Биметалические радиаторы: конструкция, монтаж, недостатки
Проводя половину жизни в отапливаемых помещениях, человек рано или поздно кинет взгляд на радиатор отопления. Готовясь построить дом или сделать капитальный ремонт в квартире, придется и призадуматься, тот ли радиатор ты выбрал. Или передумать пока не поздно. Поставить знакомые с детства чугунные, или как у соседа – стальные. А в офисе – алюминиевые. А вот есть еще биметаллические радиаторы, что это? Попробуем понять, ведь время еще есть.
Но для начала придется кратко ознакомиться с другими видами радиаторов, это поможет нам далее.
Вот они конкуренты биметалла:
Чугунный – дедушка радиаторов. Но есть еще порох в пороховницах. Нагревается медленно, но долго и остывает, значит, хорошо держит тепло. Перебои в отоплении не напугают. Ржавчины дедушка не боится, срок службы у него дай бог каждому. Лет пятьдесят. Отставший внешний вид, в последнее время сменился современным, элегантным.
Недостатки – хрупкий, боится ударов и тяжелый (одна секция весит 8 кг), требует усиленных кронштейнов.
Стальные радиаторы – более современные, внешний вид уже более приятный. Быстро прогреваются, объем циркулирующей в них воды невелик. Главное достоинство – способность выдерживать большое давление воды, что немаловажно в условиях центрального отопления. Запомним это, как запомним и недостаток – небольшую теплоотдачу.
Алюминиевые радиаторы – еще более современный вид. Обладает массой достоинств.
Мало весит, монтируются на менее прочных кронштейнах, по сравнению с чугунными и стальными.
Прогревается очень быстро, не подвержен коррозии. И, запомним это, имеет самую высокую теплоотдачу среди всех конкурентов. Недостатки – малый срок службы и малое рабочее давление. Отметим и это.
Содержание
- Конструкция биметаллического радиатора.
- Подробно о характеристиках.
- Недостатки биметаллических радиаторов.
- Расчет числа секций батареи.
- Монтаж радиаторов отопления.
- Производители биметаллических радиаторов.
- 44 фото биметалических радиаторов:
Конструкция биметаллического радиатора.
Итак, вот он вершина цепочки развития радиаторов, – биметаллический. Как следует из названия, в конструкции используются два металла. Чаще всего, сталь и алюминий. Может быть еще сочетание меди и алюминия, но об этом потом.
Что же дает сочетание двух металлов? Посмотрите, как устроен радиатор.
Вертикальные и горизонтальные каналы у него из стали, поэтому радиатор обладает достоинствами стальных конкурентов (вспоминаем) – способностью выдерживать большое давление воды. А вот недостаток – малую теплопередачу призван возместить как раз алюминий, из которого, и изготовлен кожух изделия.
Достоинства достались по наследству от стальных и алюминиевых радиаторов. Стальной сердечник увеличивает срок службы и рабочее давление. Давление, указываемое производителями, от 20 до 35 атмосфер.
Алюминий дает высокую теплоотдачу и защиту от коррозии, привносит легкость конструкции. Срок эксплуатации – 20 лет.
Выпускаются также радиаторы, у которых стальные только вертикальные каналы, то есть вода течет и по алюминиевой трубке. Они, дешевле ранее описанной модели, но рабочее давление у них уже не то, проявляется недостаток классического алюминиевого радиатора. Именуют их полубиметаллическими или псевдобиметаллическими
Подробно о характеристиках.
Параметры биметаллических радиаторов указаны в паспорте изделия. Давайте, почитаем его, предварительно разобравшись с терминологией.
Теплоотдача. Количество тепла, которое одна секция радиатора отдает при температуре воды в нем 70°С.
Для чугунных и стальных батарей этот показатель не свыше 100 Вт. У лидера – алюминиевых секций, показатель составляет 200 Вт.
Для биметаллических радиаторов показатель колеблется от 160 до 180 Вт. Очень неплохо.
Предельная температура теплоносителя.
Способность радиатора выдерживать заявленную температуру в течение всего срока службы. Обычно это 90°С.
Рабочее давление. Мы уже говорили о нем. Разберемся, а что дает этот показатель.
Для малоэтажного жилого дома, со своим котлом на рабочее давление 2-3 атмосферы, лучше, конечно, взять алюминиевый. И дешевле и теплоотдача поменьше. Ну разве, что срок службы поменьше.
Но в системе центрального отопления давление достигает 10 атмосфер. Алюминий там разорвет. Придется ставить биметалл. Рабочее давление до 35 атмосфер. Но внимательно читаем паспорт, там могут быть и другие цифры. Особенно если горизонтальны каналы алюминиевые.
Срок эксплуатации. Тут все понятно из названия. Конечно, биметаллическому не тягаться с чугунным радиатором с его сроком жизни в 50 лет. Но и 20 лет неплохо, по сравнению с алюминиевым конкурентом.
Эстетический вид. Легкость и изящность конструкции, элегантность форм биметаллического радиатора, даст сто очков вперед чугунному и стальному, но с алюминиевым его запросто можно спутать.
Количество секций, межосевое расстояние. Межосевое расстояние показывает, на сколько миллиметров отстоит нижний коллектор радиатора от верхнего. Стандартные значения, 200, 300, 350, 500, 800 мм. Производитель выпускает батареи собранные из четного количества секций, обычно от 4 до 12. Но квалифицированный мастер, в случае необходимости, переберет вам батарею, соединив любое количество секций вместе. Разнообразие размеров и тепловой мощности радиаторов позволит вам решить любую задачу по обогреву помещения.
Недостатки биметаллических радиаторов.
Без этого раздела не обойтись к, сожалению. Главный недостаток – это цена. Самый дорогой сегмент рынка. За качество придется платить.
Еще один недостаток связан с тем, что сердечник у радиаторов стальной. Поэтому они ржавеют, особенно при попадании в систему воздуха. Это недостаток преодолевают, заменив стальной сердечник на медный или из нержавеющей стали. Однако это еще больше повысит стоимость товара.
Решать вам, купить можно любой вариант.
Расчет числа секций батареи.
На каждый квадратный метр площади требуется 100 Вт тепловой мощности. Пример, угловая комната, два окна и площадь 30 квадратных метров. Требуется мощность (30 Х 100) + 10% = 3300 Вт. Десять процентов мы накинули на угловую комнату. Тоже само нужно сделать для первого и последнего этажей. Мы выбрали радиатор с мощностью 170 ватт на секцию. Таким образом, нам потребуется 20 секций, по 10 на каждое окно. Берем с запасом. Лучше зимой лишний раз проветрить, чем мерзнуть.
Наш расчет очень примерный и справедлив только для многоэтажных жилых домов. Если вы строите свой отдельный дом, то обратитесь к проектанту. Специалист сделает расчет с учетом теплопроводности именно вашего жилища.
Монтаж радиаторов отопления.
Установка любых приборов должна проводиться специалистом. Биметаллические радиаторы не исключение. Радиатор должен быть закреплен строго горизонтально по уровню, на расстоянии 200мм от пола и от окна.
Каждый радиатор необходимо оснастить краном Маевского, устройством, стравливающим воздух из системы отопления. Перед монтажом систему необходимо промыть, чтобы избежать попадания грязи в радиаторы.
Порядок монтажа:
• размечаем места крепления кронштейнов, с учетом требования конкретной модели,
• укрепляем кронштейны дюбелями,
• устанавливаем радиатор на кронштейны горизонтальными участками между колонок секций,
• краном соединяем радиатор с контуром отопления.
Здесь же скажем несколько слов о повышении эффективности радиатора. Во-первых, при монтаже надо убедиться в отсутствии заусениц внутреннего канала. В дальнейшем он послужит плотиной напора воды. Особенно это актуально для мягких медных сердечников. Во-вторых, влажная уборка пыли повышает теплоотдачу устройства. В-третьих, нельзя располагать батарею слишком близко к стене или полу. Если белоснежная окраска радиатора потускнела или пожелтела не стоит ежегодно красить его, теплопроводность может снизиться почти до нуля под толстым слоем краски.
Знаете ли, вы, что разместив на стене за радиатором отражающий экран из фольги, можно серьезно поднять теплоотдачу.
Необходимо еще сказать о качестве воды в системе отопления. Псевдобиметаллические радиаторы, как и алюминиевые, сильно страдают от некачественной воды в системе. А очень жесткая вода способна забить накипью и биметаллические изделия.
В системах центрального отопления вода уже правильно подготовлена к эксплуатации. В своем доме вам придется позаботиться об этом самостоятельно. Воду очищаем фильтром, даем отстояться, снижаем жесткость с помощью химикатов (например, умягчителем АкваЩит).
Производители биметаллических радиаторов.
Неплохие псевдобиметаллические батареи предлагает российская компания Rifar. Ее продукция, завоевав российский рынок, пошла на экспорт. Выпускает семь разновидностей радиаторов. Популярные модели – «Рифар Флекс», «Монолит». Цвет радиаторов белый. Количество секций в батарее от 4 до 14 штук.
Rifar дает гарантию на изделия от 10 до 25 лет.
Немецкая компания TENRAD предлагает полностью биметаллическую конструкцию в своих изделиях.
Инновационные решения немецких инженеров защищаются патентами, в том числе и в Российской федерации. Радиаторы TENRAD BM выпускаются с межосевым расстоянием присоединительных патрубков 500 и 350 мм.
Надежные батареи предлагает итальянская компания Global Style. Технические характеристики их изделий можно назвать эталонными в отрасли. К таким моделям можно отнести радиаторы Global Style Extra и Global Style Plus. Но за элитарность придется заплатить, батареи Global Style недешевая вещь.
Радиаторы выпускаются с межосевым расстоянием 350 и 500 мм, с числом секций от 6 до 14 шт. Производитель предлагает гарантию от 10 до 20 лет.
Британская компания BiLUX предлагает высокоэффективные биметаллические радиаторы.
Предлагаются модели с межосевым расстоянием 200, 350 и 500 мм. Конструкция батарей имеет высокую надежность, гарантия производителя 10 лет.
44 фото биметалических радиаторов:
алюминиевые и биметаллические, описание, технические характеристики, отзывы
Радиаторы Royal Thermo — элегантность, высокая теплоотдача и надежность
Содержание
- Технологические особенности
- Алюминиевые радиаторы Royal Thermo
- Биметаллические радиаторы Royal Thermo
- Отзывы
- Главное — не купить подделку
О географической принадлежности радиаторов Royal Thermo коротко можно сказать только одно: европейского производства. Заводы, выпускающие продукцию под этой маркой, расположены в Италии и в России — в Киржаче. Они принадлежат группе кампаний Royal Climatic Industrial Design. Так что некоторые модели можно назвать итальянскими, а некоторые российскими.
На заводе в Киржаче выпускают модели Revolution и DreamLiner. Так что это — радиаторы российского производства. Остальные делают на заводе, расположенном в г. Орджано и их можно отнести к итальянским.
Географическая принадлежность — далеко не так важна, как качество и технические характеристики. А к поиску новых решений Royal Climatic относится серьезно. Именно этой кампанией в сотрудничестве с еще одним итальянским концерном Faral в 1966 году была разработана и запатентована технология изготовления литых алюминиевых радиаторов.
Торговая марка Royal Thermo производится на заводах в Италии и России
На протяжении почти полувека технология совершенствовалась, параметры отопительных приборов становились все лучше. Сегодня это практически идеальные и с точки зрения дизайна, и с точки зрения эффективности радиаторы. Причем исследования не прекращаются, ведется постоянная работа по совершенствованию материалов и конструкций. За последнее десятилетие только области производства радиаторов получено три патента на изобретение.
Технологические особенности
С преимуществами алюминиевых радиаторов все знакомы: они легкие, имеют малую емкость теплоносителя, быстро нагреваются, легко монтируются, имеют привлекательный внешний вид. Но все знают и то, что этот металл — мягкий металл, да к тому же химически активный. Обе эти проблемы ограничивают область использования этих отопительных приборов.
На заводах Роял Термо к алюминиевому сплаву силумину добавляют марганец и магний. Эти добавки позволяют увеличить прочность и однородность изделий. Те же материалы одновременно делают металл более пластичным. Еще одна находка кампании — добавка к составу титана. Этот компонент еще больше повышает прочность и надежность, а также пластичность. Как результат — высокая однородность состава, неизменность характеристик вне зависимости от температуры, повышенная теплопередача, прочность изделий. А высокая степень пластичности позволяет реализовывать сложные изогнутые линии, реализовывать задумки дизайнеров и теплотехников.
Продукцию этой марки отличают высокое качество исполнения и надежность
Этот улучшенный состав используется для производства алюминиевых радиаторов, и «рубашки» биметаллических. Еще нужно сказать, что все алюминиевые радиаторы этой фирмы — литые. О видах и типах алюминиевых радиаторов читайте тут.
Алюминиевые радиаторы Royal Thermo
Насколько бы хорошими не были характеристики сплава, теплоноситель в наших сетях может разъесть и его. Чтобы снизить интенсивность коррозии алюминиевого сплава, все секции радиаторов Royalthermo проходят двухэтапную обработку: фтором и цирконием. Фтор — вещество с высокой химической активностью, но при контакте его с алюминием образуется водонерастворимое соединение. Обработка цирконием не новость. Эту методику применяют при производстве оборудования для химической промышленности.
После такой обработки на всей внешней и внутренней поверхности секции формируется защитная пленка. После этого следует покраска. Она снова-таки состоит из двух этапов.
На первом алюминиевый радиатор окунается в ванную, где окрашиваются все поверхности (технология катафореза). После чего на наружную поверхность в два слоя напыляется порошковый краситель в электростатическом поле.
Элегантный и необычный вид — визитная карточка «Роял Термо»
При окраске по такой технологии адгезия (сцепление) лакокрасочного слоя с поверхностью металла получается очень хорошей. Даже при получении механического повреждения, нанесения царапины, количество сколов будет минимальным и покрытие при нормальном обращении дальше разрушаться не будет.
Алюминиевые батареи «Роял Термо» могут использоваться при следующих параметрах системы отопления:
- рабочее давление до 24 Бар;
- температура теплоносителя до 110oC;
- водородная активность теплоносителя Ph от 7 до 8,5;
- содержание кислорода не более 20 мкг/л;
- взвесей не более 5 мкг/л;
- жесткость не более 7 мг*экв/л.
Судя по требованиям к теплоносителю, подходят только системы закрытого типа: индивидуальное отопление с закрытым расширительным бачком, или централизованного отопление независимого типа с собственной водоподготовкой.
Элегантный Infinity
Повышение тепловой мощности радиаторов этой серии происходит за счет дополнительных ребер на вертикальных коллекторных трубках. Их форма нелинейна и выверена теплотехниками.
В конструкции этой модели использована еще одна уникальная разработка «Роял Термо» — заглушка внизу секции не приваривается. Кампанией разработана и запатентована новая технология соединения без сварки, которая повышает надежность соединения (суть самой технологии не разглашается).
Радиатор «Роял Термо» Infinity: внешний вид и характеристики
Форма Royal Thermo Infinity разрабатывалась одним из лучших бюро технического дизайна, согласовывалась она и с теплотехниками. Особая конструкция ребер воздуховодов вверху, немного отогнутая передняя панель внизу — это все для улучшения конвекции воздуха и увеличении скорости прогрева помещения. Наряду с повышенной тепловой мощностью получается абсолютно нетривиальной внешний вид. Эти плавные линии и изгибы позволяют отнести эту модель к классу дизайн-радиаторов.
Сверхмощный Indigo
Эта модель имеет нестандартное направление конвекции: часть потока направлена к окну. Это позволяет сделать тепловую завесу еще более эффективной. Холодный воздух от окна отсекается практически полностью. К тому же улучшается перемешивание разных слоев воздуха, температурный фон в помещении становится более однородным. Форма этого радиатора защищена патентом.
Алюминиевый радиатор Indigo: внешний вид и технические характеристики
Мощность одой секции Royal Thermo Indigo 204 Вт (межосевое расстояние 500 мм), гарантия завода — 10 лет.
Каплевидный DreamLiner
Форма этого радиатора продиктована идеей повышения скорости обогрева помещения и снижения затрат на отопление. Загнутая фронтальная поверхность, особой формы верхушки воздуховодов — и воздух движется вдоль коллекторов быстро. Создается ощутимый поток тепла, исходящий от радиатора. Хотите быстро прогреть комнату — ставьте Royal Thermo DreamLiner (Дримлайнер).
Алюминиевый радиатор DreamLiner: внешний вид и технические характеристики
В тоже время форма получилась элегантная, кампания позиционирует эту модель тоже как дизайн-радиатор.
Радиатор российского завода Revolution
В той модели присутствуют сразу два интересных решения. Первое — очень широкие вертикальные коллекторы. Это дает возможность не бояться засорения некачественным теплоносителем: пройдет и песок, и шлам и другие «включения», присутствующие в наших сетях. Из-за большого диаметра в секции содержится большее количество воды (по сравнению с остальными). Это приводит к большей тепловой мощности.
Алюминиевые радиаторы Revolution и их технические характеристики
Вторая особенность — форма боковых ребер на вертикальном коллекторе. Они не сплошные, а прерывистые. Таким нестандартным способом «разбиваются» застойные зоны, улучшается циркуляция и повышается скорость передачи тепла. При небольших габаритах алюминиевый радиатор Royal Thermo Revolution имеет приличную теплоотдачу — 189 Вт с одной секции с межосевым расстоянием 500 мм.
Биметаллические радиаторы Royal Thermo
Высокие эксплуатационные характеристики этой группы отопительных приборов связаны с использованием для изготовления коллекторов высоколегированной нержавеющей стали марки AISI 304.
Это закладная деталь из нержавеющей стали для биметаллических радиаторов Royal Thermo
Причем выпускается полный биметалл, то есть и вертикальный и горизонтальные коллекторы сделаны из нержавейки. Ребра наплавляются на стальной каркас из того же алюминиевого сплава с улучшенными характеристиками. Технические характеристики:
- рабочее давление до 30 Бар;
- проверочное (опресоовочное) до 45 Бар;
- температура теплоносителя до 120oC;
- теплоноситель — вода с Ph от 7 до 9,5;
- содержание кислорода не более 20 мкг/л;
- взвесей не более 5 мкг/л;
- жесткость не более 7 мг*экв/л.
Royal Thermo BiLiner/BiLiner Inox
Эти радиаторы имеют нелинейную фронтальную поверхность: нижняя часть чуть загнута внутрь, верхняя — наоборот чуть отогнута. Такая форма разрабатывалась с учетом компьютерных исследований движения тепловых потоков. В результате 50% тепла отдается при помощи лучистого тепла, 50% — за счет конвекции.
Уникальность конструкции подтверждена патентом, срок гарантии — 15 лет.
Технические параметры биметаллических радиаторов BiLiner (коллектор из стали) BiLiner-Inox (коллектор из нержавейки)
Разница между BiLiner и BiLiner Inox в стали, из которой сделаны коллекторы. В «Билайнер» это сталь, в «Билайнер Инокс» нержавеющая сталь.
Травмобезопасный Trend (Тренд)
Все лини этой модели скруглены, нет никаких острых углов. Коллекторы выполнены из нержавеющей стали, что делает их устойчивыми даже к самым агрессивным теплоносителям. Могут использоваться как в централизованных сетях отопления, так и в индивидуальных. Гарантия — 10 лет.
Алюминиевый радиатор Royal Thermo Trend и его технические характеристики
Высокая теплоотдача Revolution Bimetall
Полностью биметаллический радиатор «Роял Термо» Revolution Bimetall предназначен для использования в сетях централизованного отопления. Повышенная теплоотдача достигается наличием дополнительных ребер на вертикальных воздуховодах.
Внешний вид и технические характеристики Revolution Bimetall
Дизайн-радиатор PianoForte
Эта модель имеет две разные модификации — в одной лицевая панель чуть утоплена внизу, в другой — вверху. Комбинируя их можно добиться интересного эффекта. К тому же есть возможность заказать окраску в любой цвет палитры RAL. Используя разные цвета и модификации можно создать свой, особый отопительный прибор.
Выпускается в двух типоразмерах: с межосевым расстоянием 350 и 500 мм. Технические характеристики приведены в таблице.
На нашем рынке не так много полностью биметаллических радиаторов. Большая часть выпускается с горизонтальными коллекторами из алюминия. А каркас биметаллических радиаторов «Роял Термо» мало что полностью стальной, так еще и из нержавеющей стали. Такого уровня продукция вообще единична. К этому добавляется уникальный алюминиевый сплав, и литье под давлением, которое обеспечивает надежное соединение двух металлов. Не удивительно, что гарантии предприятие предоставляет на 10-15 лет.
Но эти гарантии действуют только при условии, что установку производили специалисты, имеющие лицензию на данный вид работ (должна стоять отметка и печать в паспорте). Плюс к этому перепаковка секций запрещена, покупаете готовый к установке отопительный прибор.
Биметаллический дизайн-радиатор PianoForte и его характеристики
Отзывы
«За четыре года существования в моей квартире на 9-ом этаже Biliner Royal Thermo никак не изменились. Ни цвет не поменялся, ни тем более ржавчина или какие-то другие неприятности. Отличное качество. Мы очень довольны. И не боимся, что с ними что-то случится. Простояли четыре года, и еще будут стоять.»
Павел
«Устанавливал сам. Незачем мне их гарантия. Коллектор из нержавейки, что с ним станется. Купил комплект для подключения и поставил. Невелика наука. Два года прошли, никаких проблем или изменений. Все в норме.»
Владимир
«Установили в 9 этажном офисном здании 2500 секций «Роял Термо».
Ставили разные Оптимал, Тренд, Билайнер и Эволюшн. Ни одна не потекла. По одной был брак на резьбе — это единственный косяк, мной виденный от этой фирмы. А насчет ценника скажу — не самый высокий, но и не низкий, конечно. Ставят те, кто «для себя», а не лишь бы что»Николай г. Иркутск
Главное — не купить подделку
Как все стоящие и пользующиеся спросом вещи, радиаторы Royal Thermo подделывают. Потому для защиты своей продукции на заводе на каждом радиаторе ставят специальное клеймо. Отличает фирменные и упаковка. Они мало того, что в коробке, так еще уложены в матрицу из пенопласта. Так что при перевозке не пострадают. По фирменному клейму и упаковке довольно легко определиться с авторством. И еще обратите внимание на покраску: у оригинальных радиаторов «Роял Термо» брака в покраске не бывает. Ровно прокрашены даже задняя поверхность.
Так выглядит логотип и упаковка
Методы уменьшения теплового разгона в батареях
Тепловой разгон происходит, когда литий-ионный элемент или небольшая область внутри элемента достигает критической температуры, при которой материалы начинают подвергаться реакциям разложения.
Затем эти реакции выделяют значительное дополнительное тепло. Реакции разложения зависят от температуры и экспоненциально возрастают с повышением температуры. Как только начинается разложение, цепная реакция заставляет батарею очень быстро высвобождать свою энергию с взрывоопасными последствиями.
Первоначальный перегрев может быть вызван механическими или тепловыми неисправностями, перезарядкой или чрезмерной разрядкой или внутренним коротким замыканием.
#1 Предотвращение распространения от ячейки к ячейке
Возможно, не удастся полностью исключить возможность теплового разгона внутри ячейки. Несмотря на то, что хорошее управление температурным режимом, конструктивный дизайн и управление батареями могут снизить риск, всегда существует вероятность того, что дефекты или посторонние предметы вызовут внутренние короткие замыкания. Возможно, наиболее важным средством смягчения последствий является гарантия того, что событие теплового разгона не вызовет распространения от ячейки к ячейке в аккумуляторном модуле или блоке.
Несмотря на то, что еще не существует стандартизированных методов предотвращения распространения инфекции от ячейки к ячейке, важными факторами являются расстояние между ячейками, промежуточная изоляция, радиаторы, толщина корпуса и вентиляция.
#2 Управление температурным режимом
Система управления температурным режимом в аккумуляторном модуле или блоке должна поддерживать здоровую рабочую температуру для элементов в нормальных условиях эксплуатации, чтобы предотвратить деградацию и тепловой выход из строя. Система управления тепловым режимом играет жизненно важную роль в управлении потенциальными случаями теплового разгона, если они происходят в отдельной ячейке, гарантируя, что они не будут иметь серьезных последствий за пределами батареи, и предотвратит распространение от ячейки к ячейке. Самый безопасный подход состоит в том, чтобы предположить, что в какой-то момент произойдет тепловой выброс в одной из ячеек, а затем убедиться, что полученному теплу будет куда уйти, не вызывая неуправляемого выброса в соседней ячейке.
Такой подход можно считать золотым стандартом в управлении тепловым разгоном, подход, разработанный НАСА.
#3 Управление батареями
Надлежащее управление батареями должно предотвращать электрохимические нарушения, такие как перезарядка и чрезмерная разрядка, снижая риск перегрева, а также сохраняя состояние батареи. В дополнение к системе управления батареями на уровне батареи отдельные элементы могут быть оснащены простыми биметаллическими переключателями, которые обеспечивают состояние разомкнутой цепи, когда внутри элемента достигается критическая температура. Эти устройства прерывания тока (CID) также могут срабатывать под давлением при деформации крышки элемента. CID часто является одноразовым устройством, после срабатывания которого ячейка становится бесполезной. Другая проблема с CID заключается в том, что триггер может вызвать искрение, что потенциально может привести к тепловому разгону из-за воспламенения паров углеводородов, выделяющихся из перегретых электролитов.
Аналогичным образом можно использовать термистор с положительным температурным коэффициентом (PTC), вызывающий резкое увеличение сопротивления при достижении заданной температуры. Большинство цилиндрических ячеек имеют термисторы PTC. Проблема с этими устройствами заключается в том, что они расположены в крышке элемента, а горячая точка, в которой возникает тепловой разгон, может находиться глубже в структуре элемента. Еще одним подобным устройством являются термопредохранители.
#4 Структурная конструкция
Структурная конструкция элементов и батарейных блоков может значительно снизить риск физического повреждения, приводящего к внутренним коротким замыканиям.
Продолжается разработка методов уменьшения теплового разгона. Важно понимать, что ни один литий-ионный аккумулятор нельзя считать полностью защищенным от риска взрыва, что справедливо и для топливных баков. Однако разрабатываются новые материалы ячеек, не подверженные тепловому разгону. Твердотельные батареи могут быть полностью невосприимчивы к этим рискам, не требуя мощных систем управления температурой и защитного расстояния между ячейками.
В будущем аккумуляторные блоки могут иметь гораздо более высокую удельную мощность и меньший вес, исключая при этом риск теплового разгона.
Аккумуляторная безопасность 101: Анатомия — PTC, PCB и CID — 18650 Аккумулятор
Рис. 1. Внешний вид 18650 крупным планом. Посмотрите на различные защитные устройства. НАСА.
Внутренние защитные устройства:
Переключатель PTC (давление, температура, ток).
- Встроен почти во все модели 18650
- Предотвращает выбросы сильного тока
- Защищает от высокого давления и перегрева
- Сбрасывает и не отключает постоянно батарею при срабатывании. Однако лучше не отключать их часто, так как это необратимо увеличивает их электрическое сопротивление почти в два раза и повышает вероятность их катастрофического отказа.
- Может не работать, если модуль включает многоэлементные последовательные и/или параллельные конфигурации
CID (текущее прерывающее устройство)
- Встроен почти во все модели 18650
- Не видно, просто взглянув на аккумулятор
- Совместно (рядом) с PTC
- Клапан давления, который навсегда отключит ячейку, если давление в ячейке слишком высокое. (Например, если ваша батарея перезаряжается и ее давление превышает 145 фунтов на квадратный дюйм.)
- Работает, освобождая соединение положительной клеммы, делая плюсовой полюс бесполезным.
- Не всегда сбрасывается, не всегда полностью открывается при необходимости
- Может не работать, если модуль включает многоэлементные последовательные и/или параллельные конфигурации
(Например, если ваша батарея перезаряжается и ее давление превышает 145 фунтов на квадратный дюйм.)Плавкий вывод/вывод (с плавкой вставкой)
Плавкие предохранители и выводы, соединяющие батареи, предназначены для разрыва цепи под высоким напряжением.
Рис. 2. Внешнее короткое замыкание в условиях вакуума. НАСА.
Биметаллические разъединители
Рис. 3. Как работает биметаллический разъединитель на батареях 18650 от ОВКВ.
Изменения температуры позволят металлам расширяться или сжиматься. Когда биметаллическая пластина «закрыта» или «внизу», она обеспечивает контакт и образует цепь.
Внешние защитные устройства:
Диоды
Вы, наверное, слышали о светодиодах (светоизлучающих диодах), но что такое диод? Это как вентиль, и только пусть ток течет в одну сторону. Чтобы лучше понять, посмотрите это видео:
Вентс
- Маленькие отверстия в верхней части аккумулятора
- Будет извергать токсичные химические вещества, такие как эфир, вместо того, чтобы взрываться
Плавкие предохранители (жесткие или сбрасываемые)
- Иногда называемые резисторами PTC
- Часто прячется прямо под положительным колпачком
Печатные платы — печатные платы со специальными дорожками проводов
- Настоятельно рекомендуется для старых литий-ионных аккумуляторов.
- Нет необходимости в более новых и безопасных химических веществах, таких как INR .
- В основном используется в фонариках, НЕ используется в испарителях или других устройствах с высоким потреблением энергии
- Ограничивает разрядку усилителя до 6 А или ниже
- Защищает от перезарядки, чрезмерной разрядки, короткого замыкания и потенциально других вещей.
Рассмотрим популярную схему платы защиты, используемую на батареях 18650, печатную плату Tenergy 23002 с отсечкой 6 А
Рис. 4. Плата защиты печатной платы 18650, крупный план
Эта плата имеет следующие характеристики:
Вот как выглядит батарея 18650, когда она подключена к печатной плате:
Рисунок 5. Анатомия защищенной батареи 18650 от Lygte Info
Есть ли у вашей батареи схема защиты? Аккумуляторы
18650, продаваемые в США, должны иметь защиту CID и PTC.