных радиаторах будет отличаться.

Как работают батареи из чугуна

При подключении радиаторов, изготовленных из чугуна, наиболее часто используется односторонняя схема. То есть нагретая вода подается и возвращается в общую систему с одной стороны. Выглядит это так:

• Нагретая вода подается в радиатор.
• Вода остывает, благодаря физическим процессам перетекая по конструкции батареи.
• Теплоноситель вытекает в другую трубу, попадает обратно в общую систему.

Это наиболее простая схема. Для существенного нагрева и поддержания оптимальной температуры требуется значительный объем теплоносителя. Однако такие радиаторы медленнее остывают, способны долго сохранять тепло даже при экстренном отключении отопления. Также чугун нетребователен к качеству теплоносителя, однако не способен выдерживать сильные гидроудары, которые нередко случаются в центральных системах отопления.

Как работают батареи из стали, алюминия и биметаллические модели

Данные радиаторы могут подключаться по различным схемам, а работа их также основана на передаче тепла в окружающее пространство.

В отличие от чугунных, такие типы батарей требуют минимум теплоносителя (примерно 350 г), что не только упрощает монтаж и демонтаж, но и делает их экономичными.

Экономия теплоносителя происходит за счет тонкой трубки, по которой течет вода. При этом площадь соприкосновения с воздухом остается значительной, потому радиаторы из стали, алюминия или совокупности этих металлов отличаются лучшей теплоотдачей.

Примечательно, что биметаллические радиаторы характеризуются более высоким коэффициентом теплоотдачи. Высокие показатели достигаются благодаря их устройству: теплоноситель перетекает по стальному сердечнику, который передает тепло алюминиевой оболочке (оболочка не контактирует с водой, потому защищена от коррозии).

Как работают вакуумные радиаторы

Нагрев при помощи вакуумной батареи отличается от всех озвученных выше типов, поскольку здесь используется принцип двойной теплопередачи.

Используемая в роли теплоносителя вода проходит наиболее короткий путь (по запаянной прямой трубе), что обеспечивает быстрый нагрев. С трубой контактирует жидкость внутри, которая и проводит тепло.

Непосредственно батарея – это герметичные секции, в которых нет воздуха, что не позволяет жидкости внутри системы быстро остывать. Из-за отсутствия воздуха жидкость закипает при более низкой температуре. Работает радиатор по принципу:

• Теплоноситель нагревает жидкость внутри батареи вплоть до кипения.
• Пар заполняет собой внутреннюю конструкцию, оседает в виде конденсата на её стенках, после чего перетекает вниз.
• Цикл нагрева повторяется.

Поскольку батарея нагревается равномерно, теплоотдача вакуумных систем крайне велика, а используемый объем теплоносителя мал.

---

Читайте так же:
Отзывы — биметаллические радиаторы
Отзывы — алюминиевые радиаторы
Отзывы — радиаторы отопления

Как подкачать давление в системе отопления

Не греют трубы, а вода из крана едва бежит? Исправит ситуацию насос для поднятия давления в системе отопления

Насосы, предназначенные для повышения давления в системе отопления, имеют единую конструкцию, которая включает в себя:

1. электродвигатель;
2. водяную помпу.

Электрическая часть агрегата надежно изолирована от воды. Корпус и детали помпы изготавливаются из высокопрочных материалов, не подверженных ржавчине:

• из чугуна;
• из керамики;
• из латуни;
• из нержавеющей стали.

Рабочий орган помпы — крыльчатка, она представляет собой диск с изогнутыми лопастями. Крыльчатка бывает двух типов:

1. открытого — лопасти закреплены на одном диске;
2. закрытого — лопасти заключены между двух дисков.

Устройство закрепляется на трубопроводе при помощи патрубков.

Принцип работы

Работа насоса основана на преобразовании энергии вращающегося вала с крыльчаткой в движение перекачиваемой жидкости. Если корпус помпы заполнен водой, то при подаче напряжения на электродвигатель тот приводит во вращение ротор с закрепленной на нем крыльчаткой.

Лопасти крыльчатки задают воде радиальное движение от центра. В результате в центральной части помпы создается область разрежения, а на периферии — область повышенного давления. Вследствие этого вода будет поступать под повышенным давлением в напорный патрубок.

Типы повысительных насосов

Повысительные насосы в зависимости от их характеристик разделяются на несколько групп:

• по типу управления;
• по допустимой температуре воды в трубах;
• по способу охлаждения;
• по способу установки.

Фото 1. Автоматический насос для повышения давления модели UPA 15-90, с мокрым ротором, производитель — «Grundfos».

Тип управления

По типу управления повысительные насосы разделяются:

• на автоматические;
• на ручные.

Автоматические аппараты устанавливаются в сетях с нестабильным напором. Устройства оснащены датчиками, которые автоматически включают электродвигатель при снижении давления в сети.

При ручном управлении аппарат включается и выключается принудительно. При этом необходимо следить за наличием воды в системе и температурой электродвигателя, чтобы избежать его перегрева.

Допустимая температура воды в трубах

Повысительные насосы для системы отопления должны работать при температуре до +90 °C. Большое количество моделей, представленных на рынке, выдерживают температуру лишь до +60 °C

. Такой аппарат, установленный в трубе отопления, быстро выйдет из строя.

Справка! При покупке повысительного насоса обращайте внимание на диапазон его рабочих температур.

Способ охлаждения

Приборы выпускают:

1. с сухим ротором;
2. с мокрым ротором.

В моделях первого типа перекачиваемая жидкость с ротором электродвигателя напрямую не контактирует.

Крыльчатка и электрическая часть двигателя разделены двумя уплотнительными кольцами, которые автоматически поджимаются с одной стороны пружиной, с другой — давлением воды.

В результате образуется герметичное соединение, не позволяющее воде попасть в электродвигатель. Охлаждение электродвигателя обеспечивается алюминиевым оребрением в небольших моделях или дополнительным вентилятором в крупных.

Внимание! Коэффициент полезного действия приборов первого типа

достигает 80%, но работа охлаждающих вентиляторов сопровождается шумом.

В моделях второго типа ротор электродвигателя напрямую контактирует с перекачиваемой жидкостью. Корпус электродвигателя со статором герметичен, а ротор с закрепленной на нем крыльчаткой находится непосредственно в перекачиваемой среде. Вода в данном случае играет роль смазки и охладителя.

Важно! Модели второго типа работают практически бесшумно, но их КПД — 50—55%.

Вам также будет интересно:

На трубопровод насосы устанавливают:

• горизонтально;
• вертикально;
• в любой из этих позиций.

Рекомендации по выбору

При выборе повысительного оборудования необходимо обращать внимание на следующие правила:

1. Мощность устройства определятся нагрузкой тепловой сети, которую оно предназначено обслуживать.
2. Допустимый уровень шума, издаваемого насосом, зависит от места установки. Жилые дома требуют установки тихих моделей, в подсобных помещениях этот показатель менее важен.
3. ? Выбор прибора зависит от диаметра труб, на которые он устанавливается.
4. Использование различных переходных штуцеров переменного сечения снижает эффективность работы системы отопления.
5. Максимально допустимая температура работы насоса не может быть ниже рабочей температуры системы отопления (до 90—95 °C).
6. ? Размеры аппарата определяют выбор места его монтажа.
7. Производительность агрегата должна соответствовать параметрам системы отопления.

Подбор мощности

В закрытой сети отопления частного дома нормальное значение давления составляет

1,5—2 атмосферы. Такое давление создается при помощи штатного циркуляционного насоса. В открытой отопительной сети, работающей при естественной циркуляции теплоносителя, давление не превышает 1 атмосферы. Тогда для правильного функционирования некоторых элементов сети необходимо это давление повышать.

Исходное значение мощности при выборе устройства — разница между существующим давлением в сети и давлением, необходимым для работы нужного элемента. Например, для функционирования теплого пола необходимо давление в 2 атмосферы, а давление в сети — 1 атмосфера. Тогда перед теплым полом устанавливают повысительный насос, увеличивающий давление в нем на

1 атмосферу.

Если полученным параметрам отвечают несколько различных моделей, то выбирают прибор с максимальным КПД.

Внимание! Излишняя мощность насоса приводит к большой нагрузке на элементы отопительной сети и их быстрому износу.

Установка в систему отопления

При установке нужно учитывать следующие вещи.

Выбор места и разметка

Эффективность работы насоса зависит от правильности его подключения. Если установить аппарат на общую магистраль, то давление повысится на всех ветках сети отопления.

На отдельных участках давление повысится незначительно, потому что общий объем труб создает слишком большое сопротивление.

Для значительного увеличения давления потребуется агрегат большей мощности, что отрицательно скажется на энергопотреблении и бесшумности.

Внимание! Эффективность работы повысительного насоса, установленного в общую магистраль, невелика.

Более предпочтительный вариант — установка агрегата непосредственно перед тем элементом, которому требуется поддержка давления:

1. перед котлом отопления;
2. перед системой теплого пола;
3. перед удаленной веткой системы отопления.

В других местах сети давление не изменяется. Даже установка нескольких отдельных агрегатов может оказаться более выгодной, чем монтаж одного мощного прибора.

Справка! Насос устанавливается в месте, позволяющем обслуживать устройство и, при необходимости, менять его.

В выбранном месте трубы размечается участок, в который будет выполнена врезка. Его длина определяется размерами аппарата с учетом переходных штуцеров и запорных кранов. Запорная аппаратура необходима для того, чтобы в дальнейшем имелась возможность легкой замены насоса при выходе его из строя. Запорные краны ставятся по обеим сторонам патрубков, образуя напорный узел.

Схема подключения

Монтаж напорного узла производится по следующей схеме:

• Выбранный участок отопления перекрывается, из него сливается вода.
• Труба обрезается по разметке.
• Торцы труб отопления подготавливаются к соединению с напорным узлом.

На металлических трубах нарезается внешняя резьба, на металлопластик устанавливаются фитинги, в пластиковые трубы ввариваются переходники с резьбой.

• В разрыв труб включается напорный узел.

Если работа повысительного насоса будет непостоянной, то соединение можно выполнить по байпасной схеме. Для этого напорный узел монтируется параллельно основной трубе, а в ней между точками врезки устанавливается запорный кран. В результате движение теплоносителя может происходить двумя способами:

1. По байпасу, когда кран на нем открыт, а краны на напорном узле закрыты. Насос при этом не работает.
2. Через напорный узел, когда краны на нем открыты, а кран на байпасе закрыт.

Важно! При монтаже необходимо следить, чтобы направление движения воды в трубах и направление работы повысительного насоса совпадали.

Герметизация соединений и проверка работы

Во время установки необходимо предусмотреть надежную герметизацию мест соединения, чтобы избежать течи при эксплуатации системы. Герметизация выполняется с использованием резиновых прокладок и ФУМ-ленты.

После окончания монтажа производится пробный пуск системы отопления при неработающем насосе. Все обнаруженные течи тщательно устраняются.

Подключение к электрической сети

Подключение к электрической сети лучше доверить специалистам. Они выполнят работы по следующей схеме:

1. В щитке для каждого насоса устанавливается отдельное устройство защитного отключения (УЗО).
2. От распределительного электрощитка протягивается отдельная трехжильная линия к месту монтажа.
3. Вблизи места установки насосного узла монтируется розетка, к которой и подключается насос.
4. Проводится испытание установленного повысительного насоса. Запускать его можно, только когда возобновится циркуляция воды в системе.

Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается, как происходит регулировка давления с помощью повысительного насоса марки «Oasis».

Подбор и установку повысительного насоса лучше поручить специалистам, имеющим большой опыт работы, навыки и профессиональные инструменты. Только они способны дать гарантию того, что выбранный аппарат будет выполнять свои функции, а смонтированные соединения не дадут течи.

Источник: https://ogon.guru/otoplenie/komponenti-sistemi/nasos/

Как проверить и настроить давление в расширительном баке

Расширительный бачок встраивается в закрытые системы отопления для выполнения следующих задач:

1Компенсация теплового расширения теплоносителя. При повышении температуры на каждые 100 °C объем воды в системе увеличивается на 4,33%. Давление в контуре системы растет и действует на внутреннюю поверхность труб и оборудования. Чтобы предотвратить разрушение системы отопления, на обратку котла производится монтаж расширительного бака, он наполняется «излишками» теплоносителя;

2За счет работы расширительного бачка гасятся гидроудары в системе отопления, которые возникают из-за воздушных пробок или резкого перекрытия арматуры. Чтобы гидроудар не повредил котел, бачок ставят на обратке, перед теплогенератором.

В продаже можно встретить два типа гидробаков — баллонного и мембранного (диафрагменного) типа. Первые чаще используются для холодного водоснабжения и окрашены в голубой цвет, вторые — красного цвета, применяются в системах отопления.

Настройка показателей в новом расширительном бачке перед пуском системы

Бак диафрагменного типа разделен мембраной. Одна из половин находится под давлением, в нее закачан воздух или азот. Уточнить этот параметр можно, посмотрев документы на бак. Предварительное (заводское) давление не обязательно будет оптимальным для работы контура. Этот параметр можно легко перенастроить. Производители предусмотрели это, оставив в корпусе его «воздушной» части золотник, с помощью которого можно регулировать напор воздуха.

Стоит учитывать, что все манометры показывают только избыточное давление. То есть, если при расчетах нужно воспользоваться понятием абсолютного давления, то к показаниям манометра всегда нужно прибавлять одну атмосферу (бар).

Начальное давление в расширительном баке выставляется на 0,2 атм выше давления теплоносителя в холодной системе, которое равно статическому напору контура. Определяется этот напор как расстояние по высоте между верхней точкой контура и серединой расширительного бака. Например, если высота системы отопления 8 м (2 этажа), то статистический напор будет равняться:

∆P = 0,8 атм (10 м = 1 атм), тогда давление в мембранном баке вычисляется так:

∆P + 0,2 = 0,8 + 0,2 = 1,0 атм (бар).

Ниже представлены последствия ошибочно выставленного давления:

• Бак перекачан. Например, в воздушной полости изначально выставлен показатель 3 бара при статическом напоре 1,5 бара. При запуске насоса напор теплоносителя изменится, но не сильно — в пределах 1 атм. Получается, что когда манометр у котла показывает максимум 2,5 бара, в воздушной части мембранного бака по-прежнему 3 бара. Такой настройкой сводится на нет вся компенсирующая способность мембранного устройства — воздух будет стремиться вытолкнуть теплоноситель из бачка.
• Показатели внутри расширительного бака занижены. В этом случае при заполнении закрытой системы вода или антифриз с легкостью продавит мембрану и заполнит собой всю емкость. При каждом повышении температуры, а с ней и напора, будет срабатывать предохранительный клапан. В таком случае расширительный гидробак также становится бесполезным.

Совет! Настройка первоначального давления воздуха была произведена правильно, но продолжают срабатывать предохранительные клапана системы отопления. Возможно, был выбран слишком маленький объем расширительного бака. Чтобы этого избежать, рекомендуется устанавливать бак, объем которого составляет не менее 10 % от общего объема теплоносителя.

Как измерить и отрегулировать давление в расширительном бачке

Давление в системе отопления контролируется манометрами, но в самой емкости нет штуцера под установку этого прибора. Однако есть ниппель, в который вмонтирован золотник для подкачки или выпуска воздуха. Он находится на стороне, противоположной подводу теплоносителя. Ниппель, по сути, является аналогом автомобильного, поэтому чтобы проверить этот параметр или отрегулировать его, можно воспользоваться обыкновенным автомобильным насосом со встроенным манометром.

На шкале автомобильного манометра значения указаны в МПа, тогда как напор в отопительном контуре дается в барах или кгс/см2. Перевести легко:

1 Бар = 1 атм = 100 000 Па = 0,1 МПа

Измерение давления автомобильным манометром:

1Нужно отключить котел и подождать 5-10 минут до полного прекращения циркуляции системы;

2Перекрыть запорные вентили на участке, где стоит гидробак. Слить воду через дренажный штуцер. Если мембранный бак встроен в котел, то перекрывается подача и обратка теплоносителя;

3Открутить колпачок ниппеля и подсоединить к нему насос;

4Накачать воздух до 1,5 атм и подождать пока с мембранного бака не выльются остатки теплоносителя, после чего снова спустить воздух;

5Перекрыть запорную арматуру и насосом довести давление в мембранном баке до рекомендуемого в разделе выше. Если бак перекачан, нужно стравить лишнее через золотник;

6Снять насос, накрутить колпачок на ниппель и перекрыть сливной штуцер. Открыть отсекающую арматуру и добить в систему отопления воду через кран подпитки;

7Проверить, правильно отрегулирован напор воздуха или нет, легко. При достижении котлом рабочих параметров стрелка манометра не прыгает, давление набирается плавно без скачков.

Источник

Источник: http://stroymaster-base.ru/otoplenie/kak-proverit-i-nastroit-davlenie-v-rasshiritelnom-bake.html

Давление в двухконтурном котле то падает, то повышается, что делать

Всем привет! На связи автор сайта Blogvp.ru, Виталий!
Думаю вы согласитесь с тем, что не очень весёлое занятие остаться без отопления и горячей воды в зимние деньки. А такая перспектива в моём доме выпадала несколько раз. О том как я с этим боролся и какие знания в этом деле приобрёл, я и хочу поведать.

В моём доме, лет примерно шесть, над созданием уюта трудится газовый двухконтурный настенный котёл ARISTON CLAS 24 FF. Несомненно вещь крайне удобная, тот кто пользовался например газовыми колонками годов так начала девяностых, тот поймёт.

Но, как говорится, ничего вечного нет, а потому рано или поздно, приходится сталкиваться с отказом техники выполнять предназначенную работу.

И хотя я так сказать практиковался на своём Аристоне, некоторые неисправности будут общими для любого котла. Итак, к делу.

Давление в котле медленно падает, приходится периодически добавлять воду в котёл

Сперва рассмотрим случаи, когда давление всё время падает. Это довольно частая проблема — проявляется она в том, что давление в системе отопления медленно понижается и когда оно опускается ниже нормы, некоторые модели котла отключаются.

Есть две причины почему такое может происходить.

 Утечка в системе отопления

Элементарная утечка теплоносителя из труб или прохудившихся радиаторов, а в качестве теплоносителя чаще всего что? Правильно вода!

Поверьте! Такую утечку, в отопительный сезон, обнаружить непросто, а дело в том, что вы не увидите на полу лужу, ну разумеется если только это не серьёзная протечка.
Чаще всего это будут просто капельки и эти капельки вы не увидите, поскольку с нагретых труб они быстро испаряются.

В результате, медленно, но верно давление будет падать. Вы раз за разом подливаете воду и этим продолжаете убивать радиаторы. Потому как кислород выделяемый из поступившей, свежей воды, не идёт им на пользу.

Как и где искать утечку

Обращать внимание нужно на пробки радиаторов, места соединения или пайки труб и фитингов. Часто можно увидеть следы от потёков воды в виде ржавых или солевых разводов. Но это зависит от состава воды в вашей местности.

Не редко современные радиаторы, алюминиевые или биметаллические, так же приходят в негодность, порою в крайне незаметных местах, между рёбрами или снизу начинают подкапывать из-за коррозии металла. Не ржавчины конечно, но разные химические процессы тоже повреждают их. Радиаторы нужно внимательно осматривать во время поиска утечки.

Легче будет обнаружить разного рода протечку, если отключить на некоторое время отопление, дать остыть радиаторам и добавить давление до примерно 2.5 Бара. После этого можно будет увидеть капли или лужицы на полу. Внимательно осматривайте полы под радиаторами, места подключения труб, места пайки.

Котёл тоже может быть причиной утечки. Например протекает сам первичный теплообменник или места его соединения. Но пока это небольшие капельки, вы ничего не заметите, во время работы котла они испаряются. Как начнёт протекать активнее, заметите «капель» из котла.

Не зависимо, горит горелка или нет, подкапывающие краны подпитки или клапан аварийного сброса, будут хорошо заметны.

Итак, первая причина падения давления в системе — Утечка теплоносителя.

Расширительный бак

Другая причина — Расширительный бак.
Это герметичная емкость разделённая пополам мембраной, одна половина бака заполнена инертным газом или просто воздухом, другая заполняется теплоносителем (читай водой).

Расширительный бак

Он предназначен для компенсации давления создаваемого при расширении нагретого теплоносителя.

При нагревании, вода в системе расширяется и наполняет свою половину бака, сжимая при этом газ, при остывании теплоноситель опять выталкивается в систему отопления.

Так происходит компенсация температурного расширения в системе отопления.

Но иногда могут возникнуть неисправности самого бака.

Неисправности расширительного бака

Например, корпус бака потерял герметичность и воздух выходит из него. Это случается не часто, и как правило приводит к довольно быстрому снижению давления в баке, от почти мгновенного, до нескольких дней.

Обращайте внимание так же на золотник, что бы он тоже не травил воздух.

Золотник (как в автомобиле или велосипеде)находится в верхней части бака, через него происходит накачка воздуха, чем создаётся необходимое давление в баке расширителя.

К другой нехорошей неисправности расширителя, относится порыв мембраны внутри бака, хотя она не такая уж и нежная, и что-бы её порвать нужно сильно «постараться». Но если это произошло, то определить такую проблему не сложно.

В этом случае, теплоноситель попадает из системы отопления в ту часть бака, которая должна быть заполнена воздухом и если нажав на иглу золотника из бака выбрасывает воду, то значит вода проникла туда где её быть не должно — бак под замену.

Но чаще всего давление в баке снижается очень медленно, из-за незначительных естественных утечек.
Такое снижение происходит на протяжении многих месяцев или нескольких лет.

При этом давление в камере расширителя постепенно снижается, естественно снижается оно будет и на показаниях манометра котла.

Поведение котла очень сильно зависит от уровня этого самого давления в расширителе и проявляться может по разному. Под следующим заголовком вы найдёте описание этих проблем.

Давление то поднимается, то падает — котёл работает не стабильно

Из всего вышесказанного понятно, что воздух из той части расширительного бака в которой он должен быть, выходит или не имеет достаточного давления. И вот здесь начинается свистопляска с изменениями в работе котла.
Проявляться это всё может по разному и зависит от величины давления в воздушной камере РБ.

Для удобства разделим эти проявления на различные стадии.

ПЕРВАЯ СТАДИЯ — Давление в котле опускается медленно, примерно раз в неделю вам приходится делать подпитку котла, при этом явных утечек в расширителе, и в самой системе отопления нет.

ВТОРАЯ СТАДИЯ — На манометре котла давление постоянно «гуляет» В режиме отопления поднимается выше 3 Bar, вплоть до срабатывания сбросного клапана, при режиме горячей воды, наоборот, падает до значений менее 1 бара и тогда котёл может начать отключаться, срабатывает защита.(Если в нём имеется датчик давления)

ТРЕТЬЯ СТАДИЯ —  Если в баке совсем не осталось воздуха, то давление на манометре падает до нуля вообще за очень короткое время, порою за минуту.

Выход для всех вариантов только один! Нужно вновь создать необходимое давление в расширительном баке вашего котла, в его воздушной части.

Как накачать расширительный бак котла

Схема кранов котла Аристон Класс 24

A Штуцер для отвода воды в контур центрального отопления (ЦО)

В Штуцер для отвода воды в контур горячего водоснабжения (ГВС)

С Штуцер для подвода газа

D Штуцер для подвода холодной воды

E Штуцер для подвода воды из контура ЦО

S Выход предохранительного клапана

T Сливной кран

F Кран для заполнения

 Как правильно накачать воздух в расширительный бак

Следуем указанному порядку

1. Выключаем котёл от сети.
2. Перекрываем все краны в котёл, подачу, обратку, ввод холодной воды.
3. Открыть сливной штуцер в котле. (Т) и полностью слить воду.  (Здесь статья о том как Слить воду из котла )
   Давление в котле должно быть ноль.
4. Подключаем насос с манометром к РБ через золотник — сливной штуцер при этом открыт.
5.  Насосом нужно качать воздух в бак, пока не перестанет течь вода из сливного штуцера. На этом этапе основная цель освободить бак от воды.
6. Спускаем накачанный  воздух.
7. Накачиваем заново контролируя давление манометром. Давление в расширителе должно быть в пределах 1.1-1.3 бара.(см.паспорт к котлу — часто указанно)
8. Закрываем сливной штуцер.
9. Открываем все краны к котлу — всё что закрывали.
10. Запитываем котёл через кран подпитки (F) до давления примерно 1.2- 1.5 бара
11. Запускаем котёл.

Для этих целей можно использовать любой насос и манометр. Там стоит автомобильный сосок. Я использовал авто компрессор. Правда для этого пришлось притащить аккумулятор домой. С электрическим компрессором будьте внимательны, чтобы вовремя отключить, не перекачать.

Перед запуском не будет лишним выгнать попавший в систему воздух.

В Аристон класс 24 для этого нажимаем и удерживаем около 5 сек. кнопку ESK. Котёл на 6 мин перейдёт в режим продувки, выйдет из этого режима сам или можно принудительно, снова нажав ESK.

Почему давлению в котле важно уделять внимание

Если в доме где стоит двухконтурный котёл, постоянно не живут, лишь наездами, то нужному давлению важно уделить особое внимание. Представьте себе такую картину. Никого дома нет продолжительное время, гаснет свет, соответственно котёл тоже отключается, вода остывает — давление в системе из за слабого давления в расширительном баке  падает ниже порога включения котла.

Затем происходит следующее… Включается электричество, но котёл не запускается, давление слишком упало. Вы приезжаете через неделю и обнаруживаете свой домик замороженным, вода, замёрзшая в трубах и радиаторах, безжалостно их рвёт. Для вас наступает ледниковый период. Поэтому лучше перебдеть чем недобдеть.

Источник: http://blogvp.ru/kotyol-gazovyj-dvuxkonturnyj-nastennyj-remont-gazovogo-kotla.html

Как регулировать давление в расширительном баке?

Расширительный бак является неотъемлемым элементом отопительной системы. Он играет важную роль в компенсации теплового расширения теплоносителя и нормализации напора в системе. Поэтому нужно контролировать давление в расширительном бачке газового котла.

…

Для организации эффективного отопления требуется, чтобы система была заполнена теплоносителем. При нагреве жидкости до высокой температуры ее объем увеличивается, и ее излишки сбрасываются в расширительный бак. В разных отопительных системах требования, предъявляемые к нему, отличаются. Например, при естественном движении теплоносителя в качестве расширительного бачка достаточно установить металлическую емкость нужного размера.

В систему с принудительной циркуляцией включают герметичный бак заводского изготовления. Он представляет собой емкость, разделенную на две части эластичной мембраной. Она изготавливается из специальной резины, которая должна быть достаточно прочной. Одна часть бака заполнена воздухом или водой, другая предназначена для попадания излишек жидкости.

Обратите внимание! Если в отопительную систему не включен расширительный бак, то при нагревании вода увеличится и может просто разорвать трубопровод или котел.

Расширительные емкости отличаются по объему. При выборе данного элемента следует ориентироваться на то, что бачок должен принять не меньше 10% от массы теплоносителя. Желательно покупать емкость с небольшим запасом.

Какие задачи выполняет расширительный бак?

Расширительный бак в закрытой системе отопления выполняет две важные функции:

1. Компенсирует тепловое расширение теплоносителя. При увеличении температуры на каждые 100°C объем воды увеличивается на 4,5%. Давление жидкости в системе возрастает и давит на стенки труб и радиаторов. Если газовый котел не оборудован расширительным баком или одной емкости недостаточно, то данный элемент устанавливают на «обратку» устройства.
2. Смягчает гидроудары в отопительной системе, которые могут появиться из-за скопившихся воздушных масс или перекрытия арматуры.

Из этого видно, что без расширительного бака отопительная система просто не сможет правильно работать.

…

Давление в расширительной емкости

На производстве устанавливается определенное давление воздуха в расширительном бачке газового котла. Однако оно может и не подойти для оптимальной работы агрегата. Тогда параметр давления легко перенастроить. Производители предусматривают в корпусе части бака, заполненной воздухом, золотник. Покрутив его, можно отрегулировать давление.

Учтите, что манометр показывает лишь избыток давление. То есть, если использовать понятие абсолютного давления, то к показанию следует прибавить 1 атмосферу (бар).

Пользователей интересует вопрос, какое должно быть давление в расширительном бачке газового котла? Начальный показатель в расширительном бачке устанавливают на 0,2 бар ниже давления в отопительных трубах, равное статическому напору. Его вычисляют как разница между верхней точкой отопления и серединой расширительной емкости.

Если высота отопления 7 м, то статистическое давление будет составлять 0,7 атм из соотношения 10 м = 1 атм.

…

Если давление в баке превышает оптимальный показатель, например, он составляет 2,8 бара, то при запуске насоса напор изменится, но незначительно. Высокое давление в емкости ухудшает компенсирующие свойства бака – кислород будет выталкивать поступающую жидкость обратно.

Если давление в емкости слишком низкое, то излишки теплоносителя, попав в бак, продавят мембрану и заполнят все пространство. При повышении температуры воды и, соответственно, давления будет срабатывать предохранительный клапан.

Бывают случаи, когда давление в расширительном баке настроено верно, но при увеличении температуры теплоносителя срабатывает предохранительный клапан. Скорее всего, причина в том, что расширительный бак имеет слишком маленький объем. Тогда нужно его заменить или поставить дополнительный элемент.

Как отрегулировать давление в расширительном баке?

В расширительном баке имеется золотник, вмонтированный в ниппель, предназначенный для накачки либо спуска воздуха. Он находится на стороне, обратной месту подключения теплоносителя. Ниппель емкости очень похож на автомобильный, поэтому можно добавить давление с помощью обычного насоса с манометром для авто. Выполнить это можно следующим образом:

• выключить агрегат и подождать около 8 минут до полной остановки движения теплоносителя;
• закрыть запорные краны трубопровода, где находится емкость, и слить воду; у бака, встроенного в котел закрывают подачу и обратку;
• открыть ниппель и подключить к нему насосный шланг;
• накачать воздух до 1,5 атм и подождать пока с емкости не выльется вся жидкость, после этого выпустить кислород;
• перекрыть запорную арматуру и насосом накачать давление до необходимого;
• снять насос, одеть колпачок на ниппель и закрыть сливной штуцер;
• открыть перекрывающие краны и набрать воду в систему отопления;
• проверить правильность давления в баке.

При достижении агрегатом рабочих параметров стрелка манометра не должна прыгать, а набирать показатели плавно.

Манометр автомобильного насоса имеет показатели в МПа, а не в барах. Чтобы сориентироваться, сколько МПа следует набрать, за основу принимают, что 1 Бар=1 атм=0,1 МПа.



Источник: http://oteple.com/kak-regulirovat-davlenie-v-rasshiritelnom-bake/

Как отрегулировать в частном доме систему отопления при снижении или увеличении давления

Для обогрева любого дома нужна полностью исправная система отопления. Но эффективность ее работы значительно зависит от того, соблюдается ли нормальное давление в системе отопления. Если давление повышается или снижается, то эффективность отопления частного дома в разы уменьшается. Рассмотрим самые частые причины выхода из строя отопительной системы частного дома, выясним варианты их устранения.

Как контролировать давление

Чтобы контролировать самому давление в системе отопления, требуется установка оборудования для контроля. Это манометры с трубкой Бурдона, их расчет монтажа производится по документам, которые регламентируют установку.

Их способ работы довольно прост, в систему они устанавливаются с помощью трехходовых кранов, это обеспечивает продувку. Если приобрести для врезки эти краны, то их можно установить, даже не выключая всю систему. Это намного лучше и удобней.

Определение выбора мест установки включает такие основные позиции:

• если присутствуют грязевики, то манометры устанавливаются до и после них. Это необходимо включить в расчет комплектующих для отопительной системы;
• после и перед циркуляционными насосами;
• после и перед отопительным котлом. Если пользуетесь для отопления камином, то манометры не требуются;
• если используется регулятор, то в расчет нужно включить монтаж манометров после и до него;
• возле выхода от теплогенератора.

Электрическое или газовое отопление в частном доме находится — без разницы. Проблемы, которые связаны с падением давления в системе отопления, могут появиться в любой системе.

Электрическое отопление или какое-то другое через несколько лет дает сбои, котельное оборудование отказывается работать или функционирует не так корректно.

Случается и такая поломка, как постоянное снижение давления, но при нормальной работоспособности, то есть без значительных перебоев.

Если вы видите, что происходят эти неисправности, то необходимо предпринять соответствующие меры, но сперва нужно определить, какая конкретно неисправность является причиной сбоев в системе. Разберем основные причины, которые встречаются в системах отопления:

• как правило, появляется такая неисправность, как скрытая утечка при разводке трубопроводной системы. Все варианты отопительных систем могут подвергнуться этой проблеме (исключение только инфракрасные). Для определения причины, помещения нужно обследовать с помощью тепловизора, он выявит дефектные места. Утечка может быть удалена несколькими способами, чаще всего это установка нового участка, подтяжка очень слабого крепления, отдельного участка системы. Желательно это выполнить вовремя, чем затем тратится на капитальный ремонт системы отопления в доме.
• бывает и так, что в снижении давления виноват не трубопровод, а другое оборудование. Причинами могут быть такие неисправности, как деформация мембраны в расширительном бачке. В этом случае нужно осмотреть непосредственно компенсационный бак. Ремонт в данном случае состоит только в установке нового ниппеля. Такая неисправность убирается очень быстро. Но причиной бывает разрыв мембраны или неверный расчет размера бака. В этом случае нужна установка нового оборудования, точнее замена расширительного бачка;
• причиной снижения давления может быть и такая проблема, как образование трещины на теплообменнике. Случается это во время эксплуатации водного отопления, но возможна и такая причина, как полный физический его износ или брак при изготовлении котла. В этом случае вероятно потребуется установка нового оборудования. Особенно тщательно необходимо следить за газовым оборудованием многоэтажного дома;
• иногда давление снижается не из-за поломки отопительной системы. В трубопроводе может быть воздушный карман, из него воздух со временем выходит, дом начинает хуже обогреваться, давление понемногу снижается. Необходимо отыскать этот карман, удалить весь воздух из системы. Но если отопительную систему смонтировать правильно, то эта проблема просто не появится. Потому, когда происходит установка, нужно внимательно соблюдать все этапы, чтобы соединить узлы точно по инструкции.

Но не все время давление в системе отопления снижается, бывает и так, что давление в системе частного дома увеличивается. Причинами этих неисправностей могут быть:

• неисправности в регуляторе. При понижении температуры, он может давать сигнал на отключение подачи воды от котла. Принцип устройства системы отопления допускает эту возможность, но исправить проблему очень легко: никакой расчет тут делать не требуется, нужно отрегулировать настройки регулятора, чтобы не было полного закрытия клапанов;
• при поломке автоматики, то есть, если расчет и установка были сделаны неправильно, система может все время подпитываться, а давление увеличиваться. Для устранения неисправности нужно закрыть одну линию, затем наладить автоматику циркуляции теплоносителя;
• человеческий фактор. К примеру, один из кранов закрыт, задвижка после профилактических мероприятий просто не была открыта. Зачастую это случается, если происходит отопление камином. Внимательно посмотрите на все краны подачи воды, если необходимо, то откройте их;
• причиной высокого давления бывает и воздушная пробка (так же, как и снижения). Ее нужно обнаружить и убрать;
• увеличивается давление из-за загрязненности фильтра. В этом случае необходимо сделать правильно его чистку, затем протестировать отопление дома. Иногда необходима установка нового фильтра для отопительной системы.

Как можно определить и исправить протечки? Если давление в системе снижается, то нужно найти протечку, то есть четко определить место, где находится неисправность. В этом случае нужно осмотреть все трубы, убедиться в их герметичности. Особое внимание нужно уделить участкам, в которых соединяются фитинги, муфты, трубы. Как правило, именно здесь и происходят протечки.

Связано это не только с сильными перепадами давления, но и с тем, что установка была сделана некачественно. Но когда под теми участками, где расположены трубы, видны лужицы, то системе требуется более тщательный осмотр. Возможно потребуется ремонт и замена отдельных участков.

Эти осмотры необходимо делать регулярно, чтобы своевременно определить все неисправности, поменять трубы или их соединения. Но когда трубы заменены, а давление в системе отопления продолжает снижаться, то нужно проводить более тщательные работы по поиску неисправностей. Желательно пригласить мастера, который с помощью специального оборудования выявит, какая причина снижения давления.

В этом случае нужно слить воду, заполнить трубы воздухом с помощью компрессора. Батареи и котел отключаются от системы, затем внимательно осматриваются все трубы. На участках, в которых наблюдаются протечки, послышится свист воздуха, соответственно, именно этот участок нужно ремонтировать.

Ремонт нужно выполнить правильно, тут будет необходима:

• замена участка трубы, в котором обнаружена протечка на новый участок;
• если находится ослабление в месте соединения, то его только подтягивают, вероятно нужно будет поменять фитинги для трубы;
• применяется подмотка для уплотнения в виде ленты, которая специально для этого продается;
• поврежденный участок трубы, в том числе соединение, меняется полностью на новый.

Если во время проведения работ по определению протечек ничего не нашли, то вероятно проблема находится в работоспособности самой системы отопления, точнее, расширительного бачка и котла. При установке водного отопления нужно тщательно осмотреть все батареи, тут также могут появляться протечки, быть неплотные соединения. Вспомогательные инструменты и материалы на данном этапе не понадобятся.

Для выполнения этих работ желательно вызывать мастера, а не покупать совершенно ненужные материалы, потому как вероятной причиной неисправности является неправильная установка какого-то узла, непосредственно котла отопления. Но, как правило, после удаления протечек давление в системе нормализуется.

Тестирование котла отопления

Зачастую нарушения давления в системе отопления связаны с котлом. В этом случае нужно сделать его тестирование, а именно, диагностику, но выполнить это сможет лишь специалист. Снижение давления может быть по такой причине, как образование микротрещин в теплообменнике. Давление снижается медленно, необходимо через некоторые промежутки времени выполнять подпитки.

В этом случае котел отопления необходимо тут же проверить, вызвав специалиста, а не откладывать ремонт в долгий ящик. Профессионалы советуют делать тестирование отопительной системы перед началом сезона, это даст возможность избежать множество проблем при эксплуатации.

Расширительные бачки устанавливаются в закрытых водных отопительных системах для компенсации расширения температуры. Это баки, поделенные перегородкой на две части. На одном участке расположен теплоноситель, то есть вода, на втором — газ.

При расширениях теплоноситель создает давление на перегородку, занимая другую часть объема бачка, во время сужения происходит обратная ситуация.

Таким способом удается контролировать общее давление, не допуская протечек и других неисправностей.

Как выбрать размер бачка для сохранения нормального давления

Расширительную емкость лучше всего выбрать и установить в самой котельной дома, причем давление в бачке обязано быть в 0,2 бара выше, нежели у статического в емкости. Данные статического давления можно рассчитать с помощью умножения 0,1 бар на метр на показатель высоты от наивысшей точки отопления до расширительной емкости.

Для водного отопления дома узнать объем этого расширительного бачка можно, с помощью формулы V=(e * C) * (Pmax+1) / (Pмакс—Pгаза), где:

• V — общий размер для расширительного бачка;
• С — объем всей воды в отопительной системе, в литрах;
• е — расширение температуры для теплоносителя, указывается в процентах. Желательно брать с небольшим запасом на уровне 3.5%, это соответствует приблизительной температуре в системе при 90 гр.;
• Рmax — наибольший уровень давления. Как правило, обозначается равным 3 барам;
• Ргаза — давление газа непосредственно в баке.

Если происходит расчет, то большинство специалистов советуют учитывать коэффициент запаса, он равняется 1.2-1.25. При покупке мембранного бачка расчет желательно округлять в большую часть, это даст возможность поддерживать нормальное давление в системе, не переживая за его снижения, значительных перепадов, протечек и других неисправностей.

Подводя итог

Чтобы обеспечить эффективную и нормальную работу системы отопления дома, нужно обращать внимание как на мощность и установку батарей отопления и котла, так и рассчитать объем расширительного бачка, который используется для нормализации давления. Обращать внимание нужно и на то, какие неисправности могут появиться в системе, какие меры предпринимаются для их устранения. Если отопление правильно отрегулировать, то понадобится лишь регулярное обслуживание и профилактические работы.

• Дмитрий Сергеевич Кириллов
• Распечатать

Источник: https://kotel.guru/sistemy-otopleniya/regulirovka-davleniya-v-chastnom-dome-v-sisteme-otopleniya.html

Принцип работы электрических радиаторов

Что такое инерционный электрический радиатор?

Тепловая инерция – это физический принцип, благодаря которому радиатор может хранить большое количество тепла, а затем мягко и равномерно распределять его по всей комнате. Инерционные электрические радиаторы продолжают работать даже после того, как они были выключены, выделяя тепло в течение определенного времени. Инерция должна быть контролируемая. В противном случае, потребовалось бы много времени для нагрева и поддержания температуры в помещении, даже если Вы уже вышли. Решения Atlantic в области контролируемой инерции обеспечивают качественный инерционный нагрев, гарантируя наибольшую эффективность Вашего прибора.

Есть несколько типов инерционных радиаторов:

• Радиаторы с нагревательным элементом и теплопроводящей жидкостью (например, водой или маслом).
• Радиаторы с чугунным или алюминиевым нагревательным элементом.

Каковы преимущества от установки инерционного радиатора в Вашем доме?

• Быстрый нагрев воздуха
• Точныйконтроль (почти до 0,1°).
• Чувство комфорта от мягкого и равномерного распределения тепла.
• Разнообразный дизайн, который удовлетворит даже самые взыскательные требования.

Подробнее о радиаторах

Заблуждения

«Электрическое отопление некомфортное».

Неправда. Контролируемая инерция сочетает в себе свойства теплового излучения (тепла, которое ощущается как солнечный свет) и мягкого, обволакивающего тепла. Высокий степень отклика прибора также позволяет менять режимы быстро и точно.

«Электрическое отопление – это дорого».

Неправда. Такой тип отопления позволяет при необходимости контролировать температуру в каждой отдельной комнате. Если вы хотите, чтобы температура в гостиной в течение дня была 22°C, но 19°C в спальнях, это возможно благодаря пользовательским настройкам и зональному программированию. Для каждого градуса температурной разницы Вы экономите 7% на счетах за электричество. Управляя температурой в каждой комнате, Вы можете полностью контролировать энергопотребление.

Atlantic рекомендует

Для еще большего комфорта и экономии выберите решения Atlantic для программирования и управления. Это идеальный способ контролировать свой бюджет, сохраняя абсолютно правильную температуру

принцип работы терморегулятора для радиатора, как пользоваться

Терморегулятор — устройство, соответствуя названию, предназначенное для контроля температуры в системе отопления.

Приборы делят по двум принципам — управлению и характеристикам.

Терморегулятор на батареи: как регулировать отопление?

Контроллер температуры состоит из двух компонентов: головки и клапана. Последний — исполнительный механизм.

Термоголовка содержит цилиндр с рабочей жидкостью. В некоторых устройствах её заменяют на газ.

Летучие вещества быстрее влияют на подачу воды в обвязку, но делают это не столь точно.

Важно! При создании проекта учитывайте гидравлическое сопротивление системы. При использовании одной трубы оно меньше, чем при двух.

Принцип работы регулятора тепла для радиатора

Рабочая жидкость реагирует на изменение температуры, увеличиваясь или уменьшаясь в объёме.

Он оказывает на шток влияние, толкая исполнительный клапан. Механизм воздействует на подачу теплоносителя в систему.

Устройства делят на две категории по способу управления.

Приборы с механическим контролем работают по принципу старых холодильников, требуют ручной настройки температурного режима. Программируемые самостоятельно меняют подачу теплоносителя, в зависимости от заданных функций.

Виды устройств и как они работают: особенности регулировки температуры

Отличают механические и электрические, жидкостные и газонаполненные термостаты. Разделение по первому принципу влияет на управление прибором, а по второму — на технические характеристики.

Механические

Используют в качестве рабочего тела не только спирты и летучие вещества, но также твёрдые. Последние надёжнее, но оказывают влияние спустя 30–40 минут после изменения температуры.

Фото 1. Механический терморегулятор для батареи, работает на спирту, твердых веществах, быстро меняет температуру.

Имеет пару значительных недостатков:

• Сложную настройку.
• Высокую чувствительность к солнечному свету, ветру и источникам тепла.

Внимание! Последний фактор сильно ограничивает количество мест, в которых разрешён монтаж.

Электрические

Для изменения температуры используются характеристики электрической цепи:

• резистор меняет сопротивление, в зависимости от нагрева или охлаждения устройства;
• поддержка постоянного напряжения влияет на силу тока;
• в зависимости от этого работает вентилятор.

Хотя ток получается небольшим, транзисторы воздействуют на клапаны, управляя подачей теплоносителя. Электронная схема работает вне зависимости от разброса температуры.

Прибор достаточно прост, но позволяет регулировать и управлять лишь небольшими механизмами. Существуют промышленные устройства, способные контролировать котлы до нескольких тысяч Ватт.

Электрические термостаты бывают аналоговыми и цифровыми. Первые попроще, легко настраиваются, в них встроено всего пару индикаторов. Вторые можно запрограммировать на несколько дней вперёд.

Фото 2. Термостат электрический для изменения температуры, подключен в розетку над батареей, прост в эксплуатации.

Цифровые также делятся на две категории по логике работы:

1. Закрытые легко настраиваются, но обладают ограниченным потенциалом.
2. Открытые полностью программируемы, но требуют приглашения специалиста.

Вторые, обычно, используют в промышленных целях, поскольку они дороже и требуют более редкого отслеживания сотрудниками.

Справка! Термостаты могут управлять газовыми или электрическими котлами, вне зависимости от размеров обвязки.

Жидкостные

Средняя длительность отклика устройства на регулировку и изменение температуры составляет 25 минут. Они находят более широкое применение, поскольку достаточно головки меньшего диаметра. В зависимости от модели, изменяется защита от температурного воздействия и погрешность измерений.

Газонаполненные

Среди трёх типов механических термостатов является лучшим. Он быстрее реагирует на изменения, хотя обладает немного большей погрешностью.

Время перемещения штока составляет 7–9 минут, что втрое меньше, чем у жидкостного.

Эта особенность вызвана строением устройства. Капсула со сжатым газом устанавливается на максимальном расстоянии от стенок. Отсутствие взаимодействия с внешними факторами повышает чувствительность и скорость работы регулятора.

Полезное видео

В видео рассказывается о том, как регулировать температуру в помещении с помощью комнатного термостата.

Эксплуатация термостата: как им пользоваться?

Пользоваться прибором просто. В механических достаточно указать температуру тепла, которая должна поддерживаться. Для обслуживания проверяют износ компонентов раз в полгода. Электрические нужно тщательно программировать, а работоспособность контролируют постоянно.

принцип работы, выбор и установка

Ярким представителем управляющей арматуры отопительных систем является терморегулятор для батареи, иначе – радиаторный клапан или термостатический вентиль. Как и прочие новинки в сфере отопления, он пришел к нам из Европы, причем почти сразу был внесен в государственные строительные нормы как обязательный элемент любой водяной системы обогрева. Соответственно, цель данной статьи – раскрыть принцип работы терморегулятора и подсказать пользователям, как его подобрать, установить и настроить в домашней системе отопления.

Для чего нужен терморегулятор

Правильно выбранные и установленные термостатические вентили позволяют не только экономить энергоносители, но и сильно упрощают жизнь домовладельцу в плане регулировки температуры в помещениях. Ведь с помощью котлов отопления можно менять обогрев всех комнат одновременно, увеличивая или уменьшая температуру теплоносителя. А вот регуляторы батарей отопления дают возможность нагревать помещения по-разному в зависимости от их назначения, что приносит немалую экономию энергоносителей.

Для справки. К большинству современных котлов можно подключить выносной терморегулятор отопления, чтобы управлять нагревом в автоматическом режиме. Но это не решает вопрос, поскольку теплоноситель с определенной температурой все равно будет поступать во все комнаты сразу.

Задача термостатического клапана – регулировать количество поступающего в радиатор теплоносителя в зависимости от температуры воздуха в помещении, автоматически ее поддерживая на том уровне, что установил пользователь. Главное, чтобы со стороны теплогенератора поступало достаточное количество нагретой воды, ведь терморегулятор для радиатора может только уменьшать ее расход, но не увеличивать.

О назначении радиаторных термоклапанов доступно рассказывается в следующем видео:

Устройство и принцип работы термостата

Любой автоматический радиаторный клапан состоит из 2 частей:

1. Термостатический вентиль с исполнительным механизмом перекрывания потока теплоносителя.
2. Термоголовка с управляющим элементом, реагирующим на изменение температуры воздуха.

Вентиль, изготавливаемый из латуни, имеет традиционный механизм с рабочим конусом, входящим в седло и таким способом уменьшающим его проходное сечение. Отличие от обычного ручного крана состоит в том, что конус прикреплен к нажимному штоку с пружиной, выходящему наружу. Нажатие на конец штока осуществляет второй элемент – термоголовка. Чем сильнее нажатие, тем меньше проходное сечение. Ниже на схеме показано устройство регулятора батареи отопления в сборе:

Внутри термостатической головки находится маленький герметичный контейнер, заполненный термочувствительной средой — жидкостью или газом. При нагревании эта среда расширяется, контейнер увеличивается и сильнее нажимает на шток, перекрывая поток теплоносителя. При охлаждении процесс идет в обратном направлении, в чем и заключается принцип работы термоголовки. Рукоятка регулировки с нанесенной шкалой механически ограничивает максимальное открывание клапана.

Важно. Установленный на батарею терморегулятор влияет только на расход теплоносителя, меняя его в ту или иную сторону. Термостат не является регулятором температуры воды, то есть, выполняет количественное регулирование, но не качественное.

Разновидности и выбор терморегуляторов

По исполнению радиаторные вентили делятся на 3 группы:

• прямые;
• угловые;
• в составе гарнитуры подключения отопительных приборов.

Если с прямыми и угловыми терморегуляторами все понятно, то о гарнитуре следует сказать отдельно. Она позволяет одновременно установить термостат на батарею и подключить ее к трубам, выходящим прямо из пола. Хотя цена подобной гарнитуры выйдет больше, чем традиционные подводки из труб, зато выглядеть подобное присоединение будет куда эстетичнее.

Гарнитура подключения радиатора со встроенным термостатом

Для двухтрубных систем с циркуляционным насосом отопления подойдет любой из перечисленных клапанов, вопрос заключается лишь в способе подключения отопительного прибора, а с технической точки зрения все они одинаковы. Другое дело – однотрубная схема, для нее лучше купить специальный регулятор температуры батареи с увеличенным проходным сечением седла. Такие терморегуляторы оказывают меньшее гидравлическое сопротивление, что хорошо видно на схеме:

Помимо клапанов, следует выбрать также и термоголовки для батарей, и тут сразу же рекомендация: клапан и головка должны быть от одного производителя, а стыковочные резьбы совпадать. Стандартная резьба на вентиле – М28 и М30. Вообще, выбор конструкций головок не слишком широк – кроме обычных элементов со встроенным сильфоном есть еще изделия с электронным блоком управления и дисплеем. Эти терморегуляторы – программируемые, их можно настраивать на поддержание различных температур в комнате в течение дня.

Совет. Выбирая программируемую термостатическую головку, помните, что она нуждается в электропитании от батарей или сети. Чтобы терморегулятор работал корректно, за наличием электропитания придется следить.

В тех случаях, когда планируется монтаж отопительных приборов за экранами либо окна комнаты предполагается завесить плотными шторами, обычные термоэлементы могут функционировать некорректно. Из-за слабого движения воздуха в районе радиатора температура за экраном и перед ним может отличаться на пару градусов, так что дополнительно к терморегулятору стоит купить выносной датчик с капиллярной трубкой.

Стоящий за экраном датчик посредством капиллярной трубки будет управлять термостатом, ориентируясь на правильную температуру в помещении. Существует и более продвинутая версия в виде выносного регулятора, который тоже присоединяется капиллярной трубкой. Но тут надо быть внимательнее: не ко всем вентилям такие термоголовки подходят, поэтому при выборе терморегулятора нужно консультироваться с продавцом.

Напоследок несколько слов о производителях радиаторных клапанов. Их появилось достаточно много, особенно китайских, чье качество более чем сомнительно. Однозначно рекомендуются к применению терморегуляторы следующих брендов, их надежность не подлежит сомнению:

• DANFOSS;
• HERZ ARMATUREN;
• OVENTROP.

Совет. Не следует покупать и устанавливать термостаты на все радиаторы в доме. Правило такое: чтобы обеспечить нормальное регулирование, в каждом помещении надо оснастить терморегуляторами только те батареи, чья суммарная мощность составляет 50% от общей и более. Простыми словами: при 2 отопителях в комнате вентиль надо ставить на одном (который больше), при 3 – на двух радиаторах и так далее.

Установка и настройка

Перед тем как купить и установить терморегулятор на батарею, надо убедиться, что ваш отопительный прибор не укомплектован клапаном с завода. Это касается стальных панельных радиаторов некоторых производителей, например, KERMI или HEIMEIER. Для них нужно приобрести только саму термостатическую головку с подходящей резьбой и вкрутить ее в соответствующее гнездо.

Настройка и установка терморегулятора на батареи своими руками не должна вызвать у вас больших сложностей. Вот несколько рекомендаций:

1. Вентиль всегда ставится только на подающем трубопроводе.
2. Соблюдайте направление потока, указанное в паспорте на изделие.
3. При монтаже используйте американки, дабы узел всегда можно было разобрать.
4. Положение клапана и головки, а также расстояния до ближайших конструкций указаны на схеме:

Если в терморегуляторе не предусматривается функция механической блокировки потока теплоносителя, то для обслуживания радиатора перед клапаном придется поставить дополнительный шаровой кран, как показано на схеме:

Монтаж термоголовки

Крепление элемента к корпусу вентиля осуществляется двумя способами – на резьбе или простым защелкиванием, как на изделиях фирмы DANFOSS. В любом случае сначала надо снять с буксы клапана защитный колпачок, затем рукоятку головки повернуть в положение «max» и вставить в гнездо до щелчка или же слегка подтянуть ключом (когда соединение – резьбовое). Если головка терморегулятора вращается нормально, то установка выполнена успешно.

Вентили некоторых производителей, а также все головки имеют функцию преднастройки. Это заблаговременное ограничение диапазона регулирования температур, которое реализуется в различных моделях по-разному. Например, терморегулятор HERZ ARMATUREN ограничивается с помощью специальных штифтов, в других изделиях прилагается ключ, фиксирующий головку в определенном положении.

Эксплуатационная настройка термостата батареи осуществляется рукояткой с нанесенной шкалой и цифрами (обозначениями). Как правило, диапазон плавной настройки составляет 16—28 °С, а в положении «*» клапан станет поддерживать температуру воздуха 6—7 °С, дабы не случилось размораживания.

В заключение несколько слов о совместимости терморегуляторов с чугунными приборами отопления. В принципе, противопоказаний к установке никаких нет, но есть сомнения в эффективности работы термостатов. Чугунные батареи массивны и вмещают много воды, а оттого инерционны и будут с опозданием реагировать на автоматическое регулирование. Так что здесь предпочтительнее поставить обычный кран на подаче и балансировочный – на обратке.

Устройство и принцип работы автомобильного аккумулятора | Полезные статьи

Понравилось видео? Подписывайтесь на наш канал! Автомобиль в наше время перестал быть роскошью и стал средством передвижения. Многих автомобилистов интересуют такие вопросы, как: какие автомобильные аккумуляторы лучшие, устройство автомобильного аккумулятора и принцип его работы. Сегодня в нашей статье мы ответим на эти вопросы, а также расскажем, можно ли зарядить автомобильный аккумулятор. 

 

Устройство автомобильного аккумулятора

 

Автомобильный аккумулятор состоит из следующих элементов:

 

• Корпус и крышка из эбонита или кислотостойкого пластика. На крышке располагаются специальные отверстия, через которые заливается электролит и осуществляется дальнейшая дозаливка дистиллированной воды. Заливные отверстия закрываются пробками из полиэтилена, имеющими вентиляционные отверстия для выхода газов при эксплуатации.

• Полюсные выводы – отрицательный и положительный. Для того чтобы не перепутать полярность, выводы имеют разные диаметры (у положительного он больше), а также могут иметь гравировку «+» и «-». Это исключает возможность неправильного подключения электропотребителей к АКБ.

 

Под крышкой аккумулятора размещаются:

 

• Аккумуляторная батарея, состоящая из шести аккумуляторов или, как их еще называют, банок. Банки помещены в электролит – раствор, состоящий из 35% серной кислоты и 65% дистиллированной воды. Электролит необходим для взаимодействия химических элементов и вырабатывания электрического тока.

• Борны, предназначенные для наружного токоотвода. К ним привариваются положительный и отрицательный полюсные выводы.

• Перегородки, обеспечивающие разделение блоков аккумуляторов (банок) друг от друга.

• Полюсные мосты с межэлементными соединителями, при помощи которого выполняется герметичное соединение блоков аккумуляторов через перегородку корпуса.

 

Банки же в свою очередь состоят из следующих частей: 

 

• Блок положительных электродов, выполненный из свинцовых решетчатых пластин, на которые нанесена активная масса из диоксида свинца. Все электроды через ушко подсоединены к полюсному мосту.

• Блок отрицательных электродов из свинцовых решетчатых пластин, в которые впрессована активная масса из мелкопористого свинца. Электроды через ушко, так же подсоединены к соответствующему полюсному мосту. 

 

Стоит отметить, что количество реагента, нанесенного на пластины положительных и отрицательных электродов, определяет такую важную характеристику аккумуляторной батареи, как ее емкость, а площадь поверхности пластин — пусковой ток.

 

• Сепаратор. Чаще всего представляет собой конверт из мипора, мипласта или полиэтилена. Он обеспечивает разделение участвующих в электрохимических превращениях реагентов, а также обеспечивает возможность диффузии электролита от одного электрода к другому.

Принцип работы аккумуляторной батареи

Принцип действия аккумулятора основан на образовании разности потенциалов между двумя электродами, погруженными в электролит. При подключении нагрузки к аккумулятору активное вещество на положительных и отрицательных электродах вступает в химическую реакцию с электролитом, который частично диссоциирован на положительные и отрицательные ионы. Под действием ЭДС аккумулятора электрический ток потечет по направлению от положительного электрода к отрицательному. Электроны, накопившиеся на отрицательном электроде, будут перетекать по внешней цепи в противоположном направлении. Электроны, двигаясь по сеткам электродов, будут вырабатывать электрический ток, при этом в одной банке формируется напряжение около двух Вольт. После того как электроны из первой банки проходят во вторую, они набирают еще два Вольта. Далее все повторяется, пока напряжение автомобильного аккумулятора на выходе не составит 12 Вольт. 

 

Важно отметить, что во время разрядки происходит окислительная реакция, которая приводит к образованию на пластинах электродов сульфата свинца и к истощению электролита. 

 

Чтобы выполнить заряд автомобильного аккумулятора, к его борнам необходимо присоединить источник тока, напряжение которого превышает ЭДС аккумулятора. Ток будет протекать через аккумулятор в направлении, обратном току разряда. Электроны будут перетекать от отрицательных электродов к положительным, при этом так же будет восстанавливаться ионный состав электролита. 

 

Как правило, считается, что чем больше емкость АКБ, тем лучше. Однако следует отметить, что при выборе аккумуляторной батареи для своего авто нужно учитывать рекомендации производителя по емкости и напряжению. А значит, «правильный» автомобильный аккумулятор тот, который подобран в соответствии с требуемыми характеристиками.

 

Мы рассказали об устройстве и принципе работы аккумуляторной батареи. Вы также можете посмотреть наше видео, в котором подробно показано, как устроен АКБ и как она работает.

Терморегулятор на батарею отопления: принцип работы, настройка, установка

В странах постсоветского пространства до 40% энергоресурсов уходит на нужды отопления и вентиляции зданий, это в несколько раз больше, чем у продвинутых европейских стран. Вопрос энергосбережения стоит остро, как никогда, особенно на фоне постоянного повышения стоимости энергоносителей. Одним из устройств, позволяющих экономить тепловую энергию в доме, является терморегулятор для батареи, чья установка может уменьшить расход тепла до 20%. Но для этого необходимо правильно подобрать регуляторы к системе отопления и выполнить их монтаж, о чем и будет рассказано в данной статье.

Принцип работы термостатического клапана

Первые термостаты для радиаторов, призванные поддерживать постоянную температуру в помещении, были изобретены еще в далеком 1943 году фирмой DANFOSS, ей же принадлежит первенство на рынке по производству и продаже подобных устройств. По этой причине наша статья будет опираться на материалы и рекомендации компании DANFOSS, чей многолетний опыт не подлежит сомнению.

За прошедшие с момента изобретения годы терморегуляторы для радиаторов видоизменились и стали такими, какими мы их знаем. Конструктивно они состоят из двух основных элементов: клапана и термоголовки, соединяющихся между собой фиксирующим механизмом. Назначение термоголовки – воспринимать температуру окружающей среды и для ее регулирования воздействовать на исполнительный механизм – клапан, он и перекрывает поток теплоносителя, поступающего в отопительный прибор.

Такой метод регулирования называется количественным, поскольку устройство влияет на расход проходящего в радиатор теплоносителя. Существует и другой метод – качественный, с его помощью меняется температура воды в системе. Это осуществляет регулятор температуры (смесительный узел), устанавливаемый в котельной или тепловом пункте.

Чтобы понять принцип работы термоголовки, предлагается изучить схему прибора, изображенного в разрезе:

 

Внутри корпуса элемента расположен сильфон, заполненный термочувствительной средой. Она бывает двух видов:

• жидкостная;
• газовая.

Жидкостные сильфоны проще в изготовлении, но проигрывают газовым по быстродействию, поэтому последние получили очень широкое распространение. Итак, при повышении температуры воздуха вещество в замкнутом пространстве расширяется, сильфон растягивается и нажимает на шток клапана. Тот, в свою очередь, перемещает вниз специальный конус, уменьшающий проходное сечение клапана. В результате расход теплоносителя уменьшается. При охлаждении окружающего воздуха все происходит в обратном порядке, количество протекающей воды растет до максимума, это и есть принцип работы терморегулятора.

Рекомендации по выбору

В зависимости от типа системы отопления и условий монтажа прибора, для управления потоком теплоносителя могут применяться комплекты клапан – термоголовка в различных сочетаниях. В однотрубных системах обогрева рекомендуется устанавливать клапаны с повышенной пропускной способностью и малым гидравлическим сопротивлением (маркировка изделия производства DANFOSS – RA-G, RA-KE, RA-KEW).

Та же рекомендация касается и двухтрубных самотечных систем, где теплоноситель циркулирует естественным образом, без принудительного побуждения. Если же схема обогрева – двухтрубная с циркуляционным насосом, то следует выбрать клапан с возможностью регулировки пропускной способности (маркировка DANFOSS – RA-N, RA-K, RA-KW). Эта регулировка производится достаточно просто и специальный инструмент для нее не нужен.

Когда вопрос с подбором клапана решен, нужно определиться с типом термоголовки. Они предлагаются в следующих исполнениях:

1. С внутренним термоэлементом (как на схеме, представленной выше).
2. С выносным температурным датчиком.
3. С внешним регулятором.
4. Электронные (программируемые).
5. Антивандальные.

Обычный терморегулятор для радиаторов отопления с внутренним датчиком принимается к установке, если есть возможность расположить его ось горизонтально, чтобы воздух помещения свободно омывал корпус прибора, как показано на рисунке:

Внимание! Не допускается установка терморегулятора на батарею в вертикальном положении, тепловой поток, поднимающийся от подающего трубопровода и корпуса клапана, станет оказывать влияние на сильфон, в результате чего устройство будет работать некорректно.

Если горизонтальный монтаж головки невозможен, то лучше приобрести к ней выносной датчик температуры в комплекте с капиллярной трубкой длиной 2 м. Именно на таком расстоянии от радиатора можно расположить данное устройство, прикрепив его к стене:

Помимо вертикального монтажа для покупки выносного датчика бывают и другие объективные причины:

• радиаторы отопления с регулятором температуры находятся за плотными шторами;
• в непосредственной близости от термоголовки проходят трубы с горячей водой либо присутствует другой источник тепла;
• батарея стоит под широким подоконником;
• внутренний термоэлемент попадает в зону сквозняка.

В комнатах с высокими требованиями к интерьеру батареи зачастую прячут под декоративными экранами из различных материалов. В таких случаях попавший под кожух терморегулятор регистрирует температуру скапливающегося в верхней зоне горячего воздуха и может целиком перекрыть теплоноситель. Мало того, полностью закрыт доступ к управлению головкой. В этой ситуации выбор следует сделать в пользу выносного регулятора, совмещенного с датчиком. Варианты его размещения показаны на рисунке:

Электронные термостаты с дисплеем также бывают двух видов: со встроенным и съемным блоком управления. Последний отличается тем, чтоб электронный блок отсоединяется от термоголовки, после чего она продолжает функционировать в обычном режиме. Назначение подобных устройств — регулировка температуры в помещении по времени суток в соответствии с программой. Это позволяет снижать отопительную мощность в рабочее время, когда дома никого нет и в прочих подобных случаях, что приводит к дополнительной экономии энергоресурсов.

Когда в доме есть маленькие дети, которым все хочется попробовать своими ручками, лучше установить терморегулятор антивандального типа с кожухом, предохраняющим настройки прибора от неквалифицированного вмешательства. Это касается и термостатов, стоящих в других общественных зданиях: детских садах, школах, больницах и так далее.

Как установить терморегулятор на батарею

Первая рекомендация – не ставить термоголовки на все нагреватели в пределах видимости. Здесь правило следующее: регулированию должны подвергаться радиаторы, чья суммарная мощность составляет 50% и более от всех, находящихся в одной комнате. Например, когда в помещении имеется 2 отопителя, то термостатом должна быть оснащена 1 батарея, чья мощность больше.

Совет. Если в качестве отопительных приборов применены чугунные радиаторы, то поддержание микроклимата с помощью термостатических клапанов будет неэффективным. Дело в том, что работа чугунных батарей очень инерционна, после перекрытия потока теплоносителя они еще долго излучают тепло и наоборот, долго разгоняются. Монтаж клапанов не имеет смысла, вы только напрасно потратите свое время и средства.

Первую часть устройства – клапан – рекомендуется монтировать на подводящий подающий трубопровод в момент подключения радиатора к отопительной системе. В случае когда его требуется врезать в собранную систему, то подводку подачи придется демонтировать. Это доставит некоторые сложности, если подключение выполнено стальными трубами, понадобится инструмент для резки труб и нарезания резьбы.

После того как термостат на батарею отопления установлен, термоголовка монтируется без всякого инструмента. Достаточно просто совместить метки на корпусах и плавным нажатием зафиксировать головку в гнезде. Сигналом послужит щелчок фиксирующего механизма.

Немного сложнее устанавливать антивандальный терморегулятор, для этого понадобится шестигранный ключ размером 2 мм. Совместив требуемые метки, как показано на схеме, нужно прижать термоголовку, а шестигранником закрутить фиксирующий болт, находящийся сбоку.

Монтаж выносного датчика и регулятора осуществляется на свободном от деталей интерьера и мебели участке стены, разместив их на высоте 1.2—1.6 м от пола, как показано на схеме:

Сначала дюбелями к стене прикрепляется монтажная пластина, а потом на нее простым нажатием защелкивается корпус. Капиллярная трубка закрепляется к стене пластмассовыми хомутиками, как правило, они идут в комплекте с изделием.

Помимо штатной регулировки температуры в головках предусмотрена настройка терморегулятора на максимальный и минимальный пределы, дальше которых поворот колеса станет невозможным. Для этого предусмотрены ограничительные штифты, находящиеся в задней части изделия. Нужно вытащить один из них и после отладки системы вставить в отверстие под соответствующей меткой:

Заключение

Произвести подбор терморегулятора – задача несложная, здесь важно понимать, под какую систему отопления приобретается клапан и знать, в каком месте он будет находиться. Однозначно рекомендованы программируемые устройства, как наиболее экономичные.

Как работают батарейки?

Как работают батарейки?

Как работают батарейки?

Электричество, как вы, наверное, уже знаете, это поток электронов. через токопроводящую дорожку, как провод. Этот путь называется цепью .

Батареи

состоят из трех частей: анода (-), катода (+), и электролит . Катод и анод (положительный и отрицательный стороны на обоих концах традиционной батареи) подключены к электрическому схема.

Химические реакции в батарее вызывают накопление электронов. на аноде. Это приводит к электрической разнице между анодом и катод. Вы можете думать об этой разнице как о нестабильном накоплении электроны. Электроны хотят перестроиться, чтобы избавиться от этой разницы. Но они делают это определенным образом. Электроны отталкиваются друг от друга и пытаются уйти в место с меньшим количеством электронов.

В батарее единственное место, куда нужно идти, — это катод.Но электролит не дает электронам идти прямо от анода к катоду внутри батареи. Когда цепь замкнута (провод соединяет катод и анод) электроны смогут попасть на катод. На картинке выше электроны проходят по проводу, зажигая лампочку вдоль способ. Это один из способов описания того, как электрический потенциал вызывает появление электронов. протекать по контуру.

Однако эти электрохимические процессы изменяют химические вещества. в аноде и катоде, чтобы они перестали подавать электроны.Итак, есть ограниченное количество энергии, доступной в батарее.

Когда вы перезаряжаете батарею, вы меняете направление потока электронов с помощью другого источника энергии, например солнечных батарей. В электрохимические процессы происходят в обратном порядке, и анод и катод восстанавливаются в исходное состояние и снова может обеспечить полную мощность.

---

Что есть батареи?
Что это энергия?

Что такое схема?
Что такое электрон?
Что такое поток электронов?
Что такое DS1 срок службы батареи?
Что значит электрически заряженный?
Как атомы заряжены?

Где энергия приходит и уходит?

---

Как работает автомобильный аккумулятор

Свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор на 12 В.Эти большие и довольно тяжелые батареи используются в каждом автомобиле с двигателем внутреннего сгорания на планете. Они являются неотъемлемой частью автомобиля. Итак, что он делает и как работает? Это то, о чем мы расскажем в этой статье, спонсируемой Squarespace. Зайдите на squarespace.com, чтобы начать бесплатную пробную версию, или воспользуйтесь набором идей разработки кода, чтобы сэкономить 10% на сайтах и ​​доменах.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть руководство по YouTube.

Что такое автомобильный аккумулятор?

Свинцово-кислотный аккумулятор

Автомобильный аккумулятор на 12 В выглядит примерно так.

Это свинцово-кислотная батарея. Мы называем это свинцово-кислотной батареей, потому что внутри устройства находятся свинцовые пластины, погруженные в кислоту. Это создает химическую реакцию, которая высвобождает энергию и дает нам напряжение и ток.

Химическая реакция

Таким образом, аккумулятор накапливает энергию в виде химической энергии. Не хранит электричество. Эта химическая энергия преобразуется в электрическую, когда нам это нужно. Эта батарея также является перезаряжаемой, если мы подаем на нее электричество, мы можем обратить вспять химическую реакцию и перезарядить батарею.

Зарядка с помощью генератора

Эти типы батарей могут обеспечивать большой ток, особенно по сравнению с типичными бытовыми щелочными батареями меньшего размера.

Мы рассмотрели, как работают щелочные батареи в нашей предыдущей статье, проверьте это ЗДЕСЬ.

Почему в автомобиле используется аккумулятор?

Типичный автомобильный аккумулятор находится в моторном отсеке автомобиля. Аккумулятор сначала используется для запуска двигателя, и он делает это, обеспечивая электричеством небольшой электродвигатель, известный как стартер.Он также подает электричество в систему зажигания, чтобы начать сгорание топлива.

Стартер включает малую шестерню на маховик двигателя. Он поворачивает коленчатый вал, который запускает двигатель внутреннего сгорания, после этого малая шестерня выключается, и двигатель запускается сам по себе. Стартер должен обеспечивать огромное усилие, чтобы вращать маховик, поэтому стартер будет потреблять очень большой ток, возможно, сотни ампер, но всего в течение нескольких секунд.Этот большой ток приведет к уменьшению энергии, хранящейся в батарее. Так что нам нужно снова пополнить его.

Стартер

К двигателю подключен генератор переменного тока. Генератор приводится во вращение двигателем и вырабатывает электричество. Он возвращается в батарею для ее подзарядки.

Генератор

Пока двигатель работает, генератор подзаряжает аккумулятор, но он также обеспечивает электроэнергией такие вещи, как освещение и музыкальная система. Когда потребность в электричестве превышает то, что может обеспечить генератор, аккумулятор обеспечивает дополнительную мощность, которая снова разряжает аккумулятор.

Если двигатель выключен, генератор перестанет вращаться и перезаряжать аккумулятор, поэтому аккумулятор будет обеспечивать полную электрическую мощность до тех пор, пока он не разрядится. На данный момент аккумулятор не может обеспечить достаточно электричества для запуска двигателя, поэтому нам нужно запустить машину от внешнего источника.

Основные части

Давайте взглянем на основные части автомобильного аккумулятора, и тогда мы поймем, как он работает.

Прежде всего, у нас есть пластиковый корпус, в котором собраны все внутренние компоненты.Сверху у нас есть пластиковая крышка и две клеммы, положительная и отрицательная, которые называются клеммами.

Сняв крышку, мы можем заглянуть внутрь. Обратите внимание, что корпус разделен на 6 отдельных камер, каждая из которых разделена пластиковой стенкой. Каждая камера называется ячейкой. Каждая ячейка вырабатывает около 2,1 В постоянного или постоянного тока. Каждая ячейка соединена последовательно, отрицательная часть одной ячейки соединена с плюсом следующей ячейки, что дает нам общее напряжение около 12.6В.

6 отдельных камер

Это то же самое, как если бы вы соединяли бытовые щелочные батареи вместе, их напряжения складываются вместе, чтобы обеспечить более высокое общее напряжение.

Каждая ячейка в батарее соединена с помощью пластинчатой ​​ленты, которая сделана из свинца. Они свариваются через пластиковую стенку, образуя соединение.

Когда мы смотрим на батарею с этой точки зрения, мы видим, что ток течет через элементы батареи от положительного к отрицательному, и это с использованием традиционной теории тока.На самом деле происходит то, что электроны текут в противоположном направлении от отрицательного к положительному. Но мы поговорим об этом немного позже в статье.

Обратите внимание, что в каждой ячейке есть две планки для пластин. Один положительный и один отрицательный. Они называются пластинчатыми лентами, потому что каждая полоса соединена с несколькими пластинами, которые представляют собой листы свинца.

Пластины имеют решетчатую структуру, увеличивающую площадь поверхности. Сетки покрыты пастой из оксида свинца.Паста — это место, где происходит химическая реакция, и мы увидим это чуть позже в статье. Паста действует как губка и впитывает часть электролитной жидкости, что улучшает характеристики аккумулятора. Размер пластины определяет, какой ток может обеспечить батарея, но не меняет напряжение. Используемые материалы и количество пластин определяют напряжение, создаваемое каждой ячейкой. Сетка удерживает пасту на месте, чтобы обеспечить равномерное распределение тока по пластине и помогает транспортировать электроны из батареи и по электрической цепи.

Отрицательная пластина — это анод, и это пластина из чистого свинца, хотя небольшое количество добавок добавлено для упрочнения свинца и защиты его от коррозии. Положительная пластина — это катод, сделанный из оксида свинца. Пластины сделаны из разнородных материалов, которые образуют химическую реакцию и высвобождают электроны. Однако мы не хотим, чтобы положительная и отрицательная пластины соприкасались друг с другом, это может привести к короткому замыканию аккумулятора. Поэтому вместо этого мы помещаем каждую положительную пластину в разделитель конвертов.Это пористый материал, который позволяет ионам проходить сквозь него без прямого контакта материалов друг с другом.

Положительная пластина

Положительная и отрицательная пластины располагаются между собой с небольшим зазором между ними. Затем камера заполняется жидким электролитом, состоящим из серной кислоты и воды. Следовательно, аккумулятор называется свинцово-кислотным.

Положительные и отрицательные

Основы электроэнергетики

Мы хотим кратко рассказать об основах электричества, чтобы вы поняли, как работает аккумулятор в следующей части.

Электроны

Электричество — это поток электронов в цепи. Нам нужно, чтобы много электронов текло в одном направлении через провод, чтобы мы могли размещать на пути электронов предметы, например, лампочки. Электроны должны пройти через это, и при этом они излучают свет. Когда много электронов течет в одном направлении, хорошо называть это током.

Атомы

Каждый материал состоит из атомов. Атомы имеют разное количество протонов, нейтронов и электронов, что и отличает материал.Некоторые материалы, такие как медь, имеют электрон, который может свободно перемещаться к другим атомам. Если мы подключим источник питания, например аккумулятор, к медному проводу, напряжение подтолкнет электроны, и они устремятся к положительной клемме аккумулятора.

Мы сказали, что электроны текут от отрицательного к положительному. Это называется потоком электронов, это теория о том, как работает электричество, и о том, что происходит на самом деле. Но, возможно, вы привыкли видеть обычный ток, который изменяется от положительного к отрицательному, это первоначальная теория, известная как обычный ток.Это было ошибочно доказано Джозефом Томпсоном, который открыл электрон и обнаружил, что они текут от отрицательного к положительному.

Джозеф Томпсон

Однако мы до сих пор используем традиционную теорию тока при проектировании электрических цепей. Если мы посмотрим на эту простую схему, мы всегда должны предположить, что ток течет от положительного к отрицательному, но инженеры и ученые знают, что электроны на самом деле текут в противоположном направлении. Используемые нами электрические формулы будут давать одни и те же ответы независимо от того, в каком направлении течет электричество, так что на самом деле это не имеет значения.

Постоянный ток

Есть два типа электричества: постоянный ток, который мы получаем от батарей. Электроны в этом типе выталкиваются в одном направлении. Это называется постоянным током. Думайте об этом, как о воде, текущей по реке. Другой тип электричества — это переменный или переменный ток, который вы получаете от электрических розеток в своих домах. В этом типе электроны постоянно толкаются и тянутся вперед и назад. Думайте об этом типе как о приливе и отливе моря.

Переменный ток

Когда мы смешиваем вместе определенные материалы, мы можем вызвать химические реакции. Это когда атомы одного материала взаимодействуют с атомами другого материала. Во время этого взаимодействия атомы будут связываться или распадаться. Электроны также могут быть освобождены или захвачены атомами во время реакции.

Химическая реакция

Когда мы говорим об атомах, вы обычно слышите термин «ион». Ион — это атом, у которого неравное количество протонов или электронов. Атом имеет нейтральное изменение, когда у него одинаковое количество протонов и электронов, потому что протоны положительно изменены, а электроны заряжены отрицательно, поэтому они уравновешиваются.Если в атоме больше электронов, чем протонов, то это отрицательный ион. Если в атоме протонов больше, чем электронов, это положительный ион.

Ion

Как это работает

Вместо того, чтобы пытаться понять эту сложную конструкцию, мы собираемся упростить ее до этой простой модели ячейки с одним катодом и анодом.

В этой ячейке у нас есть жидкий электролит, состоящий на 1/3 серной кислоты и 2/3 воды.

У нас есть положительный электрод, который является катодом, он сделан из оксида свинца (PbO ₂ )

У нас есть положительный электрод, который является анодом, он сделан из чистого свинца (Pb)

Катод и анод

Когда эти материалы объединить, мы получим небольшую химическую реакцию между атомами.Мы покажем атомы этих материалов этими цветными сферами.

Положительный катодный вывод оксида свинца (PbO ₂ ) будет реагировать с сульфатом (SO ₄ ^-2 ) в электролите, это сформирует слой сульфата свинца (PbSO4) на катодном выводе. . Во время этой реакции ион кислорода (O ₂ ^-2 ) выбрасывается с катода в электролит. Попадая в электролит, эти ионы кислорода объединяются с ионами водорода (H +) с образованием воды (H ₂ O).

В то же время атомы свинца на аноде будут реагировать с ионами сульфата (SO ₄ ^-2 ) в электролите. Эта реакция приведет к образованию слоя сульфата свинца (PbSO ₄ ) вокруг электрода. Во время этой реакции два электрона высвобождаются и собираются на отрицательной клемме.

Итак, теперь у нас есть скопление электронов на отрицательной клемме. Поскольку электроны заряжены отрицательно, это означает, что у нас есть разница в заряде на двух клеммах, и мы можем измерить это с помощью вольтметра или мультиметра.

Если вы думаете о магните, противоположные концы притягиваются, а одинаковые концы отталкиваются. Электроны заряжены отрицательно, поэтому они отталкиваются друг от друга и притягиваются к положительному полюсу, на котором меньше электронов. Но они не могут этого достичь. Если мы обеспечим путь для электронов, такой как провод, то электроны будут проходить через него, чтобы добраться до положительного вывода. Затем мы можем поместить на пути этих электронов такие предметы, как лампу, и использовать их для выполнения такой работы, как освещение лампы.

Пока существует путь, химическая реакция продолжается, но это не будет длиться вечно. Химические вещества, необходимые для реакции, закончатся. Кислота становится разбавленной и более слабой, и наложения сульфата свинца покрывают оба электрода, это означает, что материалы становятся более похожими, и поэтому химическая реакция становится труднее.

Но, к счастью, эта химическая реакция может быть обращена вспять, поэтому, если мы запитаем аккумулятор электричеством от генератора переменного тока, мы можем начать обратную реакцию.

Может обратная реакция

Электроны входят в отрицательную клемму и снова соединяются с сульфатом свинца, высвобождая сульфат в электролит, оставляя только свинец на отрицательной пластине. Ионы сульфата попадают в электролит и объединяются с ионом водорода, высвобождая ион кислорода, так что кислота электролита становится сильнее. Ион кислорода соединяется со свинцом, образуя оксид свинца, который высвобождает сульфат обратно в электролит, снова делая его сильнее.

Если мы оставим батарею полностью разряжаться слишком долго или слишком много раз, будет очень трудно обратить вспять химическую реакцию.Кроме того, слой сульфата может оторваться от электродов и акклиматизироваться на дне батареи, что означает, что он больше не участвует в химической реакции, поэтому батарею необходимо отремонтировать или заменить.

Итак, когда мы посмотрим на батарею, эта химическая реакция происходит между каждой пластиной в каждой ячейке, чтобы обеспечить ток в сотни ампер для запуска стартера, а также обеспечить напряжение для питания фонарей и т. Д. Затем он перезаряжается с помощью генератор.

Проверка автомобильного аккумулятора мультиметром

Чтобы проверить напряжение автомобильного аккумулятора, мы просто переключаемся на настройку постоянного напряжения на нашем мультиметре, а затем подключаем красный провод к положительному, а черный провод к отрицательному. Мы должны увидеть напряжение около 12,6 В, если оно ниже 12, значит, батарея не работает должным образом.

Двигатель выключен

Когда мы заводим автомобиль, напряжение падает, потому что стартер потребляет большой ток. Напряжение упадет примерно до 11 вольт, если оно упадет ниже примерно 10 вольт, аккумулятор не работает должным образом.

Запуск двигателя

После того, как двигатель заработал, генератор переменного тока должен вырабатывать электричество, поэтому мы должны увидеть более высокое напряжение около 14 вольт, потому что генератор перезаряжает батарею, и напряжение должно быть выше, чтобы заставить электроны вернуться и обратная химическая реакция.

Engine Running

Но теперь, когда вы все заряжены, зайдите на сайт squarespace.com, чтобы создать свое собственное присутствие в Интернете, в котором есть множество функций, позволяющих людям запускать, публиковать и продвигать свои собственные проекты.

Есть мощные инструменты для ведения блога, позволяющие демонстрировать фотографии и видео из ваших проектов, а также обновлять информацию о ходе работы.

Вы можете легко запланировать встречи на занятиях и занятия с членами команды и клиентами с помощью встроенного инструмента. И вы даже можете собирать платежи или пожертвования, чтобы поддержать свое дело.

Зайдите на squarespace.com, чтобы получить бесплатную пробную версию, а когда будете готовы к запуску, перейдите на squarespace.com/engineeringmindset, чтобы сэкономить 10% на первой покупке веб-сайта или домена.

---

Как работают батареи? | Живая наука

Батарейки везде. Современный мир зависит от этих портативных источников энергии, которые можно найти во всем: от мобильных устройств до слуховых аппаратов и автомобилей.

Но, несмотря на то, что они широко используются в повседневной жизни людей, батарейкам часто не уделяют должного внимания. Подумайте об этом: вы действительно знаете, как работает аккумулятор? Не могли бы вы объяснить это кому-нибудь другому?

Вот краткое изложение научных данных об источниках энергии для смартфонов, электромобилей, кардиостимуляторов и многого другого.[Тест: электрические и газовые автомобили]

Анатомия аккумулятора

Большинство аккумуляторов состоят из трех основных частей: электродов, электролита и сепаратора, по словам Энн Мари Састри, соучредителя и генерального директора Sakti3, базирующейся в Мичигане. запуск аккумуляторных технологий.

В каждой батарее по два электрода. Оба изготовлены из токопроводящих материалов, но выполняют разные функции. Один электрод, известный как катод, подключается к положительному концу батареи и является местом, где электрический ток выходит (или электроны входят) в батарею во время разряда, когда батарея используется для питания чего-либо.Другой электрод, известный как анод, подключается к отрицательному полюсу батареи и является местом, где электрический ток входит (или электроны покидают) батарею во время разряда.

Между этими электродами, а также внутри них находится электролит. Это жидкое или гелеобразное вещество, содержащее электрически заряженные частицы или ионы. Ионы соединяются с материалами, из которых состоят электроды, производя химические реакции, которые позволяют батарее генерировать электрический ток.[Взгляд изнутри на работу батарей (инфографика)]

Типичные батареи питаются за счет химической реакции. [См. Полную инфографику] (Изображение предоставлено Карлом Тейтом, художником по инфографике)

Последняя часть батареи, разделитель, довольно проста. Роль сепаратора состоит в том, чтобы удерживать анод и катод отдельно друг от друга внутри батареи. По словам Састри, без разделителя два электрода соприкоснутся, что приведет к короткому замыканию и нарушит нормальную работу батареи.

Как это работает

Чтобы представить себе, как работает батарейка, представьте, как вы вставляете щелочные батарейки, такие как двойные AA, в фонарик. Когда вы вставляете эти батарейки в фонарик, а затем включаете его, на самом деле вы замыкаете цепь. Сохраненная в батарее химическая энергия преобразуется в электрическую, которая выходит из батареи в основание лампы фонарика, заставляя ее загораться. Затем электрический ток снова входит в батарею, но на противоположном конце от того места, где он выходил изначально.

Все части аккумулятора работают вместе, чтобы фонарик загорался. Электроды в батарее содержат атомы определенных проводящих материалов. Например, в щелочной батарее анод обычно изготавливается из цинка, а диоксид марганца действует как катод. Электролит между этими электродами и внутри них содержит ионы. Когда эти ионы встречаются с атомами электродов, между ионами и атомами электродов происходят определенные электрохимические реакции.

Серия химических реакций, протекающих в электродах, вместе известна как окислительно-восстановительные (окислительно-восстановительные) реакции.В батарее катод известен как окислитель, потому что он принимает электроны от анода. Анод известен как восстановитель, потому что он теряет электроны.

В конечном итоге эти реакции приводят к потоку ионов между анодом и катодом, а также к освобождению электронов от атомов электрода, — сказал Састри.

Эти свободные электроны собираются внутри анода (нижняя плоская часть щелочной батареи). В результате два электрода имеют разные заряды: анод становится отрицательно заряженным, когда высвобождаются электроны, а катод становится положительно заряженным, поскольку электроны (которые заряжены отрицательно) потребляются.Эта разница в заряде заставляет электроны двигаться к положительно заряженному катоду. Однако у них нет возможности попасть внутрь батареи, потому что разделитель не позволяет им сделать это.

Когда вы щелкаете выключателем на фонарике, все меняется. У электронов теперь есть путь к катоду. Но сначала они должны пройти через основание лампы фонарика. Схема замыкается, когда электрический ток снова входит в батарею через верхнюю часть батареи у катода.

Перезаряжаемые и неперезаряжаемые

Для первичных батарей, например, в фонарике, реакции, питающие батарею, в конечном итоге прекратятся, а это означает, что электроны, которые обеспечивают батарею ее зарядом, больше не будут создавать электрический ток. Когда это происходит, аккумулятор разряжен или «мертв», — сказал Састри.

Вы должны выбросить такие батареи, потому что электрохимические процессы, которые заставили батарею производить энергию, не могут быть обращены вспять, объяснил Састри.Однако электрохимические процессы, происходящие во вторичных или перезаряжаемых батареях, можно обратить вспять, подав в батарею электрическую энергию. Например, это происходит, когда вы подключаете аккумулятор мобильного телефона к зарядному устройству, подключенному к источнику питания.

Некоторые из наиболее распространенных используемых сегодня вторичных батарей — это литий-ионные (литий-ионные) батареи, от которых питается большинство бытовых электронных устройств. Эти батареи обычно содержат угольный анод, катод из диоксида лития-кобальта и электролит, содержащий соль лития в органическом растворителе.Другие перезаряжаемые батареи включают никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металлогидридные (NiMH) батареи, которые можно использовать в таких вещах, как электромобили и беспроводные электроинструменты. Свинцово-кислотные (Pb-кислотные) батареи обычно используются в автомобилях и других транспортных средствах для запуска, освещения и зажигания.

Все эти аккумуляторные батареи работают по одному и тому же принципу, сказал Састри: когда вы подключаете батарею к источнику питания, поток электронов меняет направление, и анод и катод возвращаются в свое исходное состояние.[10 лучших подрывных технологий]

Battery lingo

Хотя все батареи работают более или менее одинаково, разные типы батарей имеют разные характеристики. Вот несколько терминов, которые часто встречаются при любом обсуждении батарей:

Напряжение : Когда дело доходит до батарей, напряжение — также известное как номинальное напряжение ячейки — описывает величину электрической силы или давления, при которой свободные электроны — переходите от положительного полюса батареи к отрицательному, — пояснил Састри.В батареях с более низким напряжением ток выходит из батареи медленнее (с меньшей электрической силой), чем в батареях с более высоким напряжением (с большей электрической силой). Батареи в фонарике обычно имеют напряжение 1,5 В. Однако, если в фонарике используются две батареи последовательно, эти батареи или элементы имеют общее напряжение 3 вольта.

Свинцово-кислотные батареи, подобные тем, которые используются в большинстве неэлектрических автомобилей, обычно имеют напряжение 2,0 вольт. Но обычно в автомобильном аккумуляторе последовательно соединено шесть таких элементов, поэтому вы, вероятно, слышали, что такие аккумуляторы называются 12-вольтовыми батареями.

Литий-кобальтооксидные батареи — наиболее распространенный тип литий-ионных батарей, используемых в бытовой электронике, — имеют номинальное напряжение около 3,7 вольт, сказал Састри.

Ампер : Ампер или ампер — это мера электрического тока или количества электронов, которые проходят через цепь в течение определенного периода времени.

Емкость : Емкость, или емкость элемента, измеряется в ампер-часах, то есть количество часов, в течение которых батарея может подавать определенное количество электрического тока, прежде чем ее напряжение упадет ниже определенного порога, согласно сообщению Райса. Кафедра электротехники и вычислительной техники университета.

9-вольтовая щелочная батарея, используемая в портативных радиоприемниках, рассчитана на 1 ампер-час, что означает, что эта батарея может непрерывно обеспечивать один ампер тока в течение 1 часа, прежде чем она достигнет порогового значения напряжения и будет считаться разряженной.

Плотность мощности : Плотность мощности описывает количество энергии, которое батарея может выдать на единицу веса, сказал Састри. По словам Састри, для электромобилей важна плотность мощности, потому что она показывает, насколько быстро автомобиль может разогнаться от 0 до 60 миль в час (97 км / ч).Инженеры постоянно пытаются найти способы уменьшить размеры батарей без уменьшения их удельной мощности.

Плотность энергии : Плотность энергии описывает, сколько энергии способна отдавать батарея, деленное на ее объем или массу, сказал Састри. Это число соответствует вещам, которые имеют большое влияние на пользователей, например, сколько времени вам нужно пройти, прежде чем зарядить свой мобильный телефон, или как далеко вы можете проехать на электромобиле, прежде чем остановиться, чтобы подключить его.

Follow Elizabeth Palermo @ techEpalermo .Следите за Live Science @livescience , Facebook и Google+ .

Дополнительные ресурсы

Что такое свинцово-кислотная батарея? Строительство, работа, разгрузка и подзарядка

Определение: Батарея, в которой используется губчатый свинец и перекись свинца для преобразования химической энергии в электрическую, такой тип батареи называется свинцово-кислотной батареей.Свинцово-кислотные батареи чаще всего используются на электростанциях и подстанциях, поскольку они имеют более высокое напряжение элементов и более низкую стоимость.

Строительство свинцово-кислотной батареи

Различные части свинцово-кислотной батареи показаны ниже. Емкость и пластины являются основной частью свинцово-кислотного аккумулятора. В контейнере хранится химическая энергия, которая с помощью пластин преобразуется в электрическую.

1. Контейнер — Контейнер свинцово-кислотной батареи изготовлен из стекла, облицованной свинцом древесины, эбонита, твердой резины или битумного компаунда, керамических материалов или формованных пластиков и установлен сверху, чтобы избежать разряда электролита.Внизу контейнера есть четыре ребра, на два из которых опирается положительная пластина, а другие поддерживают отрицательные пластины.

Призма служит опорой для пластин и в то же время защищает их от короткого замыкания. Материал, из которого изготовлены контейнеры для аккумуляторов, должен быть стойким к серной кислоте, не должен деформироваться, быть пористым или содержать примеси, которые могут повредить электролит.

2. Пластина — Пластина свинцово-кислотного элемента имеет разнообразную конструкцию, и все они представляют собой некоторую форму сетки, которая состоит из свинца и активного материала.Сетка необходима для проведения электрического тока и равномерного распределения тока по активному материалу. Если ток распределяется неравномерно, активный материал ослабнет и выпадет.

Сетки изготовлены из сплава свинца и сурьмы. Обычно их делают с поперечным ребром, которое пересекает места под прямым углом или по диагонали. Решетки для положительных и отрицательных пластин имеют одинаковую конструкцию, но сетки для отрицательных пластин сделаны легче, поскольку они не так важны для равномерного прохождения тока.

Пластины аккумулятора бывают двух типов. Они представляют собой формованные пластины или пластины для растений, а также наклеенные пластины или пластины.

Пластины

Plante используются в основном для стационарных аккумуляторов, поскольку они тяжелее и дороже наклеенных пластин. Но пластины более прочные и менее подвержены потере активного материала из-за быстрой зарядки и разрядки. Пластина саженцев имеет низкую удельную массу.

Процесс Faure больше подходит для изготовления отрицательных пластин, чем положительных пластин.Отрицательный активный материал довольно прочен и претерпевает сравнительно небольшие изменения при зарядке и разрядке.

3. Активный материал — Материал в элементе, который принимает активное участие в химической реакции (поглощение или выделение электрической энергии) во время зарядки или разрядки, называется активным материалом элемента. Активные элементы свинцово-кислотной

1. Перекись свинца (PbO ₂ ) — образует активный положительный материал.PbO ₂ — это метла из темного шоколада.
2. Губчатый свинец — Его форма — активный отрицательный материал. Он серого цвета.
3. Разбавленная серная кислота (H ₂ SO ₄ ) — Используется в качестве электролита. Он содержит 31% серной кислоты.

Пероксид свинца и губчатый свинец, которые образуют отрицательные и положительные активные материалы, имеют небольшую механическую прочность и поэтому могут использоваться отдельно.

4.Сепараторы — Сепараторы представляют собой тонкие листы из непроводящего материала, изготовленные из химически обработанного свинца, пористой резины или матов из стекловолокна, которые помещаются между положительным и отрицательным полюсом, чтобы изолировать их друг от друга. Сепараторы имеют вертикальные канавки с одной стороны и гладкие с другой.

5. Клеммы аккумулятора — Аккумулятор имеет две клеммы: положительный и отрицательный. Положительный вывод диаметром 17,5 мм вверху немного больше отрицательного вывода, диаметр которого составляет 16 мм.

Принцип работы свинцово-кислотной батареи

Когда серная кислота растворяется, ее молекулы распадаются на положительные ионы водорода (2H ⁺ ) и отрицательные ионы сульфата (SO ₄ ^— ) и свободно перемещаются. Если два электрода погружены в растворы и подключены к источнику постоянного тока, тогда ионы водорода заряжаются положительно, перемещаются к электродам и подключаются к отрицательному выводу источника питания. Отрицательно заряженные ионы SO ₄ ^— перемещаются к электродам, подключенным к положительной клемме питающей сети (т.е.е., анод).

Каждый ион водорода забирает один электрон с катода, а каждый ион сульфата забирает два отрицательных иона с анодов и реагирует с водой, образуя серную и водородную кислоты.

Кислород, который образуется из вышеприведенного уравнения, реагирует с оксидом свинца и образует пероксид свинца (PbO ₂ .) Таким образом, во время зарядки свинцовый катод остается свинцом, но свинцовый анод превращается в пероксид свинца шоколадного цвета.

Если источник питания постоянного тока отключен и вольтметр подключается между электродами, он покажет разность потенциалов между ними.Если провод соединяет электроды, то ток будет течь от положительной пластины к отрицательной через внешнюю цепь, то есть ячейка способна обеспечивать электрическую энергию.

Химическое воздействие во время разряда

Когда ячейка полностью разряжена, анодом является перекись свинца (PbO ₂ ), а катодом — металлический губчатый свинец (Pb). Когда электроды соединены через сопротивление, разряд ячейки и электроны текут в направлении, противоположном направлению заряда.

Ионы водорода перемещаются к аноду и, достигая анодов, получают один электрон от анода и становятся атомом водорода. Атом водорода контактирует с PbO ₂ , поэтому он атакует и образует сульфат свинца (PbSO ₄ ) беловатого цвета и воду в соответствии с химическим уравнением.

Каждый сульфат-ион (SO ₄ ^—) движется к катоду и, достигнув там двух электронов, становится радикальным SO ₄ , атакует металлический свинцовый катод и образует сульфат свинца беловатого цвета в соответствии с химическим уравнением.

Химическое воздействие при подзарядке

Для подзарядки анод и катод подключаются к положительной и отрицательной клеммам сети постоянного тока. Молекулы серной кислоты распадаются на ионы 2H ⁺ и SO ₄ ^— . Положительно заряженные ионы водорода движутся к катодам, получают оттуда два электрона и образуют атом водорода. Атом водорода реагирует с катодом из сульфата свинца, образуя свинец и серную кислоту в соответствии с химическим уравнением.

SO ₄ ^— ион движется к аноду, отдает свои два дополнительных электрона, становится радикалом SO ₄ , вступает в реакцию с анодом из сульфата свинца и образует пероксид свинца и серную кислоту свинца в соответствии с химическим уравнением. разрядка представлена ​​одним обратимым уравнением, приведенным ниже.

Уравнение должно быть направлено вниз при разрядке и вверх при подзарядке.

Другие аккумуляторные батареи | Введение в химию

Цель обучения

• Обсудить общие характеристики аккумуляторов

---

Ключевые моменты

• Перезаряжаемые батареи накапливают энергию за счет обратимой химической реакции, которая позволяет снова сохранять заряд после того, как батарея разряжена.
• Перезаряжаемые батареи имеют более низкую общую стоимость использования и меньшее воздействие на окружающую среду, чем одноразовые батареи, поэтому, возможно, поэтому спрос на аккумуляторные батареи в США растет намного быстрее, чем спрос на неперезаряжаемые батареи.
• Общие типы аккумуляторных батарей: свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлогидридные (NiMH), литий-ионные (Li-ion), литий-ионные полимерные (LiPo) и перезаряжаемые щелочные батареи.

---

Условия

• плотность энергии: Количество энергии, которое может храниться в зависимости от объема батареи.
• вторичный элемент: Электрический элемент, который можно перезаряжать, поскольку он преобразует химическую энергию в электрическую с помощью обратимой химической реакции.

---

Аккумуляторы

Перезаряжаемая батарея — это тип электрической батареи, состоящей из одного или нескольких электрохимических элементов. Он известен как вторичный элемент, потому что его электрохимические реакции электрически обратимы. Другими словами, после того, как накопленный заряд был истощен, химические реакции батареи могут произойти снова, в обратном порядке, чтобы сохранить новый заряд.Спрос на аккумуляторные батареи в США растет вдвое быстрее, чем спрос на неперезаряжаемые батареи, отчасти потому, что аккумуляторные батареи оказывают меньшее воздействие на окружающую среду и общую стоимость использования, чем одноразовые.

Сетевые накопители энергии используют перезаряжаемые батареи для выравнивания нагрузки. Выравнивание нагрузки включает в себя хранение электроэнергии для использования в период пиковой нагрузки. Заряжая батареи в периоды низкого потребления электроэнергии для использования в периоды высокого спроса, выравнивание нагрузки помогает устранить необходимость в дорогостоящих пиковых электростанциях и помогает снизить стоимость генераторов в течение большего количества часов работы.

Конструкция аккумуляторной батареи

Как и все батареи, аккумуляторные батареи состоят из анода, катода и электролита. Во время зарядки материал анода окисляется, образуя электроны, а катод восстанавливается, потребляя электроны.

Зарядка аккумулятора Схема зарядки аккумулятора.

Эти электроны составляют ток во внешней цепи. Электролит может служить простым буфером для внутреннего потока ионов между электродами, как в литий-ионных и никель-кадмиевых элементах, или он может быть активным участником электрохимической реакции, как в свинцово-кислотных элементах.

Типы аккумуляторных батарей

В аккумуляторных батареях обычно используется несколько различных комбинаций химикатов. Различные типы включают свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлогидридные (NiMH), литий-ионные (Li-ion), литий-ионные полимерные (LiPo) и перезаряжаемые щелочные батареи.

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи, изобретенные в 1859 году французским физиком Гастоном Планте, являются старейшим типом аккумуляторных батарей. Их способность обеспечивать высокие импульсные токи означает, что элементы поддерживают относительно большое отношение мощности к весу.Эти особенности, наряду с их низкой стоимостью, делают их привлекательными для использования в автомобилях, требующих больших токов.

Никель-металлогидридные батареи

Никель-металлогидридная батарея, сокращенно NiMH или Ni-MH, очень похожа на никель-кадмиевый элемент (NiCd). В NiMH батареях используются положительные электроды из оксигидроксида никеля (NiOOH), как и в NiCd, но для отрицательных электродов используется сплав, поглощающий водород, а не кадмий. Аккумулятор NiMH может иметь емкость в два-три раза больше, чем аккумулятор NiCd аналогичного размера, а его плотность энергии приближается к плотности литий-ионного элемента.

Литий-ионные батареи

Литий-ионный аккумулятор — это семейство аккумуляторных батарей, в которых ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному во время разряда и обратно при зарядке. Отрицательный электрод обычного литий-ионного элемента сделан из углерода. Положительный электрод представляет собой оксид металла, а электролит представляет собой соль лития в органическом растворителе. Это один из самых популярных типов аккумуляторных батарей для портативной электроники, с одной из лучших плотностей энергии и лишь медленной потерей заряда, когда они не используются.Литий-ионные аккумуляторы дороже никель-кадмиевых аккумуляторов, но работают в более широком диапазоне температур, при этом они меньше и легче. Они хрупкие и поэтому нуждаются в схеме защиты для ограничения пикового напряжения.

Литий-ионные полимерные батареи

Литий-ионные полимерные (LiPo) батареи

обычно состоят из нескольких идентичных вторичных элементов, включенных параллельно, чтобы увеличить ток разряда. Они часто доступны в серии «упаковок» для увеличения общего доступного напряжения.Их основное отличие от литий-ионных аккумуляторов заключается в том, что их электролит из литиевой соли не содержится в органическом растворителе. Вместо этого он находится в твердом полимерном композите, таком как полиэтиленоксид или полиакрилонитрил. Преимущества LiPo по сравнению с литий-ионной конструкцией включают потенциально более низкую стоимость производства, приспособляемость к большому разнообразию форм упаковки, надежность и прочность. Их главный недостаток — меньший заряд.

Щелочные батареи

Существуют также перезаряжаемые формы щелочных батарей, которые представляют собой тип первичных батарей, зависящих от реакции между цинком (Zn) и диоксидом марганца (MnO ₂ ).Они производятся полностью заряженными и способны нести свой заряд в течение многих лет, дольше, чем большинство никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов, которые саморазряжаются. Перезаряжаемые щелочные батареи также могут иметь высокую эффективность перезарядки и оказывать меньшее воздействие на окружающую среду, чем одноразовые элементы.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Что происходит внутри аккумуляторной батареи?

Механизм разгрузки

Разряд забрать электричество из аккумулятора.Электрохимические реакции происходят в первичных или перезаряжаемых батареях, и в результате этих реакций испускаются электроны. Мы объясним, как электричество генерируется в результате электрохимической реакции в батарее.

В аккумуляторной батарее есть положительный и отрицательный электроды. Отрицательный электрод излучает электроны в результате реакции окисления, вызванной связыванием с кислородом. С другой стороны, реакция восстановления происходит за счет поглощения электронов на положительном электроде. Другими словами, избыточные электроны, генерируемые на отрицательном электроде, перемещаются, чтобы компенсировать недостающие электроны за счет реакции восстановления, которая происходит на положительном электроде.

Окислительно-восстановительная реакция, происходящая на каждом электроде, различается в зависимости от материала электрода и раствора электролита. Эти химические реакции продолжаются до тех пор, пока не перестанет существовать необходимое для реакции вещество. Другими словами, аккумулятор может вырабатывать электричество до полной разрядки.

Механизм заряда

С другой стороны, зарядка отправляет электричество в аккумуляторные батареи для повторного использования. В полностью разряженной батарее вещества в батарее поддерживают химическое равновесие без каких-либо электрохимических реакций.Однако можно вернуться в состояние до разряда, вызвав химическую реакцию, которая отводит электричество от положительного электрода и отдает электроны отрицательному электроду.

На положительном электроде происходит реакция окисления, а на отрицательном электроде за счет разряда — реакция восстановления. Электроны, посланные от внешнего источника питания, вызывают обратную электрохимическую реакцию в аккумуляторной батарее. С другой стороны, первичные батареи нельзя заряжать.Поскольку химическая реакция является необратимой или стоимость зарядки высока, даже если это обратимая реакция, она является одноразовой.

Химическая реакция и электрические характеристики во время заряда и разряда

Теперь мы представляем примеры химических реакций во время заряда / разряда и электрические характеристики различных батарей с точки зрения «электрохимии».

Сначала мы объясним химическую реакцию внутри аккумуляторной батареи на примере NiMH (никель-металлогидридная батарея).Соединение никелевой кислоты используется для положительного электрода, а сплав для хранения водорода используется для отрицательного электрода в NiMH. Во время зарядки молекулы воды образуются из гидроксид-ионов на положительном электроде. Молекулы воды разлагаются на атомы водорода и ионы гидроксида на отрицательном электроде, а атомы водорода хранятся в сплаве для хранения водорода. Формула химической реакции выглядит следующим образом (M означает сплав для хранения водорода).

Во время разряда ионы гидроксида генерируются из молекул воды на положительном электроде, и они перемещаются от положительного электрода к отрицательному электроду в электролите.Ионы гидроксида, перенесенные на отрицательный электрод, принимают ионы водорода из сплава для хранения водорода и возвращаются к молекулам воды. Формула химической реакции выглядит следующим образом.

Если эта реакция записана в формуле электрохимического равновесия, она принимает следующий вид.

Эта вторая строка описывает стандартный электродный потенциал E ⁰ электрохимической реакцией. Электрические характеристики батареи можно описать стандартным электродным потенциалом, который теоретически может выдавать потенциал.

Электроэнергия вырабатывается в результате химической реакции в батарее. А количество поставляемой электроэнергии зависит от типа аккумулятора. Так же, как атомы и молекулы обладают индивидуальностью, энергия генерируемых электронов также зависит от электрохимической реакции.

Теоретическая электродвижущая сила определяется разностью электрических потенциалов, создаваемых комбинацией материалов положительного и отрицательного электродов. Это стандартный электродный потенциал.Тогда энергия электронов, генерируемых на каждом полюсе, определяется потенциалом, измеренным с помощью SHE (стандартного водородного электрода). «vs. ОНА» означает «СТАНДАРТ ОНА».

Например, в случае литий-ионной аккумуляторной батареи, если вы используете кобальтит лития (LiCoO ₂ ) для положительного электрода и углерод для отрицательного электрода для извлечения электронов из лития, разница электрического потенциала с SHE составляет +0,87 V для положительного электрода и -2,83 для отрицательного электрода.Стандартный электродный потенциал составляет 0,87 — (-2,83) = 3,7 В относительно SHE.

Аналогично, 1,32 В относительно SHE для NiCd (никель-кадмиевых) батарей и 1,55 В относительно SHE для NiMH аккумуляторов. Однако ЭДС никель-кадмиевого аккумулятора и никель-металлгидридного аккумулятора составляет около 1,2 В, что немного ниже теоретических значений.

В свинцовых аккумуляторных батареях, которые часто используются в автомобильных аккумуляторах, в качестве положительного электрода используется диоксид свинца (PbO ₂ ). и свинец (Pb) для отрицательного электрода.Тогда стандартный электродный потенциал положительного электрода стандарта SHE составляет 1,70, а отрицательного электрода -0,35, это будет около 2,0 В относительно SHE. Это значение практически совпадает с номинальным значением электродвижущей силы свинцовой аккумуляторной батареи.

Стандартные электродные потенциалы каждой батареи приведены в таблице 1.

Ну а что нам улучшить электродвижущую силу? Для литий-ионных аккумуляторов потенциал, при котором Li испускает электроны, составляет примерно -3.0 В против SHE, так что почти достиг теоретического предела. Следовательно, нет другого выбора, кроме как поднять потенциал с положительной стороны. В качестве другого варианта мы рассматриваем одну батарею как единицу, называемую «ячейкой». Напряжение можно увеличить, подключив несколько ячеек последовательно. Например, в случае свинцовой аккумуляторной батареи одна ячейка имеет напряжение 2 В, поэтому в случае автомобильной батареи на 12 В. шесть элементов подключаются последовательно. То же самое и с портативным компьютером. Например, ЭДС реализуется подключением трех литий-ионных аккумуляторов последовательно в случае 10.Привод 8 В.

Наконец, я объясню эффект памяти. Эффект памяти вызывает падение напряжения аккумулятора в случае никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов, если аккумулятор заряжается до полной разрядки. Это называется эффектом памяти, потому что он основан на эффектах предыдущей разрядной ситуации. При зарядке до полной разрядки напряжение, необходимое для работы, не может быть получено в случае оборудования, требующего высокого напряжения, такого как цифровая камера. Известно, что он восстанавливается после полной разрядки, но мы не уверены, почему существуют эффекты памяти.

С другой стороны, литий-ионные батареи не обладают эффектом памяти и подходят для многократного использования. Однако как для положительных, так и для отрицательных электродов происходит реакция интеркаляции, в которой Li + входит и выходит из зазора в материале структуры электрода. Это заставляет материал электрода слегка расширяться и сжиматься из-за заряда и разряда. Но он стабильнее других аккумуляторов.

Структура батареи редко нарушается реакцией интеркаляции.Однако используемый материал разрушается и расширяется из-за осаждения металлического лития, потому что перезарядка или переразрядка повторяются. В результате аккумуляторная батарея смартфона, в котором используется литий-ионный аккумулятор, расширяется, а иногда воспламеняется или взрывается.

Соответствующие технические знания

Рекомендуемые товары

Продукты

Matsusada могут использоваться во всех типах аккумуляторных батарей и конденсаторов для разработки, оценки и тестирования.

Ссылка (японский сайт)

Литий-ионный аккумулятор

	В настоящее время (окт. 2009 ) мир в целом в агонии финансового кризиса; до и после этого было (и будет) потрясен энергетическим кризисом . Статьи «Тераватт вызов »и« Энергия планета «дают некоторые предыстории, представляющие особый интерес для Материалов Студенты естественных и инженерных специальностей.
		Каждый начинающий инженер, конечно, знает, что автомобили в ближайшем будущем будут работать с электрически , питаться от аккумуляторов — по крайней мере, это неизбежно Заключение, если вы просто время от времени читаете газету или слушаете новости.
		Это правда? Мы все будем ездить на электричестве? автомобили (или, по крайней мере, серьезные гибриды) через несколько лет, которые имеют примерно одинаковую стоимость / производительность отношения, чем нынешние автомобили с бензиновым двигателем? Этот модуль будет предоставьте несколько основных моментов для размышления над этим вопросом.
	Во-первых, мы понимаем, что источник энергии в будущая машина будет литий-ионный аккумулятор ? Это почему? Мы узнаем вспомнить некоторые основные факты об автомобилях и провести небольшую викторину.
	Прежде чем продолжить чтение, вам следует попытайтесь найти ответы самостоятельно, выполнив предельно простые, но очень полезные осветительные викторины (слишком простые, чтобы называть их «упражнением») предоставлено в ссылках.
		Тест 1 Сколько энергии содержится в на 1 литр бензина? Узнайте, используя данные, которые вы знаете о своей машине.
		То, что вы могли получить, показано в следующей таблице.
		Известный Свойство Единицы СИ Глупые единицы Пробег 10 км / л 23,5 миль / галлон Диапазон с полным баком 500 км 311 миль Мощность двигателя P 100 кВт 135 л.с. или лошадиных сил Средняя скорость движения 500 км 120 км / ч 74.6 миль / ч Средний объем используемого двигателя 50% Средний КПД ч используемого двигателя 0,3 или 33% Время т до покрытия 500 км 4,17 ч Энергия E израсходовано = 0,5 Пт 208 кВтч Energy E G содержится в 1 л бензина = E /50 л · ч 12.6 кВтч / л
	Неплохо! «Официальный» номер E G »10 кВтч / л .
		Знак «» »указывает на (небольшие) различия между премиум, дизелем и тд. Какая разница. Нас беспокоит только порядков здесь.
	Удельная энергия около 10 кВтч / л a большой или малый номер? Узнай себя в следующем викторина:
		Тест 2 Насколько велики или малы 10 кВтч / л — по сравнению с известной энергией (плотностью).
		Вот несколько ответов: 1 кВтч энергия хранится или используется в 0,1 л бензин Большой ( 85 Ач ) грузовой аккумулятор. 0,25 кг сухая древесина 7,3 т H 2 O в резервуаре высотой 50 м разница. Вес 367 т поднят до 1 м . 9,5 л доведен до кипения ( 100 o C ) от 10 o С . 100 ч езды на велосипеде при 100 Вт использует 10 кВтч , движется у вас около 2.000 км , а отрабатывает около 17 биг-маков .
	Другими словами: химическая энергия, содержащаяся в бензин абсолютно огромен по сравнению с типичные механические энергии, с которыми мы можем иметь прямое отношение! Это, кстати, больше, чем энергия, запасенная в 1 кг твердого фугасного взрывчатого вещества.
	Так какова плотность энергии у приличного аккумулятора? Смотря как. Вы имеете в виду энергию за литр или за килограмм ? Там есть большая разница с точки зрения пользователя.
		Если вы думаете об электромобилях, то вес аккум это какой ты обеспокоен.Громкость не так уж и важна. У тебя много места потому что вам больше не нужен громоздкий двигатель, трансмиссия, трансмиссия и т. д. на. Электродвигатели намного меньше сопоставимых бензиновых аналогов.
		Если вы хотите привести подводную лодку в действие, то это наоборот вокруг. Если батареи слишком легкие, у вас возникнут проблемы с «утопить» его. Если вы хотите зарядить свой мобильный телефон, это громкость, которую вы обеспокоен.Если вы хотите хранить огромное количество энергии (например, чтобы получить ночью, если ваш основной источник энергии — солнечные батареи), вес и объем не ограничен — цена есть!
	Давайте посмотрим на оба конкретных плотности энергии на одной диаграмме
		Похоже, лучшее, что мы можем придумать, есть в настоящее время (окт. 2009 ) ионный аккумулятор Li с удельной емкостью около 0,5 кВтч на литр или 0,15 кВтч за кг . Другими словами: 1 л г. бензин превосходит лучшую батарею в 20 раз к удельному объему и более чем в 100 с учетом удельный вес.
	Хорошо — это просто означает, что нам нужно найти место для Li ионный аккумулятор объемом 1000 л или 1 м x 1 м x 10 см запустить машину.Это должно быть возможно в машине приличных размеров.
		К сожалению, если мы посмотрим на Цифра, вес такой батареи будет около 3000 кг или около того (и цена была бы совершенно непомерно высокой). В два раза больше твоего старомодного стандартная машина!
	Вывод простой:
		Если в ближайшем будущем автомобили будут питаться от аккумуляторов будущее, нам нужно улучшить батареи как минимум на фактор 5 или около того по отношению к плотности энергии.
	Как ученый-материаловед, вы теперь задаетесь вопросом, что точно определяет плотность энергии батареи. Чтобы узнать, нам нужно посмотрите на основной принцип работы аккумулятора.
	Энергия, запасенная в батарее, — это химическая энергия, то есть энергия, выделяемая в результате химической реакции. Мы будем рассматривать только Аккумуляторы на базе Li здесь, так что у нас есть реакция принадлежащий тип:
		Li + Ф Û LiF + 5,4 эВ
	Итак, возьмите кусок Li и «кусок» F , отделите его электролитом, который не может пройти электроны, а только ионы, поместите его в коробку с контактами к Li и F — у вас есть аккумулятор.
		Это, конечно, не так просто. Общий принцип заставить электроны пройти через внешнюю цепь из одной реакции партнером к другому, в то время как ионы движутся через электролит. конечно правильно. Но:
		Как удерживать (очень агрессивный) газ и контактировать с ним, например Ф 2 ? Как предотвратить реакцию Li с кислородом воздуха? Будет ли реакция действительно иметь место? Будет кусок металлик Li в атмосфере F 2 начинают реагировать без «сработало» каким-то образом (например, H 2 + O 2 ? Можно ли обратить реакцию вспять, пропустив ток через батарею, я.е. зарядить снова? и так далее. и так далее.
	Сделать настоящую батарею из « Li ion » не так уж и просто — Point 2 всегда будет проблемой, например, требовать герметичного уплотнения и большого количества функции безопасности.
		Итак, давайте посмотрим на принцип работы ионно-литиевой батареи в самых общих чертах.
	У нас есть отрицательный электрод , также называемый анод , где Li присутствует как «металл».
				Термин отрицательный электрод прозрачный. Li атомов включены или интеркалированный в материал электрода должен оставить электрон обратно, чтобы они могли двигаться как Li + ион через электролит, если аккумулятор разряжен, и, таким образом, подает энергию во внешний мир.
				Но почему его еще называют анод ? Разве анод не всегда положительный полюс к чему текут электроны?
				Да — но только за пределами аккумулятор, как показано на схеме. Внутри В аккумуляторе электроны (или отрицательные заряды) должны течь от плюс до минус . Батарея ведь электронная насос, который перемещает электроны «вверх» на высокий энергетический уровень, с которого они могут «стекать» к положительному полюсу
				Конечно, это не электроны текут от плюса к минусу внутри батареи, но положительно заряжены Li + ионов в нашем дело.Но если вы замените батарею генератором, ваши электроны действительно потекут. в «неправильном» направлении внутри генератора.
				Таким образом, общее определение анода: анод. кроме электронов; он обеспечивает общую реакцию окисления. Полярность положительный вид со стороны внешнего пользователя и отрицательный, если смотреть изнутри генератор. На картинке вы видите, что внутренний электрон (или отрицательный заряд) ток действительно течет в анод (красные стрелки).
	У нас есть положительный электрод , также называемый катод (теперь мы знаем почему), где Li реагирует на что угодно и обозначается как Li + .
		Химическая реакция на «что угодно» — например LiCoPO 4 — обеспечивает энергию, которая движет всем процесс.
	Между электродами находится электролит , что позволяет Li + ионы проходят, но не проводят электроны. Вот почему у нас есть аккумулятор. Электроны могут попасть от анода к катоду только через протекающий по электронным проводникам во внешней цепи.
	Два электрода должны быть плотно подключены к какой-то токоприемник (а металл, например, Cu ), который проводит электрический ток автономной батареи к терминалам.
		Это не простой вопрос! Если вы хотите запустить Двигатель 100 кВт с аккумулятором 3 В , вы собираетесь потянуть 100 000/3 A = 33 333 A , что является большим током. Даже если вы переключите аккумулятор ячеек последовательно для достижения 300 В , вы по-прежнему запускаете 333 A через токоприемники и провода.
	Какие свойства мы просим по поводу электродных материалов? Это длинный список; самое важное для нас в эта точка
		Общие свойства: Удельная емкость или сколько Li ( кг ) вы можете включить в 1 кг или 1 л электродного материала. Электрохимический потенциал. Электропроводность; подключение к токоприемнику. Долгосрочная стабильность; сколько циклов заряда / разряда выдерживает? Потенциал опасности (взорвется / загорится при контакте с воздухом?). Цена. Экологические темы.
	Отрицательный электрод / анод
		В принципе можно использовать Li металл.Однако на практике это невозможно по многим причинам. Считайте просто зарядки после того, как весь ваш Li был израсходован и теперь включен в катод. Теперь у вас есть «дыра» на анодной стороне. Как ты получаешь Ваш Li вернулся?
		Поэтому мы используем анодный материал которые в идеале могут легко включать много Li , и могут высвободить большую часть этого Li без труда.Другими словами, не потребуется много энергии, чтобы снова вытащить его. Что означает, что между материалом анода и Li не должно быть прочных связей. развивать.
		Стандартный материал в настоящее время графит . Li атомов просто «вставлен» между шестиугольными слоями C . Другой, очень Интересный материал для анодов — Si . Мы вернемся к этому.
	Положительный электрод / катод Недвижимость
		В принципе то же, что и выше, за исключением того, что мы должны производить много энергии всякий раз, когда Li + включены.
		Мы используем оксиды металлов ( MO ) как LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , LiNi x Co y Mn z O 2 .
	Общая реакция тогда похожа на это:
		Li x C 6 + МО Û С 6 + Li x MO + несколько эВ
	Все, что мы делаем, простыми словами, «челнок» Li вперед и назад между двумя электродами, получая энергию в одном направлении (разряд) и используя энергию (заряд) в Другие.
	От чего зависит емкость данного Li ионный аккумулятор? Легкий. Сначала мы проводим викторину, чтобы получить некоторые идеи.
	Мы видим, что около 90 г из Li хватило бы на мощность на 1 кВтч . Но диаграмма выше показывает, что в настоящее время нам нужно не менее 5.000 г за это. Как это может быть?
		Ну, кроме Li , вы нужны два электрода, которые его содержат, электролит, токосъемники, и жилье; не говоря уже о функциях безопасности.
		Если мы хотим улучшить гравиметрическую энергию плотность по крайней мере в 5 раз, поскольку мы должны, мы понимаем, что есть много работы для предприимчивых Материаловеды.Нам нужно работать над электродами (и всем остальным. еще). Решающий вопрос: какова удельная емкость (в мАч / г ) электрода. Другими словами: сколько Li ( г ) я могу включить в 1 г электродного материала.
		Ссылка будет металлической Li , где очевидно, что можно получить « 1 г Li в 1 г Li » с Удельная емкость 3800 мАч / г .Также требуется напряжение 0 В получить Li «наружу», т.е. прогнать реакцию Li / Li + , потому что мы используем это как нулевую точку потенциала шкала.
		Соответствующие напряжения показаны для различных реакции на рисунке. Разница между высокими и низкими частотами составляет что вы получаете как напряжение батареи. С анодом Si / Li и Li x CoO 2 стандартный катод, вы должны получить около 3.5 В .
	Посмотрим, что еще у нас
Материал Удельная вместимость [мАч / г] U против Li / Li + [V] Комментарии Графит 330–370 0,1 — 0,6 Настоящий стандарт анод Li 4 Ti 5 O 12 155 1,6 Si > 4 000 0,1 — 0,5 Изменение объема фактор 4 !!! Li 3 800 0 Непрактично
	Теперь вы должны быть немного удивлены. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт