Обвязка батарей отопления: Обвязка радиатора – схемы, применяемое оборудование | Сруб Всем! — Строительство деревянных домов из бревна, бруса и бревен

Содержание

Обвязка радиатора – схемы, применяемое оборудование

Как подключаются радиаторы отопления? — какая обвязка этих приборов…

Радиатор должен отключаться кранами на подаче и обратке. Отопление выходит со строя, когда на улице 30 градусов мороза, для ремонта одного радиатора систему отопления сливать недопустимо…
Схема подключения должна быть такой, чтобы жидкость циркулировала через всю площадь радиатора.

Как разместить радиатор

При установке батарей нужно оставить зазоры. Между стеной и радиатором нужно оставить не меньше 3 см, чтобы не создавать сопротивления потоку воздуха. От пола — не меньше 15 см, до подоконника — не менее 10 см.

Не желательно помещать радиатор в ниши или закрывать экранами. В таком случае будет теряться полезная отдача тепла из-за ухудшения циркуляции воздуха. Причем можно потерять и 50% мощности радиатора, если поместить его в кожух.

Схемы включения

Схемы подключения общеизвестны. Лучшая – диагональная, с ней реализуется условно до 100% от мощности, которую способен развить прибор.

Возвратноточная (боковая) допустима только лишь при длине прибора не более 1,0 метра, в этом случае КПД уменьшается не более чем на 10%. Другие же схемы не желательны, — большая потеря КПД при нижнем подключении, например…

Что нужно устанавливать

Каждый радиатор снабжается пробками для перехода с диаметра секций на диаметр трубопровода. В большинстве своем радиаторы подключают на резьбу 1/2 дюйма, что соответствует трубам 16 мм металлопластика и 20 мм (наружный) полипропилена. Но могут подключаться и на 3/4 дюйма.

Приобретается соответствующий комплект пробок к радиатору, они устанавливаются на всех торцах на резиновых уплотнениях с применением мягкого ключа для затяжки, чтобы не испортить эмаль.

Воздушный кран Маевского

Каждый радиатор снабжается воздушным краном Маевского, который устанавливается в верхней свободной пробке. Радиатор на креплениях устанавливается или горизонтально, или с небольшим возвышением в сторону крана Маевского.

Обязательное отключение – простейшая обвязка

Простейшая обвязка радиаторов – установка отключающих шаровых кранов. Регулировать поток ими не допустимо (делать не полное открытие), ввиду того, что они быстро выйдут со строя.

Зачем делать байпас

Байпас между подачей и обраткой необходим только при однотрубной схеме отопления, при последовательном включении радиаторов. Например, в многоквартирных домах, к стояку радиаторы подключаются обязательно с байпасом, чтобы отключение одного радиатора мало влияло на всю систему и не останавливало бы циркуляцию теплоносителя по системе.

Как уплотнять резьбовые соединения

При подключении радиаторов металлические резьбовые соединения категорически не рекомендуется уплотнять фум-лентой. Она дает течь при каком либо провороте в соединении. Все должно быть закручено со 100% гарантией надежности.

Это обеспечивается льняным волокном или сантехнической нитью. Резьба обматывается не слишком тонким слоем, намотка смазывается сантехнической смазкой (допускается постным маслом), закручиваине делается ключами с умеренным натягом.

Типичная обвязка радиатора в регулируемой системе

Подключение шаровыми кранами делается там, где требуется только два режима работы радиатора – «включил-выключил».

Но в некоторых радиаторах требуется регулировка потока, чтобы отбалансировать всю систему. Например, в тупиковой схеме на первом радиаторе уменьшают расход, если количество приборов в тупике 5 шт. и более. Поэтому на таких радиаторах на обратке ставят балансировочный клапан вместо обычного шарового крана.

В некоторых комнатах радиаторы возможно понадобится периодически отключать или уменьшать их мощность, для экономии энергии. Такие приборы, мощность которых регулируется, снабжаются на подаче настроечным винтовым краном с помощью которого можно плавно изменять расход теплоносителя.

Обвязка радиаторов также включает уголки, тройники…, чтобы направить трубы, например, к стене… Наличие таких фитингов и их расположение определяется в каждом конкретном случае.

Наличие балансировочных клапанов и кранов расхода на отдельных радиаторах определяется при составлении схемы отопления….

Автоматизированное управление радиатором

Радиатор может управляться автоматически и поддерживать в комнате заданную температуру. Поможет в этом термоголовка, которая управляет клапаном так, чтобы поддерживалась заданная температура воздуха.

Теплоотдачу радиаторов можно программировать во времени, если применить соответствующую компьютеризированную термоголовку. Это полезно, при задании отключения отдельных комнат по времени, например на ночь и первую половину дня, кода все на работе… Правда у нас, в отличие от западных стран, такие устройства уже не окупаются…

Термоголовки на всех радиаторах можно применять лишь с автоматизированным котлом, который отключится, если в системе все радиаторы или большинство окажутся закрытыми. Возможность частичного применения таких приборов с обычным котлом рассматривается для каждого проекта…

задачи, выбор комплектующих, основные схемы

На чтение 6 мин Просмотров 179 Опубликовано 08. 12.2019 Обновлено 30.11.2019

При устройстве или реконструкции отопительных коммуникаций необходимо монтировать новые или заменять старые агрегаты. Работы при наличии инструментов и навыков можно выполнить самостоятельно. Главное – разобраться, как происходит обвязка радиаторов отопления, выбрать ее схему и материалы.

Определение термина «обвязка батарей»

Набор арматуры для присоединения радиатора к магистрали — есть обвязка батарей

Под обвязкой отопительных радиаторов понимается набор элементов трубопровода и арматуры для подсоединения радиаторов к магистрали. Обвязка является наиболее уязвимой зоной коммуникаций по причинам разъемности соединений, вероятности применения некачественной фурнитуры и отсутствия в схеме защиты от механического воздействия.

Принцип подключения батареи к трубопроводу неважен, эффективность и надежность зависит от выбранной схемы. Простейшая горизонтальная технология отличается стабильностью, при использовании бокового способа нужно просчитать финансовые затраты.

Для подъема системы из пола применяются специальные металлические трубки – они повышают надежность обвязки.

Необходимость обвязки отопительных труб

Детали для регулировки работы отопительных приборов

Обвязка батарей отопления обеспечивает корректную работу всех элементов теплотрассы, своевременность их регулировки. Работы также решают задачи:

выбора способа контроля над системой – ручного или автоматического;
нормализации функций отопительных коммуникаций – поток теплоносителя на отдельном участке ограничивается;
снижения расходов за оплату коммунальных платежей;
безопасности готовой системы, которая не засоряется отложениями и мусором;
обеспечения нормальной температуры и защиты от колебаний давления;
удаления воздушных пробок из коммуникаций;
регулировки скорости нагрева отопительных устройств;
возможности присоединения разных контуров, их настройки;
качества распределения тепловых ресурсов по батареям.

Обвязочные элементы нужно подбирать с условием их максимального нагрева.

Разновидности систем обвязки

Подключить отопительное оборудование можно двумя способами – одноконтурным и двухконтурным.

Двухконтурная разводка

При двухконтурной системе детали для обвязки устанавливаются на подачу и обратку

Двухтрубный способ подсоединения предусматривает использование 2 типов арматуры – для подачи и обратки. В первом случае нагретый теплоноситель поступает в радиаторы, во втором – остывшая вода возвращается в резервуар. Равномерный обогрев помещения достигается за счет поступления в каждую батарею теплоносителя с практически одинаковой температуры.

К преимуществам двухконтурной обвязки относятся:

регулировка температуры каждого контура;
сохранение эффективности вне зависимости от этажа дома;
быстрое отключение участка на время ремонтных работ или техобслуживания.

Минусы двухтрубной системы – затраты на большое количество расходников, увеличенное число точек пайки.

При правильном монтаже двухконтурной системы в частном доме ее стоимость будет немного дороже однотрубной.

Одноконтурная разводка

Для одноконтурной системы понадобится меньше деталей для обвязки радиаторов

Однотрубное соединение является способом подвода всех батарей к единой магистрали. Вода, нагреваясь и остывая, движется по одному каналу и подается к приборам по очереди. То есть, теплоноситель в нагретом состоянии направляется по главному стояку наверх и распределяется по устройствам каждого этажа, начиная сверху.

Одноконтурная разводка имеет несколько достоинств:

экономия средств при монтаже в частном доме;
использование попутного или тупикового движения воды;
снижение количества материалов в 2-5-этажах;
возможность обустройства при общей длине магистрали до 30 м.

Недостатки однотрубной разводки – снижение температуры на нижних этажах с минимальной площадью радиаторов без байпасов.

Система с одним контуром подходит для подсоединения от 4 до 5 устройств отопления.

Подбор комплектующих для обвязки

Обвязать систему можно при помощи следующих элементов:

запорных элементов – стандартных шаровых кранов;
заглушек, перекрывающих остальные каналы;
кранов Маевского для спуска воздуха в момент сезонного запуска;
герметиков – специальных составов или лент.

Для контроля качества работы коммуникаций устанавливают:

манометр для проверки уровня давления в трубах;
ручной или автоматический терморегулятор, который позволяет выставлять радиатор на определенную температуру.

При выполнении полипропиленовой обвязки нужен специальный сварочный аппарат.

Правила выбора элементов контрольно-запорного и регулировочного типа

Термостаты могут не использоваться из-за дороговизны

Подключение своими руками радиаторов к системе отопления предусматривает применение дроссельных и запорных элементов. Тип арматуры зависит от количества контуров коммуникаций. Для одноконтурной магистрали понадобятся:

шаровые краны для выключения радиаторов – 2 шт.;
кран Маевского для спуска воздуха;
байпас с вентилем;
дроссели или клапаны-термостаты для регулировки температуры – могут не использоваться;
автоматические воздухоотводчики.

Для диагональной схемы также применяется промывочный кран, но его можно заменить стандартным шаровым. При выполнении двухконтурной обвязки дополнительно применяется дроссель. То есть, для одного радиатора понадобится терморегулятор на подводной трубе, дроссель – на обратке и кран промывки при диагональном соединении.

Как сделать обвязку полипропиленом

Полипропилен выбирают из-за прочности сварных швов и устойчивости к тепловому расширению

Полипропиленовый тип труб изготавливается из эластичного и прочного сополимера. Производители выпускают изделия до 125 мм в диаметре, которые не подвергаются деформациям при замерзании воды, устойчивы к воздействию кислотной среды, механических повреждений.

Обвязка полипропиленом для батарей отопления производится по технологии спайки:

Подключать трубопровод начинают после того, как произведена установка радиаторов, расширительных емкостей, котлов, колонок.
Арматуру разрезают специальными ножницами под вертикальным углом 90 градусов.
Для предотвращения прогибов и обеспечения надежности соединений применяют вспомогательный крепеж.
Соединение полипропиленовых труб выполняется паяльником. Сначала арматуру прогревают аппаратом 5-10 сек, после чего совмещают элементы друг с другом.
Для надежности фиксации трубы откладываются в сторону на 3-4 мин.

Глубина сварного шва, время соединения, нагрева и остывания зависят от диаметра труб и указаны в таблице.

Диаметр, мм	Сварной шов, мм	Время, сек
Диаметр, мм	Сварной шов, мм	Нагрева	Соединения	Остывания
20	14	6	4	2
25	16	7	4	2
32	18	8	6	4
40	20	12	6	4
50	23	18	6	4
63	26	24	8	6

Оптимальная температура паяльника для работы с полиэтиленовой арматурой – 260 градусов.

От подбора схемы обвязки радиаторов зависит качество соединения, энергетическая эффективность системы и экономичность расхода теплоносителя. При выполнении обвязочных работ нужно использовать хорошую контрольно-запорную арматуру и специальные инструменты.

Обвязка радиаторов отопления От А до Я: Полное описание

Вы купили квартиру в новостройке или проектируете отопление в частном доме, уже выбрали какие приобретете радиаторы отопления, но к этому всему вам еще необходима радиаторная фурнитура для подключения самого радиатора к системе отопления. Некоторые монтажники это называют обвязка радиатора отопления. Мы в этой статье структурируем данные по типу радиаторов и по материалу самой обвязки.

Обвязка алюминиевых радиаторов

Для подключения алюминиевого радиатора к системе отопления нобходим радиаторный кран подачи на подающий трубопровод, и запорный радиаторный кран на уходящий трубопровод. Также очень эффективны радиаторные комплекты для подключения куда входит два крана и терморегулятор.

Терморегуляторы используются для управления температурой в помещении. И кронштейны для крепления радиатора к стене или к полу. Ознакомиться с товарами входящими в группу обвязка алюминиевых радиаторов вы можете по этой ссылке.

Информация по теме: WiFi управление радиаторами | Подключение радиаторов отопления | Лучшие алюминиевые радиаторы

Обвязка биметаллических радиаторов

Обвязка биметаллических радиаторов идентичная с алюминиевыми батареями. Для подключения биметаллического радиатора к системе отопления нобходим регулирующий кран подачи на подающий трубопровод, и запорный радиаторный кран на уходящий трубопровод. Также очень эффективны готовые комплекты для подключения куда входит два крана и термоголовка. Терморегуляторы используются для управления температурой в помещении. И кронштейны для крепления радиатора отопления к стене или к полу.

Ознакомиться с товарами входящими в группу обвязка биметаллических радиаторов вы можете по этой ссылке.

Информация по теме: Если радиатор плохо греет, что делать?

Обвязка стальных радиаторов

Для подключения стальных радиаторов в случае бокового подключения радиатора, необходим радиаторный кран подачи на подающий трубопровод, и запорный радиаторный кран на уходящий трубопровод.

Для подключения стальных радиаторов в случае нижнего подключения батареи, необходим узел нижнего подключения (бинокль), а также терморегулятор на радиатор для управления температурой в помещении. Ознакомиться с товарами входящими в группу обвязка стальных радиаторов вы можете по этой ссылке.

Информация по теме: Подключение радиатора с нижним подключением

Обвязка чугунных радиаторов Ретро

Для подключения чугунного радиатора, которые поставляются только с возможностью бокового подключения, используются краны Ретро, а также комплектующие для чугунных радиаторов Ретро.

Обвязка дизайнерских радиаторов

Дизайнерские радиаторы могут подключаться сбоку и снизу, но мы для таких батарей рекомендуем использовать только комплекты для подключения, так как в них уже все включено, и при покупке вместе стоимость ниже. Для дизайнерских радиаторов используется как правило, специальные декоративные комплекты подключения Schlosser. Чтобы не испортить внешний вид в интерьере. Крепления для радиаторов использовать только родное, от производителя.

Обвязка внутрипольного радиатора

Для подключения встроенного в пол радиатора необходим термостатический клапан и запорный клапан, для регулировки подачи теплоносителя также необходим сервопривод отопления, с помощью которого вы сможете регулировать температут в помещении, путем открытия или закрытия термостатического клапана подачи носителя. Сервоприводом управляет термостат.

Также мы хотим описать некоторые варианты обвязки батарей отопления комплектующими и фитингами состоящих из разных материалов. Как правило использются те фитинги, на которых сделана система отопления в целом. Это может быть полипропилен, пресс фитингами, обжим, натяжными фитингами.

Обвязка радиатора полипропиленом

Обвязка полипропиленом считается одним из самых дешевых вариантов, за счет дешевизны фасонины.

Используется как правило для обвязки алюминиевых и биметаллических радиаторов с боковым подключением.

Мы не рекомендуем использовать данную обвязку в квартирах

Из недостатков то, что подключение радиаторов полипропиленом выглядит не презентабельно, полипропилен нельзя заливать стяжкой и монолитить в стенах. Используется система в старых домах, а также в частных домах, где вся система отопления сделана на полипропилене. В частном секторе полипропилен очень распространен.

Обвязка радиаторов | Длинные радиаторы отопления

Как заставить греть длинные радиаторы отопления по максимуму и какой должна быть обвязка длинного радиатора отопления если он установлен на последнем этаже в многоквартирном доме.

Если длинный радиатор устанавливается в квартире со стоячной системой отопления то обвязывать радиатор стоит только по диагонали – вход вверху и выход – она же обратка, внизу.

Дело в том что многие кто сталкиваются впервые с системами отопления в которых присутствует и гидравлическая прокачка теплоносителя по системе и ветки с термосифонной циркуляцией теплопотока поэтому придется разобрать конструкции розливов. Дело в том что движение по стояку в многоквартирном доме может быть по направлению как в низ так и в верх за счет конструкции розливов в конкретном многоквартирном доме. Конструкции розливов можно описать двумя простыми рисунками.

На этом рисунке показана конструкция отопления дома с нижним розливом.

А на этом с верхним розливом.

В результате чего мы имеем дома где по стоякам гидравлический поток горячего теплоносителя движется по стояку в верх или в низ. Длятого что бы не разбираться куда движется теполвой поток в вашем доме для того что бы установить длинную батарею, будем использовать наиболее эффективный и универсальный способ обвязки длинных батарей отопления одинаково хорошо работающий как на нижней так и на верхней подачах.

С такой диагональной обвязкой можно не интересоваться о поводу того какие розливы в вашем доме. Просто обвязывайте свою батарею так как на рисунке, это и будет самой эффективной схемой обвязки длинного радиатора для многоквартирных домов.

Если говорить про короткие радиаторы отопления то можно посоветовать классическую схему по обвязке короткого радиатора отопления так же одинаково подходящей и к верхней и к нижней подаче. Вот она – боковая обвязка для коротких радиаторов отопления.

При боковом подключении отлично смотрятся два паралельно подключенных радиатора в угловой комнате от одного стояка. Есть варианты по модернизации длинного радиатора под боковое подключение так чтобы эмуляция диагонали выполнялась за счет трубки вставленной внутрь радиатора.

Возможно вам будет полезна информация о том почему могут не греть радиаторы на последних этажах.

Подключение радиаторов отопления: схемы обвязки, монтаж батарей

К задачам отопительной системы относится оптимальный и равномерный обогрев различных помещений зимой, поэтому подключение радиатора должно производиться по всем правилам.

Назначение системы отопления

В частном доме или квартире должна быть установлена оптимальная температура от 18 до 25 градусов. Зимой достичь этого показателя можно только при качественной отопительной системе. Ее КПД должно соответствовать площади строения, должна быть правильная схема подключения радиаторов.

Отопительные приборы компенсируют теплопотери, которые обязательны в любом помещении, поскольку тепло уходит через окна, двери и даже элементы коммуникаций.

Особенно нужно уделить внимание тому, какие существуют схемы подключения отопителей, и выбрать нужный вариант. Желательно делать выбор еще на этапе строительства дома или квартиры.

Лучшим считается подключение радиаторов отопления к центральной системе, поскольку в этом случае получается эффективная и надежная система, обеспечивающая равномерный и постоянный обогрев зимой. Многие частные дома располагаются в отдалении от города, поэтому воспользоваться подключением к централизованному отоплению не всегда возможно.

Поэтому приходится создавать собственные автономные системы в частном доме, которые:

должны обладать высоким КПД;
при желании можно сделать своими силами;
должны быть правильно сформированы и отрегулированы многочисленные узлы;
монтаж необходимо выполнять в соответствии со всеми требованиями и условиями;
должна быть предусмотрена надежная и правильная обвязка системы.

Чтобы обеспечить равномерный и качественный обогрев помещений в доме, важно знать, какие элементы влияют на нее:

Правильная разводка сети, которая влияет на эффективность прогрева и на то, насколько равномерно будут нагреваться помещения, причем от этого зависит и цена за отопление.
Правильное оборудование для системы, для чего нужно производить расчеты, которые позволят определить, каким КПД, мощностью и другими параметрами должны обладать основные элементы. От этого зависит потребление топлива.
Правильный монтаж основных узлов и элементов системы отопления, к которым относятся трубопровод, радиаторы, арматура, котел с насосом. Если неправильно будут произведены какие-либо действия, то отопление будет работать некачественно или вообще прекратит функционировать.

До того, как будет осуществлен монтаж всех элементов отопления, нужно рассчитать и выбрать схему подключения радиаторов отопления. Надо подобрать батареи, которые будут иметь нужный КПД и другие характеристики. Должны быть приобретены другие материалы, предназначенные для установки. Сами работы должны выполняться самостоятельно только после тщательного изучения инструкции.

Как выбрать схему

Первоначально нужно знать, какие существуют типы подключения радиаторов отопления:

Сама подводка трубопровода к батареям может быть произведена следующими способами:

нижним;
односторонним;
диагональным.

У всех свои особенности. Некоторые узлы монтируются различными способами.

Если предполагается осуществлять монтаж последовательной схемы, то на одной батарее в гравитационной сети не должно быть больше 12 секций. Если применяется циркуляционный насос, то не должно быть больше 24 секций. В этом случае можно добиться наибольшего КПД системы и высокой безопасности ее использования.

Правила установки

Перед тем, как подключить радиатор, нужно учитывать следующие требования:

расстояние от пола до батареи должно быть примерно 10 см;
от подоконника до радиатора расстояние равняется 10 см;
все узлы должны быть подключены в соответствии с требованиями, которые указываются производителями;
от стены до изделия должно быть больше 2 см.

Процесс работы

При подключении должны выполняться следующие действия:

На место, где предполагается выполнять монтаж устройства, нужно нанести разметку, которая будет указывать будущие участки для кронштейнов.
Кронштейны фиксируются к стене помещения.
На сами радиаторы выполняется обвязка, которая предполагает установку запорно-регулирующей арматуры. Обычно для этого используются краны Маевского.
Устанавливаются другие дополнительные узлы и элементы, к которым относятся заглушки или клапаны.
Производится сам монтаж радиатора, для чего он прикрепляется к кронштейнам. Важно правильно отрегулировать прибор, чтобы не было перекосов или иных проблем.
Выполняется подключение батареи к трубопроводу одним из способов: диагональным, нижним или односторонним.
Осуществляется опрессовка конструкции, затем можно пускать воду, чтобы проверить герметичность и правильность работы оборудования.
Использование отопления.

Подключение можно выполнить своими силами.

Особенности подключения радиатора к трубам

Обвязка должна быть выполнена правильно, и важно уделить внимание грамотному подсоединению прибора к трубопроводу. Важно, чтобы соединение было герметичным. Часто применяется диагональное крепление, но могут быть применены и другие варианты.

Одностороннее подключение заключается в том, что к одной секции прибора подключается труба подачи теплоносителя (сверху) и обратка (внизу). Это позволяет увеличить КПД, поскольку все секции батареи нагреваются равномерно. Подходит этот вариант для одноэтажных строений, в которых в одном радиаторе много секций.
Нижнее подключение подходит для отопления, спрятанного под напольным покрытием. Здесь подводка и обратка присоединяются внизу секций, которые лежат противоположно друг другу. Недостаток – низкая эффективность, поскольку вверху радиаторы неравномерно прогреваются.
Диагональное подключение предназначено для приборов со многими секциями. Здесь теплоноситель сначала проходит через кран Маевского и заглушку, после поступает в саму батарею. Теплоноситель двигается направленно, поэтому обеспечивается высокий показатель теплоотдачи.

Обвязка радиаторов отопления

Как гарантировать эффективную работу радиатора? Провести правильное его подключение и обвязку. Если с подсоединением всё более или менее ясно, то обвязка вызывает массу вопросов у рядового пользователя.

Обвязка радиатора – это установка в конструкцию прибора запорно-регулирующей арматуры. Последняя не только увеличивает показатели теплоотдачи системы, но и позволяет быстро и без проблем отключить радиатор во время замены, промывки или обнаружения каких-либо неполадок.

3 основных вида обвязки

Следует оговориться сразу, выбирать вариант обвязки необходимо, учитывая тип обогревателя, собственные финансы и требуемые характеристики готовой системы. Выбирать можно из таких вариантов:

С запорными кранами. Не позволяет управлять теплоотдачей радиатора, то есть регулировать температуру в комнате, однако, более доступен по стоимости, позволяет самостоятельно снять батарею в случае необходимости. Краны устанавливаются на входе и выходе отопительного прибора.
С клапаном регулировки. Монтаж клапана регулировки позволяет контролировать приходящий из общедомовой системы отопления объем воды. Данная обвязка предполагает установку байпайсов, которые соединяют трубы подачи и обратки.
С вентилем, имеющим в конструкции термостатическую головку. Данная обвязка предполагает автоматический процесс регулировку. Регулировка происходит за счет поворота головки крана и дальнейшего поддержания необходимой температуры благодаря колебаниям в объемах воды, поступающих в систему. Этот вариант удобнее вышеперечисленных, но и дороже.

Важно! Если вы решили остановиться на вентиле, то должны обеспечить доступ воздуха к термостатической головке, иначе система не будет работать.

Также существуют варианты обвязки с последующей автоматической регулировкой с другими вариациями головок. Выносная головка монтируется тогда, когда невозможно обеспечить доступ воздуха к термоголовке. Проблема имеет несколько решений:

Установка термостатической головки с капиллярной трубой. В этом случае головка монтируется, как обычно, но к ней крепится капиллярная трубка, на которую и подается усилие.
Установка сервоприводной головки. Здесь на систему крепится термостат, а уже передает сигнал клапану и контролирует подачу воды.

Наиболее предпочтителен второй вариант, поскольку он позволяет подключить несколько батарей к 1 термостатическому прибору, тем самым упростив регулировку температуры воды, однако, он намного дороже. Существуют термостаты с программаторами, которые могут регулировать температуру в помещении зависимо от времени и даже дней недели.

Подводя черту

Для обвязки радиатора желательно прибегнуть к помощи специалиста, поскольку сам процесс и выбор варианта предполагают наличие определенных знаний. Также необходимо грамотно подобрать комплектующие, поскольку от них зависит надежность подключения.

Читайте так же:

Схемы подключения биметаллических радиаторов отопления: нижняя, боковая, диагональная

Схемы подключения биметаллических радиаторов отопления фактически не имеют отличий от стандартных способов установки других видов отопительных батарей, например, чугунных. Вне зависимости от того, планируете ли вы выполнить работы самостоятельно или обратиться за помощью к профессионалам, стоит изначально продумать, какую именно схему выбрать и почему.

Первое, о чем стоит знать — существует три схемы подключения биметаллических радиаторов отопления:

Боковое.
Диагональное.
Нижнее.

Если вы хотите выполнить подключение биметаллических радиаторов отопления оптимальным способом, то есть так, чтобы трудозатраты были минимальны, а эффективность приборов максимальна, то при определении подходящей схемы нужно ориентироваться на следующие параметры:

Тип системы: одно- или двухтрубная.
Как происходит подача теплоносителя: снизу или сверху.
Число секций в радиаторе.

Выбор способа подключения в зависимости от типа системы

Выделяют два типа систем: одно- и двухтрубные. В первом случае теплоноситель проходит по подающей трубе к отопительным приборам, при этом по мере движения он остывает. В однотрубных схемах радиаторы монтируются последовательно. Фактически при такой схеме подающий трубопровод «превращается» в обратный. В двухтрубных системах применяется параллельное подключение биметаллических радиаторов отопления: подающая и обратная ветки полностью «автономны» друг от друга, а соединяются они с помощью конечного прибора системы отопления.

Все выпускаемые сегодня биметаллические радиаторы отопления унифицированы под любое подключение, в их конструкции предусмотрено 4 возможные точки подключения, то есть пара снизу и пара сверху. Поэтому выбирать схему нужно, ориентируясь на тип дома, его этажность, тип системы.

Особенности одно- и двухтрубных систем

Помните о том, что:

Однотрубные системы могут быть с горизонтальной или вертикальной разводкой. Первая, как правило, применяется в частных домах высотой в 1 или 2 этажа, в исключительных случаях — в трехэтажных. Вертикальная разводка типична для многоэтажных объектов. Преимуществом однотрубных систем является то, что их устройство требует минимальных финансовых затрат, и при этом они отличаются стабильностью (то есть разбалансировать такие системы непросто).
Двухтрубные системы редко эксплуатируются в «многоэтажках». Это обусловлено тем, что для создания такой системы требуется большее число труб, также в обязательном порядке необходимо применение регулирующей арматуры. Впрочем, у нее есть существенное преимущество — на все радиаторы отопления подается теплоноситель одинаковой температуры, а значит, во всех помещениях будет одинаково тепло.

Направление подачи теплоносителя

Подключение биметаллического радиатора отопления может быть выполнено снизу — в данном случае используется нижний вертикальный коллектор. При использовании такой схемы главное точно знать, к какому именно из входов подключается вода. Эти данные можно уточнить в техническом паспорте.

Также возможна боковая и диагональная подводка. В последних двух вариантах подключения биметаллических радиаторов отопления, подача теплоносителя заводится сверху, при этом снизу устанавливается труба обратного трубопровода.

Как определить оптимальную схему подключения в зависимости от числа секций?

Число секций биметаллического радиатора отопления напрямую влияет на выбор схемы подключения. Например, для моделей, имеющих до 8 секций, оптимальным будет боковое, диагональное или нижнее седельное подключение. Если количество секций биметаллического радиатора отопления больше 8-ми, то стоит выбирать диагональную схему подключения.

Впрочем, есть некоторые хитрости, которые позволяют и радиаторы с 9, 10 и более секциями подключать боковым способом. Для этого необходимо использовать так называемый удлинитель потока.

Что такое удлинитель потока и как правильно его устанавливать?

Удлинителем потока называют трубку, вставляемую в коллектор подачи. Целесообразно использовать это приспособление, если при боковом подключении горячими оказываются исключительно первые секции биметаллического радиатора отопления, а остальные остаются чуть теплыми.

При использовании удлинителя потока удается обеспечить условия, при которых теплоноситель будет подаваться не ко входу устройства, а чуть дальше (условно — в центральную часть), за счет этого и обеспечивается более равномерный прогрев поверхностей всех секций радиатора.

Если при подключении биметаллического радиатора отопления вы решили использовать удлинитель потока, то важно знать о том, какая длина приспособления будет оптимальной. Этот параметр определяется в зависимости от числа секций. Фактически вариантов два:

Удлинитель должен составлять 2/3 от общей длины радиатора.
Длина удлинителя должна быть такой, чтобы он доставал до средней части последней секции.

При этом выбирать вариант нужно методом экспериментов. Например, в некоторых случаях удлинитель, достающий до середины последней секции, не позволяет первым секциям прогреваться до той же степени, что и последним. Если вы столкнулись с такой ситуацией — не стоит переживать, ведь проблема решается просто: достаточно просто укоротить трубку. Эксперты советуют всегда приобретать удлинитель «с запасом», чтобы при необходимости его можно было укоротить: очевидно, что со слишком коротким приспособлением сделать уже будет ничего нельзя. А то, какой именно вариант подойдет (на 2/3 или до середины последней секции), напрямую зависит от диаметра подводки, а также давления в стояке.

Второй момент: если при подключении биметаллического радиатора отопления вы решили использовать удлинитель, то можно сделать в нем отверстия. Такая «хитрость» поможет обеспечить условия, при которых теплоноситель будет равномерно поступать и распределяться по вертикальным коллекторам. Впрочем, делать это вовсе не обязательно, удлинитель и без отверстий отлично справляется со своими функциями.

Советы экспертов

Полезные советы по безопасному подключению биметаллических радиаторов отопления:

Желательно устанавливать запорные краны на входе и выходе радиатора. Например, это могут быть шаровые краны. Наличие таких элементов значительно упростит работы в случае, если требуется ремонт, модернизация или обслуживание отопительной системы. Принцип функционирования прост: достаточно закрыть шаровые краны, подождать, пока теплоноситель станет холодным, после чего радиатор можно без опасений снимать.
При подключении биметаллических радиаторов отопления, обязательно используются воздухоотводчики. Когда теплоноситель контактирует с материалом коллектора, неминуемо возникают химические реакции, сопровождающиеся образованием газов. Воздухоотводчики необходимы для эффективного отвода газов и воздуха, скопившихся в радиаторе. Если их нет, то в приборе возникнет избыточное давление, и при наступлении отопительного сезона неминуемо будет нарушена циркуляция, вследствие чего одна или несколько секций радиатора (или их части) попросту перестанут нагреваться.
При подключении необходимо обеспечить условия, при которых биметаллический радиатор отопления будет расположен строго горизонтально. При этом можно немного «поднять» угол прибора с той стороны, где монтирован воздухоотводчик — в этом случае газы из прибора будут спускаться гораздо эффективнее. При этом обратный уклон неминуемо нарушит циркуляцию.

Если вы хотите получить профессиональные рекомендации по выбору оптимального способа подключения биметаллических радиаторов отопления, а также узнать другие особенности, которые следует учитывать при планировании системы, просто свяжитесь со специалистом компании «САНТЕХПРОМ» по телефону: +7 (495) 730-70-80.

Управление температурой литий-ионной батареи с использованием тепловой трубки и материала с фазовым переходом во время цикла разряд-заряд: всестороннее численное исследование

Управление температурой литий-ионной батареи стало критической проблемой в последние годы. В этом исследовании собирается модуль управления температурой с многослойной структурой, состоящей из батареи, материала с фазовым переходом и тепловой трубы. Температурная характеристика батареи экспериментально исследована для батареи, тепловой трубы и композитного материала с фазовым переходом с тремя циклами разряда и заряда.Сосредоточенная тепловая модель построена для учета взаимосвязи тепловыделения батареи, плавления материала с фазовым переходом и переходного теплового отклика тепловой трубы. Основной механизм связи между температурой батареи и процессом фазового перехода раскрывается при различных температурах окружающей среды, коэффициентах теплопередачи в секции конденсации и соотношениях толщины материала фазового перехода и батареи. Модель подтверждена экспериментальными данными за один цикл разряд / заряд. Трудно поддерживать непрерывную безопасную езду на велосипеде с конвекцией воздуха и только с материалом с фазовым переходом.Использование тепловой трубки позволяет рекуперировать скрытую теплоту материала с фазовым переходом с соответствующей температурой плавления в конце каждого цикла, чтобы обеспечить низкую температуру батареи для продолжительной работы. Четыре стадии, а именно явная теплота, скрытая теплота, затвердевание и установившаяся стадия, находятся в каждом цикле предлагаемого модуля охлаждения. Затем идентифицируется механизм соединения генерирования тепла аккумулятором и теплопередачи в тепловой трубке и материале с фазовым переходом. Конденсационная секция для тепловой трубы может работать в неустойчивых, устойчивых и нерентабельных регионах.Чтобы гарантировать безопасную температуру батареи, низкое энергопотребление и достаточную плотность энергии модуля при длительном циклическом режиме одновременно, рекомендуется, чтобы температура плавления материала с фазовым переходом была как минимум на 3 ° C выше температуры окружающей среды, а коэффициент теплопередачи в конденсаторе рекомендуется в диапазоне от 30 Вт / м ² · K до 60 Вт / м ² · K с оптимальным коэффициентом толщины 0,17, связанным с коэффициентом изменения фазы примерно 0,55.

Анализ теплового управления с использованием тепловой трубки при сильноточной разрядке литий-ионной батареи в электромобилях

Основные моменты

•: Тепловое управление с использованием тепловой трубки для элемента LTO моделируется и подтверждается экспериментами.
•: Был проведен новый термический анализ отдельного элемента батареи для определения наиболее критической зоны элемента с точки зрения тепловыделения.
•: На уровне модуля исследуется охлаждающая способность системы жидкостного охлаждения без тепловой трубки и со встроенной тепловой трубкой (LCHP).
•: Снижение температуры аккумуляторного модуля для системы жидкостного охлаждения и LCHP соответственно улучшилось на 29,9% и 32,6%.

Abstract

Система управления температурой (TMS) для широко используемых литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов является важным требованием при эксплуатации электромобиля из-за чрезмерного тепловыделения этих аккумуляторов во время быстрой зарядки / разрядки. В текущем исследовании экспериментально предлагается тепловая модель литий-титанатного (LTO) элемента и три стратегии охлаждения, включающие естественное воздушное охлаждение, принудительное жидкостное охлаждение и метод с использованием плоской тепловой трубки. Новый термический анализ отдельного элемента батареи проводится для определения наиболее критической зоны элемента с точки зрения тепловыделения.Этот анализ позволил нам максимизировать рассеивание тепла с помощью только одной тепловой трубки, установленной в жизненно важной области. Для дальнейшей оценки предложенных стратегий в COMSOL Multiphysics® создается вычислительная гидродинамическая модель (CFD), которая проверяется с помощью профиля температуры поверхности вдоль тепловой трубы и ячейки. Для реальных приложений расчет численной оптимизации также проводится на уровне модуля для исследования охлаждающей способности системы жидкостного охлаждения и встроенной тепловой трубы системы жидкостного охлаждения (LCHP).Результаты показывают, что одна тепловая трубка обеспечивала до 29,1% требуемой охлаждающей нагрузки при скорости разряда 8C. Более того, на уровне модулей система жидкостного охлаждения и LCHP показывают лучшую производительность по сравнению с естественным воздушным охлаждением при снижении температуры модуля на 29,9% и 32,6% соответственно.

Ключевые слова

Литий-ионный (Li-ion) аккумулятор

Система терморегулирования (TMS)

Тепловая трубка

Встроенная тепловая трубка системы жидкостного охлаждения (LCHP)

Вычислительная гидродинамика (CFD)

Рекомендуемые статьи (0)

Просмотреть аннотацию

Цитирование статей

Тепловые характеристики массива микротепловых трубок для управления температурным режимом аккумуляторной батареи в особых условиях эксплуатации автомобиля

Песаран, А.А.: Тепловые модели аккумуляторной батареи для моделирования гибридных транспортных средств. J. Источники энергии 110 , 377–382 (2002)

Google Scholar

Абада, С., Марлер, Г., Лекок, А., Пети, М., Совант-Мойнот, В., Хуэт, Ф .: Моделирование литий-ионных аккумуляторов, ориентированное на безопасность: обзор. J. Источники энергии 306 , 178–192 (2016)

Google Scholar

Рао, З., Ван, С .: Обзор управления тепловой энергией аккумуляторной батареи. Обновить. Поддерживать. Energy Rev. 15 , 4554–4571 (2011)

Google Scholar

Трокслер, Ю., Ву, Б., Маринеску, М., Юфит, В., Патель, Ю., Маркиз, А.Дж., Брэндон, Н.П., Оффер, Г.Дж .: Влияние температурных градиентов на характеристики литий-ионных батарей. J. Источники энергии 247 , 1018–1025 (2014)

Google Scholar

Панчал, С., Динсер, И., Агелин-Чааб, М., Фрейзер, Р., Фаулер, М .: Тепловое моделирование и проверка распределения температуры в призматической литий-ионной батарее при различных разрядах. скорости и меняющиеся граничные условия.Прил. Therm. Англ. 96 , 190–199 (2016)

Google Scholar

Панчал, С., Динсер, И., Агелин-Чааб, М., Фрейзер, Р., Фаулер, М .: Экспериментальные распределения температуры в призматической литий-ионной батарее при различных условиях. Int. Commun. Тепло-массообмен. 71 , 35–43 (2016)

Google Scholar

Тиан, З., Ган, В., Чжан, X., Гу, Б., Ян, Л .: Исследование интегрированной системы управления температурой с охлаждением аккумуляторной батареи и рекуперацией отработанного тепла двигателя для электромобиля. Прил. Therm. Англ. 136 , 16–27 (2018)

Google Scholar

Ван, К., Цзян, Б., Ли, Б., Ян, Я .: Критический обзор моделей управления температурным режимом и решений литий-ионных аккумуляторов для разработки чисто электрических транспортных средств. Обновить. Поддерживать. Energy Rev. 64 , 106–128 (2016)

Google Scholar

Börner, M. , Friesen, A., Grützke, M., Stenzela, YP, Brunklausa, G., Haetgea, J., Nowaka, S., Schappachera, FM, Winter, M .: Взаимосвязь старения и термической стабильности коммерческих литий-ионных аккумуляторов типа 18650. J. Источники энергии 342 , 382–392 (2017)

Google Scholar

10.

An, Z., Jia, L., Li, X., Ding, Y .: Экспериментальное исследование терморегулирования литий-ионной батареи на основе проточного кипения в мини-канале.Прил. Therm. Англ. 117 , 534–543 (2017)

Google Scholar

11.

Xu, X.M., He, R .: Исследование характеристик рассеивания тепла аккумуляторной батареей на основе принудительного воздушного охлаждения. J. Источники энергии 240 , 33–41 (2013)

Google Scholar

12.

Ян, Н., Чжан, X., Ли, Г., Хуа, Д.: Оценка характеристик принудительного воздушного охлаждения для цилиндрических литий-ионных аккумуляторных блоков: сравнительный анализ выровненных и шахматно расположенных элементов наклоны. Прил. Therm. Англ. 80 , 55–65 (2015)

Google Scholar

13.

Ли, К., Янь, Дж., Чен, Х., Ван, К .: Стратегия на основе водяного охлаждения для динамического цикла литий-ионной аккумуляторной батареи для системы терморегулирования. Прил. Therm. Англ. 132 , 575–585 (2018)

Google Scholar

14.

Джарретт, А., Ким, И.Я .: Оптимизация конструкции охлаждающих пластин аккумуляторной батареи электромобиля с точки зрения тепловых характеристик.J. Источники энергии 196 (23), 10359–10368 (2011)

Google Scholar

15.

Панчал, С., Ахундзадехр, М.Х., Раахемифар, К., Фаулер, М., Фрейзер, Р.: Моделирование тепломассопереноса и исследование нескольких батарей LiFePO ₄ / графит в упаковке при низкие показатели C с водяным охлаждением. Int. J. Heat Mass Transf. 135 , 368–377 (2019)

Google Scholar

16.

Панчал, С., Динсер, И., Агелин-Чааб, М., Фрейзер, Р., Фаулер, М .: Экспериментальное исследование и моделирование распределения температуры в батарее 16Ah-LiMnNiCoO ₂ при быстрой разрядке. Тепло-массообмен. 53 , 937–946 (2017)

Google Scholar

17.

Jaguemont, J., Boulon, L., Dubé, Y .: Комплексный обзор литий-ионных батарей, используемых в гибридных и электрических транспортных средствах при низких температурах.Прил. Энергетика 164 , 99–114 (2016)

Google Scholar

18.

Рао, З., Ван, С., Ву, М., Лин, З., Ли, Ф .: Экспериментальное исследование терморегулирования аккумуляторной батареи электромобиля с тепловой трубкой. Energy Convers. Manag. 65 (1), 92–97 (2013)

Google Scholar

19.

Дан, Д., Яо, К., Чжан, Ю., Цян, Ю., Чжугэ, В .: Прогресс исследований и будущие перспективы системы терморегулирования аккумуляторных батарей на основе технологии тепловых труб. Подбородок. Sci. Бык. 64 , 682–693 (2019)

Google Scholar

20.

Тран, Т.Х., Харманд, С., Десмет, Б., Филанги, С.: Экспериментальное исследование возможности охлаждения тепловых трубок для литий-ионных аккумуляторов HEV / EV. Прил. Therm. Англ. 63 , 551–558 (2014)

Google Scholar

21.

Putra, N., Ariantara, B., Pamungkas, R.A .: Экспериментальное исследование производительности системы терморегулирования литий-ионных аккумуляторов с использованием плоской петлевой тепловой трубы для электромобилей.Прил. Therm. Англ. 99 , 784–789 (2016)

Google Scholar

22.

Чи, Р.Г., Чанг, В.С., Ри, С.Х .: Тепловые характеристики колеблющейся системы охлаждения с тепловыми трубками для литий-ионных аккумуляторов электромобилей. Энергия 11 , 655 (2018)

Google Scholar

23.

Чжао, Дж., Рао, З., Лю, К., Ли, Й .: Экспериментальное исследование колеблющейся тепловой трубы и материалов с фазовым переходом, соединенных для хранения тепловой энергии и управления температурным режимом.Int. J. Heat Mass Transf. 99 , 252–260 (2016)

Google Scholar

24.

Ван, К., Цзян, Б., Сюэ, К.Ф., Сан, Х.Л., Ли, Б., Цзоу, Х.М., Янь, Ю.Я .: Экспериментальное исследование охлаждения и нагрева аккумуляторной батареи электромобиля с помощью тепловых трубок. Прил. Therm. Англ. 88 , 54–60 (2015)

Google Scholar

25.

Дэн, Ю., Цюань, З., Чжао, Ю., Ван, Л .: Экспериментальные исследования характеристик теплопередачи массива микротепловых трубок, примененных к плоскому пластинчатому солнечному коллектору.Sci. China Technol. Sci. 56 , 1177–1185 (2013)

Google Scholar

26.

Hou, L. , Quan, Z., Zhao, Y., Wang, L., Wang, G: экспериментальное и моделирующее исследование нового фотоэлектрического-теплового коллектора с решеткой микротепловых трубок (MHPA). -ПВ / Т). Энергетика. 124 , 60–69 (2016)

Google Scholar

27.

Ли, Г., Цзи, Дж., Чжан, Г., Хэ, В., Чен, X., Чен, Х .: Анализ производительности новой микроканальной тепловой трубки с вакуумной трубкой для термоэлектрической генерации, встроенной в солнечный коллектор. Int. J. Energy Res. 40 , 2117–2127 (2016)

Google Scholar

28.

Zhu, T., Diao, Y., Zhao, Y., Ma, C.: Оценка производительности нового плоского солнечного воздушного коллектора с микротепловыми трубками (MHPA). Прил. Therm. Англ. 118 , 1–16 (2017)

Google Scholar

29.

Чжу, З.У., Фан, Х.М., Чжан, К .: Экспериментальные исследования эффективности теплообменника с микротепловыми трубками для рекуперации тепла в жилом здании. Прил. Therm. Англ. 102 , 980–988 (2016)

Google Scholar

30.

Ли, Г., Диалло, ТМО, Ахлаги, Ю.Г., Шитту, С., Чжао, X., Ма, X., Ван, Й .: Моделирование и эксперимент по тепловым характеристикам микроканала. тепловая трубка при различных температурах испарителя и углах наклона.Энергетика 179 , 549–557 (2019)

Google Scholar

31.

Diao, YH, Liang, L., Zhao, YH, Wang, ZY, Bai, FW: Численное исследование улучшения тепловых характеристик накопителя скрытой тепловой энергии с использованием продольных прямоугольных ребер и плоской микротепловой трубы массивы. Прил. Энергетика 233 , 894–905 (2019)

Google Scholar

32.

Субеди Б., Ким С.Х., Янг С.П., Кедзерски М.А. Влияние геометрии фитиля сетки на максимальную скорость теплопередачи плоских микротепловых трубок с несколькими источниками тепла и радиаторами. Int. J. Heat Mass Transf. 131 , 537–545 (2019)

Google Scholar

33.

Е., Х., Чжао, Ю., Цюань, З .: Экспериментальное исследование рассеивания тепла для литий-ионной батареи на основе массива микротепловых трубок (MHPA). Прил. Therm. Англ. 130 , 74–82 (2018)

Google Scholar

34.

Mo, X., Hu, X., Tang, J., Tian, H .: всестороннее исследование терморегулирования ячеек пакета большой емкости с использованием массива микротепловых труб. Int. J. Energy Res. 43 , 7444–7458 (2019)

Google Scholar

35.

Чаудри, Х.Н., Хьюз, Б.Р., Гани, С.А.: Обзор систем тепловых труб для рекуперации тепла и возобновляемых источников энергии. Обновить. Поддерживать. Energy Rev. 16 , 2249–2259 (2012)

Google Scholar

36.

Е. Ю., Со, Л. Х., Ши, Ю., Тай, А. А.: Численный анализ оптимизации системы терморегулирования тепловых трубок для литий-ионных аккумуляторов во время быстрой зарядки. Прил. Therm. Англ. 86 , 281–291 (2015)

Google Scholar

37.

Й., Ши, Й., Со, Л. Х., Тай, А. А.: Оценка производительности и оптимизация системы управления тепловым потоком с тепловыми трубками для быстрой зарядки литий-ионных аккумуляторных батарей. Int. J. Heat Mass Transf. 92 , 893–903 (2016)

Google Scholar

38.

Дан, Д., Лян, Х., Чжан, Ю., Яо, К., Ван, Ю., Рен, В., Чжугэ, В., Цян, Ю.: Экспериментальные исследования батареи система терморегулирования на основе технологии паровой камеры. Sci. Грех. Technol. 49 (9), 1023–1030 (2019)

Google Scholar

39.

Дан, Д., Яо, К., Чжан, Ю., Чжан, Х., Цзэн, З., Сюй, X .: Динамическое тепловое поведение системы теплового управления решеткой микротепловых трубок и батареей воздушного охлаждения на основе модели тепловой сети. Прил. Therm. Англ. 162 , 114183 (2019)

Google Scholar

40.

Wu, W., Yang, X., Zhang, G., Chen, K., Wang, S .: Экспериментальное исследование тепловых характеристик системы терморегулирования батареи на основе материала с фазовым переходом на основе тепловых трубок. . Energy Convers. Manag. 138 , 486–492 (2017)

Google Scholar

41.

Джоши, Н., Гаджиян, М., Сиддик, A.R.M., Тасним, С., Симха, Х., Махмуд, С.: Экспериментальное исследование влияния вибрации на систему терморегулирования батареи на основе материала с фазовым переходом (PCM). J. Источники энергии 450 , 227717 (2020)

Google Scholar

42.

Фам, Х.Л .: Диагностика состояния литий-ионной аккумуляторной батареи с использованием вибрационных испытаний и анализа. Диссертации, Университет Пердью (2013)

43.

McKissock, B. , Loyselle, P., Vogel, E .: Руководство по использованию литий-ионных батарей в космических приложениях. Технический отчет NASA / TM-2009-215751 NESC-RP-08-75 / 06-069-I; НАСА. Исследовательский центр Гленна, Кливленд, Огайо, США (2009)

Космические системы: шинное оборудование — MITSUBISHI ELECTRIC

Спутниковые компоненты, автобусное оборудование

Панель солнечных батарей (SAP) и крыло солнечной батареи

Панели солнечных батарей вырабатывают электроэнергию для работы спутников.По сравнению с продуктами для наземного использования эти панели легче, эффективнее, имеют более длительный срок службы и более устойчивы к космическому излучению.

Панель солнечных батарей

Ему принадлежит 40% мирового рынка
Долгосрочное соглашение о покупке с крупными производителями спутников в США и Европе
С момента первого полета в 1997 г. на орбите более 1000 панелей не сообщалось о сбоях.

Крыло солнечной батареи

История полетов крыльев солнечной решетки для девяти спутников DS2000 *
С момента первого полета в 2003 г. отказов на орбите не сообщалось.

* DS2000: стандартная спутниковая шина MELCO

Структурная панель и панель с тепловыми трубками

Панели с тепловыми трубками рассеивают тепло, генерируемое спутником, путем передачи его компонентам, которые его рассеивают.Их функция — поддерживать постоянную температуру внутри спутника.

Алюминиевые панели Панели из углепластика (*)

Запущено более 100 спутников, включая программы глобального оператора, такие как Intelsat, Eutelsat и SES, оснащенных структурными панелями MELCO
Занимает более 30% мирового рынка
Долгосрочное соглашение о покупке с крупным производителем спутников в США
Ни разу не сообщалось о сбоях более 9000 панелей на орбите

Раздвижной радиатор

Унаследованные от полета развертываемые излучатели для внутреннего японского спутника, достигнутые в 2006 г.

Литий-ионные батареи (LIB)

Литий-ионные батареи накапливают электроэнергию, вырабатываемую панелями солнечных батарей. Они весят примерно вдвое меньше обычных аккумуляторов той же емкости.

С 2003 года более 100 батарей и 1200 ячеек отправлено в космос для программ глобального оператора, таких как Intelsat, Eutelsat и SES
Занимает более 35% мирового рынка
Долгосрочное соглашение о покупке с основными производителями спутников в США и Европе
Не сообщалось о сбоях всех батарей и элементов на орбите с суммарным сроком эксплуатации более 100 лет — спутники в космосе
Высокая плотность энергии, малая масса и небольшой объем

Системы охлаждения электромобилей

В этом руководстве представлен обзор способов охлаждения литий-ионных аккумуляторных батарей и оценка того, какая система охлаждения аккумулятора является наиболее эффективной на рынке.

Обсуждает:

Важность управления температурным режимом аккумуляторной батареи
Четыре разные системы охлаждения:
- Материал фазового перехода (PCM)
- Ребристое охлаждение
- Воздушное охлаждение
- Жидкостное охлаждение (прямое и косвенное)
Оценка того, какая система охлаждения наиболее эффективна
Требования к жидким теплоносителям в различных системах

СКАЧАТЬ БЕСПЛАТНО

5 РАЗЛИЧИЙ МЕЖДУ ДВИГАТЕЛЯМИ EV И КОНДИЦИОНЕРАМИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Система управления температурным режимом электромобиля

Важность системы охлаждения

Несмотря на то, что в аккумуляторных батареях для электромобилей были достигнуты усовершенствования, которые позволяют им обеспечивать большую мощность и требовать менее частой зарядки, одной из самых больших проблем, которые остаются для безопасности аккумуляторов, является возможность разработать эффективную систему охлаждения.

В электромобилях при разрядке аккумулятора выделяется тепло; чем быстрее вы разряжаете аккумулятор, тем больше тепла он выделяет.

Батареи работают по принципу разности напряжений, и при высоких температурах электроны внутри становятся возбужденными, что уменьшает разницу в напряжении между двумя сторонами батареи. Поскольку аккумуляторы предназначены только для работы между определенными крайними температурами, они перестанут работать, если отсутствует система охлаждения, поддерживающая их в рабочем диапазоне.Системы охлаждения должны поддерживать температуру аккумуляторной батареи в диапазоне примерно 20-40 градусов Цельсия, а также поддерживать минимальную разницу температур внутри аккумуляторной батареи (не более 5 градусов Цельсия).

Если существует большая внутренняя разница температур, это может привести к разной скорости заряда и разряда для каждой ячейки и ухудшить характеристики аккумуляторной батареи.

Потенциальные проблемы с термической стабильностью, такие как снижение емкости, тепловой разгон и пожар, могут возникнуть, если аккумулятор перегревается или если в аккумуляторном блоке наблюдается неравномерное распределение температуры. Перед лицом опасных для жизни проблем безопасности в индустрии электромобилей постоянно появляются инновации, направленные на улучшение системы охлаждения аккумуляторных батарей.

Системы охлаждения электромобилей

Какая система охлаждения лучше всего работает в электромобилях?

Системы терморегулирования аккумуляторных батарей по-прежнему являются предметом тщательных исследований, и то, что мы о них знаем, в ближайшие годы будет меняться и развиваться, поскольку инженеры продолжают переосмысливать принцип работы двигателей наших автомобилей.

Существует несколько способов охлаждения аккумулятора электромобиля — с помощью материала с фазовым переходом, ребер, воздуха или жидкого хладагента.

Материал с фазовым переходом поглощает тепловую энергию, переходя из твердого состояния в жидкое. При изменении фазы материал может поглощать большое количество тепла с небольшим изменением температуры. Системы охлаждения материала с фазовым переходом могут удовлетворить требования к охлаждению аккумуляторной батареи, однако изменение объема, которое происходит во время фазового перехода, ограничивает ее применение.Кроме того, материал с фазовым переходом может только поглощать выделяемое тепло, но не отводить его, что означает, что он не сможет снизить общую температуру, как и другие системы. Хотя материалы с фазовым переходом не подходят для использования в транспортных средствах, они могут быть полезны для улучшения тепловых характеристик в зданиях за счет уменьшения колебаний внутренней температуры и снижения пиковых нагрузок охлаждения.
Ребра охлаждения увеличивают площадь поверхности для увеличения скорости теплопередачи. Тепло передается от аккумуляторной батареи к ребру посредством теплопроводности и от ребра к воздуху посредством конвекции.Ребра обладают высокой теплопроводностью и могут обеспечивать охлаждение, но при этом добавляют большой дополнительный вес рюкзаку. Использование ребер нашло большой успех в электронике, и традиционно они использовались в качестве дополнительной системы охлаждения на транспортных средствах с двигателями внутреннего сгорания. Использование ребер для охлаждения аккумулятора электромобиля вышло из употребления, поскольку дополнительный вес ребер перевешивает преимущества охлаждения.
Воздушное охлаждение использует принцип конвекции для отвода тепла от аккумуляторной батареи.Когда воздух проходит по поверхности, он уносит тепло, излучаемое упаковкой. Воздушное охлаждение простое и легкое, но не очень эффективное и относительно грубое по сравнению с жидкостным охлаждением. Воздушное охлаждение используется в более ранних версиях электромобилей, таких как Nissan Leaf. Поскольку в настоящее время электромобили все чаще используются, возникли проблемы с безопасностью аккумуляторных батарей с чисто воздушным охлаждением, особенно в жарком климате. Другие производители автомобилей, такие как Tesla, настаивают на том, что жидкостное охлаждение — самый безопасный метод.
Жидкие охлаждающие жидкости имеют более высокую теплопроводность и теплоемкость (способность удерживать тепло в форме энергии в своих связях), чем воздух, и поэтому работают очень эффективно и обладают такими преимуществами, как компактная структура и простота размещения. Из этих вариантов жидкие охлаждающие жидкости обеспечивают наилучшую производительность для поддержания аккумуляторной батареи в правильном температурном диапазоне и однородности. Системы жидкостного охлаждения имеют свою долю проблем безопасности, связанных с утечкой и утилизацией, поскольку гликоль может быть опасен для окружающей среды при неправильном обращении.Эти системы в настоящее время используются Tesla, Jaguar и BMW, и это лишь некоторые из них.

Исследовательская группа из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (США) и Национального исследовательского центра сетевых технологий распределения (Китай) сравнила четыре различных метода охлаждения пакетных литий-ионных ячеек: воздушное, непрямое жидкостное, прямое жидкостное и системы охлаждения ребер. . Результаты показывают, что система воздушного охлаждения требует в 2–3 раза больше энергии, чем другие методы, для поддержания той же средней температуры; система непрямого жидкостного охлаждения имеет самый низкий максимальный рост температуры; и ребристая система охлаждения добавляет около 40% дополнительного веса элемента, что имеет наибольший вес, когда четыре метода охлаждения имеют одинаковый объем.Непрямое жидкостное охлаждение является более практичной формой, чем прямое жидкостное охлаждение, хотя оно имеет несколько более низкую охлаждающую способность. ( Сравнение различных методов охлаждения литий-ионных аккумуляторных элементов )

Определяющими характеристиками системы охлаждения аккумуляторной батареи электромобиля являются температурный диапазон и однородность, энергоэффективность, размер, вес и простота использования (т. Е. Реализации, обслуживания).

Каждая из этих предлагаемых систем может быть спроектирована для достижения правильного температурного диапазона и однородности. Энергоэффективности добиться труднее, поскольку охлаждающий эффект должен быть больше, чем тепло, выделяемое при питании системы охлаждения. Кроме того, система со слишком большим дополнительным весом будет истощать энергию автомобиля, поскольку она выводит мощность.

Материал с фазовым переходом, вентиляторное охлаждение и воздушное охлаждение — все это не соответствует требованиям к энергоэффективности, размеру и весу, хотя их можно так же легко реализовать и поддерживать, как и жидкостное охлаждение. Жидкостное охлаждение — единственный оставшийся вариант, который не потребляет слишком много паразитной энергии, обеспечивает требования к охлаждению и компактно и легко помещается в аккумуляторный блок.В литий-ионных батареях Tesla, BMW i-3 и i-8, Chevy Volt, Ford Focus, Jaguar i-Pace и LG Chem в той или иной форме используется система жидкостного охлаждения. Поскольку электромобили все еще являются относительно новой технологией, возникали проблемы с поддержанием диапазона температур и однородности при экстремальных температурах даже при использовании системы жидкостного охлаждения. Вероятно, это связано с производственными проблемами, и по мере того, как компании приобретают опыт разработки этих систем, необходимо решать проблемы управления температурным режимом.

В системах жидкостного охлаждения существует еще одно разделение на прямое и косвенное охлаждение — независимо от того, погружены ли элементы в жидкость или если жидкость перекачивается по трубам.

В системах прямого охлаждения элементы аккумуляторной батареи находятся в непосредственном контакте с охлаждающей жидкостью. Эти схемы терморегулирования в настоящее время находятся на стадии исследований и разработок, и на рынке нет автомобилей, использующих эту систему. Прямого охлаждения добиться труднее из-за того, что требуется новый тип охлаждающей жидкости. Поскольку аккумулятор находится в контакте с жидкостью, охлаждающая жидкость должна иметь низкую проводимость или ее отсутствие.
Системы непрямого охлаждения похожи на системы охлаждения ДВС, в которых жидкий хладагент циркулирует по металлическим трубам. Однако конструкция системы охлаждения электромобилей будет выглядеть иначе. Структура системы охлаждения, которая обеспечивает максимальную однородность температуры, зависит от формы аккумуляторной батареи и будет выглядеть по-разному для каждого производителя автомобиля.

Требования к жидким хладагентам

Обеспечение безопасности и эффективности охлаждающих жидкостей

Учитывая, что жидкостное охлаждение является наиболее эффективным и практичным методом охлаждения аккумуляторных блоков и в настоящее время наиболее широко используемым, необходимо уделить внимание типу охлаждающей жидкости, используемой в этих системах.

Непрямое жидкостное охлаждение

Системы непрямого жидкостного охлаждения для электромобилей и обычная система охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС) очень похожи: в обеих системах охлаждающая жидкость циркулирует по ряду металлических труб для отвода тепла от аккумуляторной батареи или двигателя. Следовательно, требования к охлаждающей жидкости для систем непрямого жидкостного охлаждения будут очень похожи на традиционные охлаждающие жидкости ДВС.

99% охлаждающей жидкости — это товар, такой как гликоль или полигликоль, но 1% -ный пакет присадок — это то, что отличает хорошую защиту двигателя от отличной защиты и производительности.При циркуляции жидкого хладагента по металлическим трубам важно защитить его от коррозии для обеспечения безопасности и производительности автомобиля.

Металл очень нестабилен, поэтому он, естественно, хочет реагировать с другими элементами, теряя электроны, чтобы перейти в более стабильное состояние. Коррозия возникает из-за того, что примеси в охлаждающей жидкости имеют на себе положительный заряд, поэтому они взаимодействуют с металлическими трубами и сдирают часть поверхности. Пакеты присадок можно смешивать с антифризом для образования охлаждающей жидкости, защищающей от ржавчины, накипи и коррозии.Пакеты присадок, используемые в транспортных средствах с ДВС, содержат ингибиторы коррозии для защиты многих типов металлов, присутствующих в системах охлаждения, таких как трубы, прокладки, соединения, радиатор и т. Д. Американское общество испытаний и материалов поддерживает стандарты, которым должны соответствовать охлаждающие жидкости для защиты от коррозия различных типов металлов. То, что в настоящее время известно о предотвращении коррозии в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания, можно легко применить к системе непрямого жидкостного охлаждения в электромобилях.

Прямое жидкостное охлаждение

Существуют различные требования к охлаждающей жидкости для систем прямого жидкостного охлаждения. В системах, где аккумулятор будет напрямую контактировать с охлаждающей жидкостью, например, в транспортных средствах на топливных элементах или в системах с прямым жидкостным охлаждением, охлаждающая жидкость должна быть жидкостью с низкой проводимостью или без нее. Это будет сильно отличаться от обычных охлаждающих жидкостей ДВС, которые имеют высокую проводимость. Причина, по которой требуется низкая проводимость / отсутствие проводимости, связана с безопасностью: электроны проходят через батарею, и если они подвергаются воздействию жидкости с высокой проводимостью, это приведет к отказу и взрыву. Некоторыми примерами способов поддержания низкой проводимости хладагента являются использование деионизированной воды в качестве среды для текучей среды или наличие текучей среды на несолевой основе. Эти охлаждающие жидкости с низкой проводимостью и без них находятся на ранних стадиях исследований и разработок.

Будущее систем охлаждения электромобилей

Исследования и разработки будущего охлаждения

Поскольку электромобили стали широко использоваться, существует большой спрос на более длительный срок службы батарей и более высокую выходную мощность.Чтобы достичь этого, системы терморегулирования аккумуляторной батареи должны иметь возможность отводить тепло от аккумуляторной батареи, поскольку они заряжаются и разряжаются с большей скоростью. Тепло, выделяемое при использовании аккумулятора, может представлять угрозу безопасности пассажиров. Из-за высоких нагрузок и температур, создаваемых аккумуляторными батареями, еще более важным является наличие правильного пакета охлаждающей жидкости и присадок. В то время как такие компании, как Tesla, BMW и LG Chem, могут использовать традиционный жидкий хладагент для своих систем непрямого охлаждения, для повышения безопасности электромобилей необходимо будет продолжать исследования и разработки в отношении аккумуляторных блоков и охлаждающих жидкостей.

ГОТОВЫ РАЗРАБОТАТЬ ЖИДКИЙ ОХЛАЖДАЮЩИЙ ЖИДКОСТЬ?

Если вы заинтересованы в разработке жидкой охлаждающей жидкости, обратитесь к ведущему поставщику антикоррозионных присадок, например Dober.

Водонагреватели с тепловым насосом как экологически чистые батареи

Этот пост был написан в сотрудничестве с Оливией Эшмур из Школы государственной политики Голдмана в Калифорнийском университете в Беркли.

Водонагреватели с тепловым насосом (HPWH) — это революционная технология, которая может устранить загрязнение климата и воздуха в результате нагрева воды в зданиях.А если и этого недостаточно, у HPWH есть менее известное дополнительное преимущество: они могут использоваться в качестве экологически чистых батарей, по существу сохраняя солнечную энергию без выбросов для использования в то время, когда солнце не светит.

К такому выводу пришла Комиссия по коммунальным предприятиям Калифорнии, которая прошлым летом обнаружила, что водонагреватели с тепловым насосом могут обеспечить эффективное локальное накопление энергии для балансировки энергосистемы. У Калифорнии амбициозные цели по развертыванию накопителей энергии для использования обильной, но переменной солнечной энергии, и в этом могут помочь водонагреватели с тепловым насосом.

В настоящее время жилые и коммерческие здания Калифорнии потребляют больше газа, чем электростанции штата, и производят в семь раз больше загрязнения воздуха, чем электростанции. Исключение использования газа в зданиях имеет решающее значение для достижения целей в области чистого воздуха и климата. Переход с газовых печей и водонагревателей на эффективные электрические тепловые насосы — уже самый дешевый путь к зданиям с нулевым уровнем выбросов — становится еще более привлекательным, если учесть преимущества накопления энергии HPWH.

Как водонагреватель с тепловым насосом может быть батареей?

Водонагреватели с тепловым насосом (HPWH) используют электричество для нагрева воды, работая как холодильник, работающий в обратном направлении. Они собирают, концентрируют и переносят тепло из воздуха вокруг себя в воду в резервуаре вместо того, чтобы выводить тепло из холодильника. В настоящее время HPWH являются наиболее эффективной технологией электрического нагрева воды, в три-пять раз более эффективной, чем газовые водонагреватели.

HPWH также могут обеспечить еще одно важное преимущество — они могут действовать как тепловые «батареи» для хранения возобновляемой энергии (например, когда солнечной энергии много в середине дня) и избегать использования электричества вечером, когда это более вероятно. производиться на самых грязных электростанциях.При хорошей изоляции резервуара вода в резервуаре для хранения может оставаться достаточно горячей не менее 12 часов или даже дольше с хорошо изолированными трубами и фитингами.

Согласование спроса с предложением

Традиционно электроэнергия производится по мере необходимости для удовлетворения потребительского спроса. Чтобы обеспечить постоянное наличие электричества, когда покупатель щелкает выключателем света, коммунальные предприятия должны держать электростанции наготове в сети, чтобы обеспечить максимальное количество энергии, которое может потребоваться. Этот максимум называется «пиковым спросом», который в Калифорнии обычно возникает ранним вечером, когда люди возвращаются домой, включают кондиционер, начинают готовить ужин и смотреть телевизор.

Хотя пик спроса на электроэнергию в Калифорнии приходится на вечер, доступная чистая энергия в штате достигает пика в полдень, когда солнце светит наиболее ярко. Это несоответствие означает, что мы не всегда можем потреблять возобновляемую энергию, которую производим, и должны по-прежнему полагаться на дорогие и загрязняющие окружающую среду электростанции, работающие на ископаемом топливе, чтобы удовлетворить вечерний пиковый спрос, потому что у нас нет достаточной емкости хранения или гибкости спроса для переключения солнечной электроэнергии с нулевым уровнем выбросов позже использовать.

В большинстве дней в Калифорнии стоимость производства еще одной единицы электроэнергии (известная как «предельная» стоимость) резко возрастает в часы пикового спроса, которые происходят между 4 ф. м. и 21:00, в зависимости от местоположения. Линии передачи и распределения должны быть построены, а резервные мощности должны быть доступны для удовлетворения пикового спроса, что в сумме приводит к затратам на удовлетворение максимального количества потребляемой электроэнергии. И наоборот, предельные производственные затраты падают до нуля или даже становятся отрицательными в середине дня, когда предложение превышает спрос, что приводит к сокращению некоторой солнечной генерации.

Предельные затраты на PG&E 2024 (средний день за весь год), NRDC 2018

Это несоответствие будет препятствовать стремлению Калифорнии к полностью декарбонизированной энергосистеме, если оно не будет устранено.Вот где могут помочь гибкие электрические нагрузки, такие как HPWH.

Переключение нагрузки для экономии

Независимые менеджеры сетей организуют производство электроэнергии с помощью ценовых сигналов и диспетчерских команд, которые сообщают электростанциям, когда увеличивать или уменьшать выработку. Эти же сигналы могут быть отправлены в электрические приборы, чтобы помочь автоматически управлять спросом. HPWH с гибким спросом также могут реагировать на тарифы на коммунальные услуги или сигналы сети для оптимизации работы, автоматически минимизируя счета без каких-либо действий со стороны клиента.

Как это работает? Водонагреватели с тепловым насосом действуют как тепловые батареи, накапливая воду, нагретую с помощью большого количества чистой электроэнергии, произведенной в течение дня, для использования в вечернее время. Подобно тому, как аккумулятор телефона «заряжается», когда это удобно, и затем его можно использовать в дороге в течение всего дня, HPWH могут нагреть воду за много часов вперед и по-прежнему обеспечивать горячий душ в вечернее время.

Это может эффективно помочь «сместить» спрос на электроэнергию с часов пик в часы, когда в избытке имеется недорогая и не загрязняющая выбросы возобновляемая электроэнергия.Подключенные к Интернету, или «умные», HPWH обеспечивают экономию средств без ущерба для доступности горячей воды. HPWH подходящего размера может хранить достаточно горячей воды для удовлетворения домашних нужд без подзарядки в часы пик. И когда многие из этих водонагревателей используются вместе по всему штату, они могут обеспечить общесистемную экономию затрат и сокращение выбросов, что принесет пользу всем.

Исследование моделирования 2018 года показало, что HPWH могут перенести всю свою вечернюю электрическую нагрузку на середину солнечного пика, при этом 70 процентов электроэнергии для водонагревателя используется, в то время как солнечная энергия является обильной и недорогой, а энергия почти не используется. в вечерний пик, когда электричество самое грязное и дорогое.

Электроэнергия водонагревателей тепловых насосов с (розовая линия) и без (черная линия) переключением нагрузки

Политические потребности

Водонагреватели с тепловым насосом, которые переключают энергетические нагрузки, могут быть важной частью нашего перехода к чистой энергии, но нам нужны политики, которые позволят их внедрить на рынок и гарантировать, что они используются для максимизации преимуществ сети, в том числе:

Поощрение строителей к установке водонагревателей с тепловым насосом при строительстве новых домов путем предоставления кредитов в соответствии со строительными нормами Калифорнии и прямых стимулов для снижения стоимости установки. NRDC возглавил совместную работу производителей, коммунальных предприятий и поставщиков услуг, чтобы разработать спецификацию для переключающих нагрузку HPWH, и мы ожидаем, что Энергетическая комиссия Калифорнии внедрит ее в строительные нормы штата.
Содействовать рыночной трансформации HPWH, предлагая скидки в рамках Калифорнийской программы стимулирования самообразования (SGIP), следуя примеру фотоэлектрических панелей, где стимулы сыграли важную роль в снижении стоимости солнечной энергии до такой степени, что рынок сейчас процветает без стимулов .
Отражение предельных затрат на электроэнергию при расчете ставок по времени использования со значительным соотношением пиковых и внепиковых затрат на электроэнергию, чтобы позволить гибким нагрузкам, таким как HPWH, работать с низкими тарифами в непиковые часы, тем самым поощряя переключение нагрузки в достаточной степени для стимулирования рыночного спроса.

Водонагреватели с тепловым насосом способны накапливать чистую энергию и снижать нагрузку на сеть во время пикового спроса на электроэнергию. Но нам нужна соответствующая политика, чтобы гарантировать, что они могут выполнять эти функции.

теплообменников и стойла | Спиракс Сарко

Первичная сторона теплообменника будет называться «паровым пространством», а устройство улавливания пара будет называться «ловушкой». «Уловитель» может быть «конденсатоотводчиком», «уловителем насоса» или «конденсатоотводчиком и насосом», установленными в комбинации.
В этих установках контрольный датчик отслеживает температуру выходящей нагретой жидкости во вторичном контуре. Регулирующий клапан пытается поддерживать температуру, определяемую контроллером, независимо от изменений тепловой нагрузки.Клапан достигает этого, открывая или закрываясь для изменения расхода пара, тем самым изменяя давление в паровом пространстве.
Выпуск конденсата из конденсатоотводчика может подвергаться подъему и / или давлению в конденсатопроводе или может падать в открытый конец, где он подвергается воздействию только атмосферного давления. Этот блок будет называть давление конденсата «противодавлением».
Теплообменное оборудование может быть практически любым, отвечающим вышеуказанным критериям. Примеры включают:

Кожухотрубные теплообменники.
Пластинчатые теплообменники.
Змеевики или батареи воздушного отопления в воздуховодах.
Трубопроводы или бухты в технологическом оборудовании, резервуарах, чанах и т. Д.

Для краткости в этом блоке все такие устройства будут называться «теплообменники» или «нагреватели», а прохождение жидкости, нагреваемой теплообменником, будет называться проходящей через «вторичную» сторону теплообменника. .
Производительность паровых теплообменников часто снижается из-за затопления парового пространства конденсатом и переувлажнения.Двумя основными причинами заболачивания являются:

Установка ловушки неправильного типа.
Стойло.

Важное примечание

Некоторые системы нацелены на достижение контроля температуры путем поощрения частичного затопления парового пространства теплообменника. В этих случаях регулирующее действие регулирующего клапана на выходе конденсата изменяет уровень конденсата в паровом пространстве. Это изменяет площадь поверхности нагрева, на которую воздействует пар, и в результате изменяется скорость теплопередачи, чтобы контролировать температуру на выходе из вторичного контура.
Для систем этого типа важно, чтобы теплообменники были спроектированы и изготовлены специально для того, чтобы противостоять эффектам затопления. Если этого не сделать, наличие конденсата в теплообменнике отрицательно скажется на рабочих характеристиках и сократит срок службы.
Этот метод контроля может иметь определенные преимущества, если система спроектирована правильно. Во-первых, конденсат переохлаждается в теплообменнике перед его выпуском. Это может значительно снизить количество пара мгновенного испарения в трубопроводе конденсата, что может улучшить характеристики конденсатной системы, а также снизить тепловые потери.
Главный эксплуатационный недостаток заключается в том, что системы этого типа медленно реагируют на изменения тепловой нагрузки.

Что означает стойло?

Срыв — это уменьшение или прекращение потока конденсата из теплообменника и происходит, когда давление в теплообменнике равно или меньше общего противодавления, создаваемого конденсатоотводчиком.
Более низкое, чем ожидалось, давление в теплообменнике может возникнуть в результате любого из следующих обстоятельств:
• Повышение температуры жидкости на входе вторичного контура в результате падения тепловой нагрузки.
• Расход вторичной жидкости падает из-за падающей тепловой нагрузки.
• Температура вторичной жидкости на выходе падает из-за понижения заданного значения.
Поскольку регулирующий клапан снижает давление пара для удовлетворения падающей тепловой нагрузки, отсутствие перепада давления на конденсатоотводчике приводит к тому, что конденсат затопляет паровое пространство, как показано на Рисунке 13.1.1.

Из-за применяемых факторов безопасности и из-за того, что теплообменники продаются в заранее определенных размерах, они часто имеют большую площадь нагрева, чем требуется. Это приводит к увеличению способности теплообменника к теплопередаче сверх требуемой. Это также означает, что рабочее давление пара будет ниже, чем в аналогичном теплообменнике, идеально подходящем для той же работы. В результате для выталкивания конденсата доступно меньшее давление пара, чем можно было ожидать. Давление пара в теплообменнике важно, поскольку оно влияет на состояние сваливания, что, в свою очередь, влияет на выбор сифона.
Перед тем, как произвести выбор ловушек и их размер, необходимо определить, произойдет ли остановка, и если это произойдет, то в какой степени.Если этого не сделать, вполне вероятно, что теплообменник будет страдать от переувлажнения в течение некоторого или всего срока службы. Когда это происходит, наблюдатель или оператор может не сразу распознать это, поскольку рабочие характеристики не могут быть снижены в теплообменнике увеличенного размера. Однако заболачивание может иметь серьезные финансовые последствия, как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе, если теплообменник не предназначен для такой работы.

Краткосрочные проблемы

Рассмотрим батарею нагревателя увеличенного размера, работающую как змеевик от замерзания и оснащенную ловушкой неправильного типа (или размера), как показано на рисунке 13.1.1.
В этом примере змеевик замораживания предварительно нагревает охлажденный воздух, прежде чем он попадет в батарею основного нагревателя. Хотя морозильный змеевик оправдывает свои тепловые ожидания (потому что он слишком большой для работы), он будет делать это, когда нижняя половина его змеевиков заболочена. Поступающий холодный воздух с температурой около 0 ° C (обычно со скоростью 3 м / с), проходящий через змеевики, может легко вызвать замерзание воды в них. Это приводит к необходимости ремонта или замены батареи нагревателя, что вызывает неудобства или непредвиденные расходы.
Переувлажнения и замерзания не возникнет, если приложение правильно спроектировано.

Долгосрочные проблемы

Ловушки меньшего размера иногда не оказывают немедленного отрицательного воздействия на производительность нагревателя, если нагреватель слишком большой.
По иронии судьбы, ловушка неправильного типа, установленная на теплообменник, часто может преувеличивать поверхностное улучшение в другом месте конденсатной системы. Например, термостатическое или фиксированное отверстие, установленное на любом теплообменнике, будет удерживать конденсат, так что он переохлаждается ниже температуры насыщения пара.Это приведет к уменьшению количества пара мгновенного испарения из любого естественного выхода, такого как вентиляция приемника конденсата. Сторонний наблюдатель может интерпретировать это как способ экономии энергии и легко соблазнится установить эти устройства. К сожалению, ситуация не так проста, как кажется. Реальность такова, что сдерживание конденсата до его переохлаждения в некоторой степени подразумевает переувлажнение. Конденсат, который постоянно заливает паровое пространство, вызывает коррозию с дорогостоящими последствиями. Срок службы теплообменника сокращается, а общие затраты на срок службы установки увеличиваются.
Воздействие заболоченного теплообменника зависит от условий конкретной установки.
Симптомы и последствия срыва подробно описаны далее в этом Модуле.

Как происходит срыв?

Чтобы понять срыв, необходимо понимать, что насыщенный пар — это конденсирующийся пар, который отдает свое тепло при конденсации в воду. Эта конденсация всегда происходит при постоянной температуре, когда давление в паровом пространстве остается постоянным.
Например, насыщенный пар при атмосферном давлении имеет температуру 100 ° C и также будет конденсироваться обратно в воду при 100 ° C, тогда как при манометрическом давлении 1 бар насыщенный пар имеет температуру 120 ° C и снова конденсируется. в воду при 120 ° C. Пар также может существовать внутри теплообменников при давлении ниже атмосферного, то есть пар при давлении на 0,5 бар ниже атмосферного имеет температуру около 82 ° C и также будет конденсироваться обратно в воду при 82 ° C. Соотношение давления и температуры насыщенного пара полностью предсказуемо и задокументировано в таблицах пара.
Основная теория теплообменника утверждает, что чем выше температура пара выше температуры нагреваемой вторичной жидкости, тем выше потенциальная скорость теплопередачи. Чтобы изменить передачу тепла от конденсирующегося пара, температура (и, следовательно, давление) пара в паровом пространстве изменяется.
Например, если в теплообменнике используется пар с температурой 160 ° C при максимальной нагрузке, а нагрузка снижается на 50%, требуется пар с более низкой температурой. Для этого давление пара необходимо снизить, и во многих случаях оно становится меньше противодавления.

Пример:

Теплообменник, работающий с полной нагрузкой, использует насыщенный пар при давлении 1 бар изб. (120 ° C) для нагрева воды с 40 ° C до 60 ° C. Таким образом, полная нагрузка возникает, когда температура воды повышается на 20 ° C, а средняя температура воды составляет:

Разница между температурой пара и средней температурой воды называется средней арифметической разницей температуры или AMTD, и скорость теплопередачи пропорциональна ей. AMTD при полной нагрузке в этом примере составляет 120 ° C — 50 ° C = 70 ° C.
Рассмотрим ситуацию, когда загрузка процесса падает до ²/₃ нагрузки.
При полной нагрузке температура воды повышается на 20 ° C.
Если нагрузка падает до ²/₃ при полной нагрузке, а температура воды на выходе остается постоянной на уровне 60 ° C, это означает, что повышение температуры должно составлять ²/₃ 20 ° C
Следовательно :
При нагрузке ²/₃, повышение температуры = ²/₃ 20 ° C = 13,3 ° C и температура на входе = 60 ° C — 13.3 ° C = 46,7 ° C
Следовательно, при нагрузке ²/₃ температура возвратной воды повысится до 46,7 ° C, и поэтому средняя температура воды теперь составляет:

При нагрузке ²/₃ необходимая теплоотдача составит ²/₃ из этого при полной нагрузке, а AMTD будет равно ²/₃ из них при полной нагрузке , Т.е.

Отсюда следует, что температура пара при нагрузке ²/₃ должна быть средней температурой воды при нагрузке ²/₃ плюс AMTD при нагрузке ²/₃, т.е.е.

Поскольку температура насыщенного пара при атмосферном давлении составляет 100 ° C, это означает, что давление в паровом пространстве теперь атмосферное. Следовательно, в паровом пространстве нет давления пара, которое могло бы протолкнуть конденсат через конденсатоотводчик. Даже если конденсатопровод попадет в конденсатоотводчик с открытым концом, конденсат может не стекать из теплообменника. Конденсат будет «подпирать» сливную линию и забивать теплообменник водой, если не будут приняты надлежащие меры предосторожности.
Если конденсат возвращается в теплообменник, площадь поверхности, доступная для конденсации пара, уменьшается, тепловой поток падает, и температура выходящей нагретой воды начинает падать. Когда датчик температуры обнаруживает это, контроллер еще немного открывает регулирующий клапан, и приток пара увеличивается. Это повышает давление в паровом пространстве выше атмосферного (в данном случае) и вскоре становится достаточно высоким, чтобы вытеснить конденсат через ловушку. Уровень конденсата падает, но теперь давление в паровом пространстве выше атмосферного давления, необходимого только для нагрева воды до 60 ° C.Затем температура воды повышается. Когда датчик обнаруживает это, контроллер закрывает регулирующий клапан. Давление парового пространства падает до атмосферного — и снова начинается затопление.
Результат — постоянное изменение температуры воды выше и ниже 60 ° C. Если бы вторичной средой была не вода, это могло бы во многих случаях повлиять на ее качество.

Каковы симптомы и последствия срыва?

Могут быть очевидны один или несколько из следующих симптомов:

Итого:

Конденсатор холодного или холодного пара.
Охотничий регулирующий клапан.
Колебания температуры на выходе.
Температуры стратифицированного нагревателя.
Водяной молот.
Пониженная тепловая мощность.
Пониженное качество продукции.
Коррозионные теплообменники.
Негерметичность теплообменников.
Неисправность теплообменников.

Подробно:

Конденсатоотводчик становится холодным или заметно ниже температуры на входе паропровода в теплообменник.
Регулирующий клапан склонен к «колебаниям», т.е. он регулярно переключается между открытым и закрытым положениями.
Температура вторичной жидкости, вытекающей из теплообменника, менее точна, чем ожидается или требуется.
На выходной стороне теплообменника наблюдается расслоение температуры. Это будет более заметно на батареях нагревателя и тепловентиляторах.

Например, его почти наверняка можно будет обнаружить на батарее воздухонагревателя, изображенной на Рисунке 13.1.1. Конструкция такова, что лицевая сторона поверхности теплообменника обычно доступна, часто через панель доступа или дверь сбоку от воздуховода. Если происходит остановка, верхняя часть батареи, ближайшая к входу для пара, будет очень горячей, а нижняя часть будет намного холоднее или даже холоднее, а ловушка будет холодной или холодной. Температура воздуха, проходящего через верхнюю часть батареи, будет заметно выше, чем температура воздуха, проходящего через нижнюю часть.

Теплообменник непрерывно или периодически издает треск, стук или стук.Иногда эти шумы связаны с сильным гидроударом, который может вызвать физическое повреждение теплообменника и любого оборудования, установленного на нем. Горячий пар, конденсирующийся в переувлажненном конденсате, вызывает гидроудары и возникающие в результате шумы, особенно когда уровень переувлажнения изменяется при изменении нагрузки.
В технологических процессах результатом одного или нескольких из вышеперечисленных симптомов может быть низкое или ненадежное качество продукта.
Повышенная коррозия. Обводненный конденсат охлаждается до температуры намного ниже температуры пара на входе в паровое пространство.Углекислый газ и кислород гораздо легче растворяются в более холодной воде.
Двуокись углерода является обычным побочным продуктом неправильной обработки котловой воды и попадает в теплообменник вместе с паром. Когда он растворяется в воде, он образует угольную кислоту, которая вызывает коррозию.

Кислород присутствует в неочищенной воде, и если он не будет полностью удален в процессе очистки воды, он также унесется вместе с паром. Его присутствие в воде, особенно в холодной воде, в которой он легко растворяется, также усугубляет коррозию.

Скорость коррозии значительно увеличивается, когда присутствуют оба газа.
Степень коррозии зависит от материала теплообменника. Медь, углеродистая сталь и нержавеющая сталь будут затронуты по-разному.

Механическое напряжение.

Горячий пар в верхней части парового пространства вызывает там расширение теплообменника, в то время как холодная вода в нижней части парового пространства имеет обратный эффект. Это неравномерное расширение / сжатие может вызвать механическое напряжение в конструкции теплообменника, особенно в паяных, паяных, сварных или расширенных соединениях в «пластинчатых» и «кожухотрубных» теплообменниках и батареях воздухонагревателей.Наиболее частым результатом является утечка пара в окружающую среду в первом случае или во вторичный воздушный поток во втором. Стресс имеет тенденцию усугубляться, если уровень заболачивания постоянно меняется, особенно если он меняется быстро. Уровень заболачивания будет меняться при изменении нагрузки и, как следствие,; регулирующий клапан и конденсатоотводчик будут бороться за стабильное управление.
Следует отметить, что правильно спроектированный пластинчатый теплообменник с уплотнениями, подходящими для работы с паром, будет очень устойчив к таким нагрузкам.

Конечным эффектом остановки является увеличение объема технического обслуживания и сокращение срока службы теплообменника и связанного с ним оборудования. Это увеличивает общие эксплуатационные расходы.

Все ли теплообменники страдают остановкой?

Нет. Условия могут быть такими, что всегда будет достаточное положительное давление перед конденсатоотводчиком для очистки конденсата, поэтому остановка не может произойти.
Как правило, чем выше температура вторичного контура выше 100 ° C и чем стабильнее рабочая нагрузка (особенно если она близка к максимальной выходной мощности теплообменника), тем меньше вероятность возникновения остановки.Однако каждое приложение уникально и требует индивидуального рассмотрения. Единственный способ определить динамику установки — это нанести на график температуры нанесения или выполнить математический расчет. Это объясняется в Модуле 13.2 «Удаление конденсата из теплообменников».
Некоторые приложения могут работать с частичным переувлажнением и иметь небольшой эффект гидроудара. Это, как правило, приложения с постоянной нагрузкой или приложения, в которых нагрузка изменяется незначительно и очень медленно, и / или приложения, в которых используется очень надежное теплообменное оборудование.

Обвязка радиатора – схемы, применяемое оборудование

Как разместить радиатор

Схемы включения

Что нужно устанавливать

Воздушный кран Маевского

Обязательное отключение – простейшая обвязка

Зачем делать байпас

Как уплотнять резьбовые соединения

Типичная обвязка радиатора в регулируемой системе

Автоматизированное управление радиатором

задачи, выбор комплектующих, основные схемы

Определение термина «обвязка батарей»

Необходимость обвязки отопительных труб

Разновидности систем обвязки

Двухконтурная разводка

Одноконтурная разводка

Популярные схемы подключения отопителей к трубопроводу

Односторонний боковой

Диагональный

Нижний

Подбор комплектующих для обвязки

Правила выбора элементов контрольно-запорного и регулировочного типа

Как сделать обвязку полипропиленом

Обвязка радиаторов отопления От А до Я: Полное описание

Обвязка алюминиевых радиаторов

Обвязка биметаллических радиаторов

Обвязка стальных радиаторов

Обвязка чугунных радиаторов Ретро

Обвязка дизайнерских радиаторов

Обвязка внутрипольного радиатора

Обвязка радиатора полипропиленом

Обвязка радиаторов | Длинные радиаторы отопления

Рекомендации

Подключение радиаторов отопления: схемы обвязки, монтаж батарей

Назначение системы отопления

Как выбрать схему

Правила установки

Процесс работы

Особенности подключения радиатора к трубам

Обвязка радиаторов отопления

Схемы подключения биметаллических радиаторов отопления: нижняя, боковая, диагональная

Особенности одно- и двухтрубных систем

Анализ теплового управления с использованием тепловой трубки при сильноточной разрядке литий-ионной батареи в электромобилях

Основные моменты

Abstract

Ключевые слова

Рекомендуемые статьи

Цитирование статей

Тепловые характеристики массива микротепловых трубок для управления температурным режимом аккумуляторной батареи в особых условиях эксплуатации автомобиля

Космические системы: шинное оборудование — MITSUBISHI ELECTRIC

Спутниковые компоненты, автобусное оборудование

Панель солнечных батарей (SAP) и крыло солнечной батареи

Панель солнечных батарей

Крыло солнечной батареи

Структурная панель и панель с тепловыми трубками

Алюминиевые панели Панели из углепластика (*)

Раздвижной радиатор

Литий-ионные батареи (LIB)

Системы охлаждения электромобилей

5 РАЗЛИЧИЙ МЕЖДУ ДВИГАТЕЛЯМИ EV И КОНДИЦИОНЕРАМИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Система управления температурным режимом электромобиля

Важность системы охлаждения

В электромобилях при разрядке аккумулятора выделяется тепло; чем быстрее вы разряжаете аккумулятор, тем больше тепла он выделяет.

Системы охлаждения электромобилей

Какая система охлаждения лучше всего работает в электромобилях?

Существует несколько способов охлаждения аккумулятора электромобиля — с помощью материала с фазовым переходом, ребер, воздуха или жидкого хладагента.

Требования к жидким хладагентам

Обеспечение безопасности и эффективности охлаждающих жидкостей

Непрямое жидкостное охлаждение

Прямое жидкостное охлаждение

Будущее систем охлаждения электромобилей

Исследования и разработки будущего охлаждения

ГОТОВЫ РАЗРАБОТАТЬ ЖИДКИЙ ОХЛАЖДАЮЩИЙ ЖИДКОСТЬ?

Водонагреватели с тепловым насосом как экологически чистые батареи

Как водонагреватель с тепловым насосом может быть батареей?

Согласование спроса с предложением

Переключение нагрузки для экономии

Политические потребности

теплообменников и стойла | Спиракс Сарко

Добавить комментарий Отменить ответ