Что делать в батареях воздух: Как выпустить воздух из батареи отопления — советы специалистов

Опубликовано в Разное
/
29 Апр 1975

Содержание

Воздух в батарее отопления как избавится от завоздушивания

 

Как избавится от завоздушивания батарей отопления? Дело в том что не всегда получается избавится от воздуха в батарее при помощи крана маевского простым стравливанием воздуха. Например в системах отопления с высоким давлением обычно это новостройки, теплоноситель двигается по трубам с избыточным количеством воздуха. Воздух и вода двигаясь с огромной скоростью и под большим давлением попадает в радиатор отопления начинает внутри самого радиатора делиться. Из за чего вода или теплоноситель уходит в обратку системы отопления а воздух создает пробку и батарея перестает греть или греет всего лишь наполовину. В таких случаю когда при неправильно расчитаном сечении труб из теплоносителя постоянно выделяется кислород поможет только автоматический развоздушник.

 

 

Такой автоматический развоздушник, удобен но он иногда издает шипящий звук. И даже может слегка брызгать на стены влагой, которая выбрасывается наружу вместе с воздухом из радиатора. Не каждому понравится.

Такая проблемма с завоздушиванием радиаторов встречается очень часто именно в новостройках. Где застройики в курсе такого трабла в системе отопления и именно поэтому устанавливают в новые квартиры вот такие крокодилы как на рисунке.

 

 

Естественно никому из новосел не понравится такая система отопления в квартире с этими страшенными радиаторами. Многие жильцы перед заселением в новенькую квартиру делают в ней капитальный ремонт само собой включая и замену железных плстинчатых конвекторов отопления на алюминевые либо биметалические радиаторы, которые с большой вероятностью будут завоздушиваться и перестанут греть. Но одобные проблеммы никого не интересуют ведь в том виде в котором квартира принималась у застройщика все работало нормально. А уж кто чего там вздумает переделать или изменить… Это как гноворится дело десятое.
Но что же делать если хочется сделать ремонт, при этом заменить все старые радиаторы отопления на новые и добиться того что бы они постоянно грели на полную без всяких ненужных шипящих воздухоотводчиков? Для этого придется вызвать квалифицированного мастера по настройке распределительного коллектора и сделать так что бы весь воздух выходил из системы еще до этапа распределения теплоносителя по батареям.

Для этого придется убавить давление установив перед распределительным коллектором редукционный клапан который понизит скорость потока, что позволит улавливать пузырьки воздуха на коллекторе либо до него специальным воздухоотводчиком. Все эти настройки и модернизации делаются внутри вот такого коллектора, который установлен либо непосредственно в квартире – индивидуальный на каждую квартиру свой. Либо на лестничной площадке – общий на весь этаж.

 

 

Все доработки системы отопления по обезводушиванию батарей отопления ведутся именно в коллекторе, если речь идет об новостройке. Если завоздушивание системы отопления происходит в частном доме то это значит что где то что то не так но к индивидуальным системам отопления нужен индивидуальный подход. 

Что делать если батарея старая завоздушилась зимой

В сильный мороз происходит завоздушивание системы отопления что делать?  Причин для завоздушивания системы отопления может быть много,  в основном это из за некачественного теплоносителя в котором много кислорода.  По всей видимости в мороз теплоноситель в радиаторных ветках и стояках остывает быстрее в следствии чего он уплотняется и из него при охлаждении интенсивно выделяется воздух,который насыщал теплоноситель на входе в элеваторный узел дома.

Естественно в морозы теплосети повышают температуру теплоносителя до полукипящего состояния и конечно концентрация кислорода в нем больше нормы. В элеваторном узле под действием кавитации и частичного охлаждения воежшей магистрали и образовываются пузырьки воздуха которые бы нужно отлавливать воздухоотводчиками. Но еч не о том как воздух попадает в систему отопления а о том как от него избавится без отключения стояков ирадиаторов отопления.  Один из способов обычный всем известный и широко применяемый это кран маевского.

Вот он..

 

Если кран маевского не обнаруживается на батарее отопления а воздух спустить нужно то берем простой саморез и шуруповер. Ну и вкручивем шуруповерт в радиатроную пробку с торца как показано на фото.

 

 

Шурупо можно вкручиватьи не в пробку а прямо в верхню часть секции радиатора, главное что бы это бы качественный шуруп по металлу. Выглядят такие шурупы вот так.

 

Такой радикальный способ рекомендуется делать как времянку, для того того что бы иметь возможность перезимовать и весной или летом когда тепло и можно спокойно заняться переоборудованием системы отопления в квартире.  Весной уже отключив спокойно стояки и слив воду из системы отопления можно будет выкрутить глухую пробку из старого чугунного радиатра большим ключем на 54.

 

 

И на месть старой пробки вкрутить футорку оснащенную краном маевского, в резултате чего получится вот такое симпатичное устройство для спуска воздуха так сказать высоко техно логичным способом. А не шурупом.

 

 

Но ситуации в которых выпускания воздуха один раз в сезон может быть не достаточно. если система отопления завоздушивается кадый раз при наступлении морозов и нет возможности влиять на исправление причины завоздушивания всей отопительной системы в доме. Модно прибегнуть и к другому способу развоздушки батарей отопления. Это автоматический развоздушиник.

 

Такой воздухоотводчик будет стравливать воздух из радиатора автоматически,  и в отличии от обычного крана маевского к нему не придется подходить с отверткой и постоянно его накручивать для того что бы спустить воздух.  Однако он слегка шипит в тот момент когда из него выходит воздух,  то есть когда он выпускает из себя воздух автоматически, слышно как он слегка шипит. В принципе если такие воздушники установить в нужном месте системы отопления дома то на радиаторах они бы были не нужны.

      Рекомендации

Как спустить воздух из батареи: как развоздушить радиатор, видео

Зачастую в первые дни после начала функционирования отопительной системы обнаруживается, что некоторые батареи работают не в полную силу. Причиной этого может быть завоздушенность элементов. Решение данной проблемы в многоквартирных домах – задача работников ЖЭКов. Но далеко не всегда они ее выполняют добросовестно. А в частных домовладениях устранение неполадок полностью ложится на плечи хозяев. Рассмотрим, как спустить воздух из батареи самостоятельно.

Причины появления воздушных пробок

Прежде чем выяснить, как спустить воздух из системы отопления, разберемся, почему он там скапливается. Основные причины:

  • проведение ремонтных работ – во время разбора/сбора элементов в них неизбежно попадает воздух;
  • неправильный запуск системы отопления в многоквартирном доме – по нормативам трубы должны заполняться водой медленно с одновременным стравливанием лишнего воздуха;
  • неплотное прилегание частей системы или плохая герметизация стыков – теплоноситель незаметно вытекает и испаряется, а извне втягивается воздух;
  • пониженное давление в трубопроводе, приводящее к образованию пустот и их заполнению воздухом;
  • повышенное количество кислорода в теплоносителе – в воде всегда присутствуют пузырьки газа, но если их слишком много, то могут образовываться воздушные пробки;
  • неправильное подключение системы теплого пола – расположение веток на разной высоте;
  • некорректная работа или отсутствие воздухоотводчика на батарее.

Кроме того, к скоплению воздуха может привести низкое качество радиатора. Алюминиевые приборы отличаются доступной ценой и высокой теплопроводностью. Но металл активно вступает в реакцию с водой, в результате которой выделяется газ водород. Проблему быстрой коррозии частично решает пленка, которой покрывается изнутри алюминий, но она со временем исчезает. Более надежный, долговечный и дорогостоящий вариант – биметаллические батареи, в которых алюминий совмещен со сталью, не поддающейся воздействию воды.

Как правило, с проблемой, как развоздушить батареи, сталкиваются жители последних этажей в многоквартирных домах. При нагревании кислород, растворенный в воде, поднимается вверх, формируя пробки. В частных домах с открытой системой отопления пузырьки воздуха свободно выходят через расширительный бак в верхней точке системы, поэтому воздух обычно не скапливается, за исключением некоторых случаев.

Признаки воздушной пробки и ее вред

Заподозрить наличие воздушной пробке в радиаторе можно по следующим признакам:

  • температура воздуха в квартире существенно ниже, чем у соседей;
  • батарея нагревается неравномерно – часть, в которой есть воздух, остается холодной;
  • слышны шипящие и булькающие звуки.

Из-за скопления воздуха в радиаторе нарушается работа системы отопления. Возможные последствия:

  • снижение эффекта от работы батареи – воздух в комнате не прогревается до необходимого уровня при существенных затратах энергии;
  • повреждение элементов трубопровода из-за разницы в температурах – одни части остаются холодными, другие – перегреваются;
  • ускорение коррозии радиаторов из-за длительного контакта металла с воздухом;
  • выход из строя циркуляционного насоса под воздействием эффекта «сухого трения».

Совет: Обнаружить скопление воздуха можно, постучав по батарее металлическим предметом. В зоне пробки звук будет более высоким и звонким, чем в части, наполненной водой.

Как выпустить воздух из батареи?

Ответ на вопрос, как спустить воздух из радиатора отопления, зависит от типа установленного на нем воздухоотводчика. Эти устройства необходимы для облегчения удаления лишнего газа из системы. Их стоит монтировать в тех зонах, где есть риск образования пробок, либо, что еще удобнее, – на каждой батарее. Возможные варианты:

Кроме того, на батарее может быть установлен водоразборный кран либо заглушка.

Кран Маевского

Кран Маевского представляет собой запорный клапан игольчатого типа. Он монтируется в торце радиатора вверху. Если необходимо спустить воздух, его следует открутить с помощью специального ключа, который можно купить в хозяйственном магазине, или обычной отвертки. Некоторые модели оснащаются пластиковой рукояткой, для их открытия не нужны инструменты.

Использование крана Маевского для избавления от воздушных пробок в батарее

Этапы работы по удалению воздуха:

  1. Поставить под запорный клапан емкость для сбора теплоносителя.
  2. Плавно открутить кран Маевского. При этом начнет выходить воздух, что будет сопровождаться шипением. Необходимо дождаться вытекания равномерной струйки воды – это признак устранения пробки. Обычно на это требуется 5-7 минут.
  3. Закрыть клапан.

В процессе развоздушивания вода может начать выходить под давлением, брызгая в разные стороны. Следует положить ветошь на воздухоотводчик, чтобы жидкость впитывалась в нее и плавно стекала в емкость. Стоит учитывать, что вода может быть достаточно горячей, важно избегать ее попадания на кожу.

Важно: Перед открытием крана Маевского не нужно перекрывать весь стояк отопительной магистрали или дожидаться остывания теплоносителя. Эти действия не только являются лишними, но и снижают эффективность развоздушивания из-за падения давления в системе отопления.

Автоматический воздухоотводчик

Если установлен автоматический воздухоотводчик, то вопрос, как правильно спустить воздух из батареи, не возникает. Это устройство, которое может иметь прямую или угловую конструкцию, работает в автономном режиме. Оно монтируется на радиатор строго вертикально или горизонтально.

Автоматический воздухоотводчик оснащен поплавком, который герметично закрывает клапан при условии достаточного уровня воды в системе. Как только в батарее скапливается воздух, поплавок опускается, отверстие открывается, и газ выходит. То есть развоздушивание происходит без участия человека.

Радиатор с автоматическим отводчиком воздуха

Недостатком такого прибора для отвода воздуха является восприимчивость к качеству воды. Наличие примесей в теплоносителе приводит к скорой поломке механизма. В связи с этим следует использовать фильтры. Кроме того, нужно периодически заменять уплотнительное кольцо и чистить иглу клапана. В противном случае вода может начать подтекать.

Заглушка

Непростая задача – выпустить воздух из батареи отопления, если воздухоотводчик отсутствует, а вместо него установлена заглушка. Перед началом работы следует перекрыть доступ теплоносителя к радиатору.

Современные секционные батареи оснащаются верхними заглушками. Полностью снимать фитинг не нужно. Достаточно осторожно медленно провернуть его, сделав несколько оборотов, и дождаться, пока воздух выйдет. Предварительно все смежные поверхности стоит защитить тряпками.

Развоздушить старый чугунный радиатор сложнее, так как обычно заглушка на нем надежно зафиксирована паклей и краской. Алгоритм действий:

  1. Нанести на место соединения фитинга и батареи немного растворителя. Подождать 10-20 минут.
  2. Поставить под отверстие ведро. Положить тряпки на полу.
  3. С помощью разводного ключа открутить заглушку (неполностью), чтобы начал выходить воздух.
  4. Обмотать резьбу уплотнительным материалом и закрутить заглушку.
Удаление воздуха из старого чугунного радиатора может потребовать больше усилий

Важно делать все аккуратно. Если не перекрыть воду и снять фитинг полностью, то из отверстия польется горячая вода под давлением.

Определить, что воздушная пробка устранена, можно, оценив температуру батарей. Секции, которые раньше были холодными, должны потеплеть.

Кран

На многих старых батареях стоят обычные водоразборные краны. При откручивании вентиля из отверстия начинает течь вода, а вместе с ней выходит накопившийся воздух. Может потребоваться слить несколько ведер жидкости, чтобы убрать весь лишний газ.

Для облегчения работы, желательно использовать длинный гибкий шлаг: один конец присоединить к крану, а второй – опустить в унитаз. Вентиль необходимо открывать максимально, чтобы обеспечить высокую скорость вытекания воды.

Частный дом

При возникновении воздушной пробки в отопительной системе частного дома нужно не только работать с каждой батареей в отдельности, но и производить удаление из всей системы в целом. Процедура может несколько отличаться в зависимости от того, используется система отопления с открытым или закрытым расширительным баком. Но в целом она сводится к тому, что и батарей выпускается воздух с помощью одного из описанных выше способов.

Воздушные пробки снижают эффективность работы отопительных систем и повышают риск поломок. Удалить лишний воздух из радиатора можно самостоятельно. Проще всего это сделать, если установлен ручной воздухоотводчик. В дальнейшем важно выяснить причину возникновения проблемы и устранить ее. В сложных ситуациях лучше обращаться к сотрудникам жилищно-эксплуатационных контор.

При первом столкновении с проблемой, как стравить воздух из батарей отопления, видео помогут вам избежать ошибок.

Как спустить воздух из батареи – подробная инструкция, видео

Наступили холодные времена, и в каждом доме уже давно работает система отопления. Современные радиаторы настолько удобны и практичны, что многие уже и забыли, как можно было отапливать дом без маленьких, компактных и удобных батарей. Но даже отопление имеет свои минусы. Первое – это очень пересушенный воздух, который можно увлажнить с помощью специального увлажнителя воздуха на  батарею. Второе — существуют множество  технических вопросов,  один из которых мы сегодня и обсудим.

Что такое завоздушенность батареи и как ее определить?

Если Вы заметили, что батареи не нагреваются на полную мощность, хотя еще вчера вся система работала отлично и в доме было тепло, наверняка вся проблема в том, что вам нужно всего лишь стравить воздух с той батареи, которая не совсем горячая. Данная статья расскажет во всех подробностях как спустить воздух из батареи.

Прежде чем стравливать воздух, нужно убедиться, что это действительно является причинной сбоя системы.

Для начала проверьте все батареи: если они все слишком холодные или напротив слишком горячие, возможно проблема непосредственно в обогревателе или может быть, в батареях скопился иной осадок. Также понаблюдайте, не капает ли с батарей вода. Возможно, в батарее утечка, тогда просто нужно отключить систему отопления и подтянуть гайку на впускном клапане батареи.

Если в результате проведенных действий ситуация не изменилась, возможно гайка подверглась коррозии и ее необходимо заменить. Бывают такие моменты, что на верхних этажах батареи остаются холодными, в то время, как этажом ниже батареи очень хорошо нагреты. В таких случаях желательно вызвать мастера, который специализируется в данной сфере.

А если в результате детального обследования отопительной системы вы не обнаружили иных проблем, кроме того, что какая-то батарея частично или полностью холодная, тогда вам необходимо всего-навсего понять, как стравить воздух из батареи.

К чему может привести завоздушенность системы отопления?

Но для начала давайте разберемся, какие могут быть последствия от такой, казалось бы, безобидной завоздушенности одной батареи.

Как оказалось, то, что радиатор не обогревает  комнату – еще не самая большая беда. Основной проблемой является то, что воздух в батареях приводит к ржавлению ее изнутри, и как результат — снижению срока службы отопительного радиатора.

Следующий нюанс – если у вас автономная система отопления, то котел вынужден «гонять» по системе воздух, а не жидкость. И это приводит к преждевременной порче подшипников на валу и, как следствие, насос заблаговременно выходит из строя.

Как правильно спустить воздух из батареи?

Полезная схема для работы

Для того, чтобы выпустить воздух с отопительной батареи используйте специальный ключ, которым можно открыть «воздушный клапан».

Чаще всего в таких случаях используют специальный радиаторный ключ, который можно приобрести в хозяйственном магазине. Современные батареи позволяют использовать для таких целей отвертку.

Теперь, когда ключ или отвертка, а также емкость для слива воды  у вас под рукой, осмотрите батарею и с какой-либо её стороны,  найдите маленький клапан, который в народе называется кран Маевского.

Сегодня можно установить несколько таких клапанов, а можно обойтись и одним,  в верхней части  радиатора. Когда вы нашли необходимый клапан, открутите его в сторону до тех пор, пока не услышите, как шипит воздух.

Подставьте под кран какую-либо емкость и подождите, пока весь лишний воздух выйдет и начнет капать вода. Дождитесь, пока вода перестанет пузыриться и побежит тоненькой струйкой. Вот теперь весь воздух в батареях спущен, и кран можно закрутить в исходное положение.

Кроме вышеупомянутого крана Маевского на радиаторе отопления может быть установлен автоматизированный спускник воздуха или обычный вентиль, который элементарно ввинчен в какую-либо из верхних пробок радиатора. Автоматизированный спускник самопроизвольно выполнит все действия для стравливания лишнего воздуха с батареи.

Маленькие мелочи и нюансы

Если же при монтаже отопительной системы мастера поленились и не провели установку  специального клапана на отопительном радиаторе, тогда вам самому придется провести не  сложную процедуру спуска воздуха из батареи, но немножко иным путем.

Для этого вам необходимо иметь при себе газовый или же разводной ключ, которым вы начинаете очень медленно откручивать заглушку. Если откручиваемая заглушка на чугунной батарее никак не откручивается, нанесите смазку для резьбы непосредственно на саму резьбу и через определенное время снова повторите попытку.

Внешний вид крана Маевского

Далее действуйте так же, как и с обычным краном. В процессе закручивания пробки на место не забудьте намотать на резьбу лен или ФУМ ленту.

В частных домах с автономной системой отопления иногда необходимо произвести спуск воды с помощью расширительного бачка, который всегда находится в самой верхней точке отопительной системы.

После того, как вода спущена, подождите некоторое время и потом открутите кран на расширительном бачке. Практически всегда пробка выходит самостоятельно при повышении температуры радиатора. Если же данные действия не привели к желаемому результату, доведите воду в отопительной системе до кипения и тогда воздушная пробка обязательно выйдет.

Также имейте в виду, что воздушная пробка может сформироваться в местах, где перегибается трубопровод, по этой причине при монтаже отопительной системы необходимо соблюдать оптимальную дистанцию  направления уклонов при разводке трубопровода.

Если же фактический уклон трубы отличается от проектируемого или трубопровод делает петлю, тогда необходимо установить дополнительные воздухоспускные вентили.

Современные производители отопительных радиаторов иногда не очень совестные в сфере своего производства, и как результат, мы получаем некачественный радиатор, который может принести дополнительную головную боль. А все потому, что, сколько не стравливай воздух с батареи, которая изготовлена не по стандартам, воздух в ней будет бесконечным. Потому что сам материал радиатора способствует образованию газов. У данной проблемы всего лишь одно решение – купить новую качественную батарею.

Если вам ближе формат видео инструкции – смотрите ролик ниже. Там все пошагово показано.

Если самостоятельно вы боитесь делать эту работу, рекомендуем обратиться к профессионалам своего дела. Пишите в форму справа внизу на этой странице и мастер рассчитает вам стоимость работ, проконсультирует по важным нюансам.

Надеемся, что материал был вам полезен. Нажмите, пожалуйста, на кнопки социальных сетей, которые располагаются ниже.

Теплого вам дома и не завоздушенных батарей!

Способы и советы как стравить воздух из батареи

Перед началом отопительного сезона нередко возникает проблема завоздушенности системы. Это приводит к частичному или полному блокированию контуров отопления для протечки теплоносителя по ним. Вследствие чего батареи не нагреваются. Также эта проблема часто встречается в многоквартирных домах, построенных по старым проектам. В них, как правило, не установлены и не предусмотрены вообще автоматические воздухоотводчики. И тогда возникает вопрос: «Как спустить воздух из батареи в многоквартирном доме?» Обычно при включении центральной системы отопления работники ЖКХ самостоятельно обходят все квартиры в таких домах и спускают воздух. Но если этого не происходит, то, наверное, про Вас забыли. И тогда необходимо дело брать в свои руки. Звонить в ЖКХ или собственноручно спустить воздух.

Воздух в квартире

Итак, как выпустить воздух из батареи в квартире? Если в вашей квартире холодно, хотя соседи снизу не знают, куда деться от жары. То скорее всего у Вас присутствует воздух в батареях отопления. Чтобы его спустить, необходимо открыть специально предназначенный для этого клапан. Он обычно находится вверху над коном в домах с радиаторами, встроенными в стены. Чтобы его открыть понадобится специальный ключ, который можно изготовить самостоятельно. В новых же домах радиаторы находятся внутри квартиры и на них имеются так называемые краны Маевского. Он представляет собой гайку с болтом по средине. Болт имеет конусовидную форму и закрывает отверстие для выхода воздуха.

Необходимо помнить о том, что в многоквартирных домах давление очень высокое, поэтому сильно выкручивать штуцер нельзя. Все действия выполняются медленно и максимально осторожно.                  

Воздух в частном доме

 

Расширительный бачок

В частном доме все намного проще, потому что система отопления автономная. При необходимости всегда можно ее на время выключить. Тем более, что для эффективного удаления воздуха в системе это как раз рекомендуется делать. Воздушная пробка в батарее отопления в частном доме может возникнуть по двум причинам:

  1. Некачественное удаление воздуха после последнего ремонта. После проведения всех видов ремонтов с отопительной системой необходимо с каждого радиатора производить его спуск. Но если пробка находилась достаточно далеко от клапана, то возможно просто не дождались ее выхода.
  2. Химические процессы в радиаторах, а завоздушенность – это газовые образования. При некачественном литье радиатора со множеством раковин не только теряется прочность радиатора, но и снижается эффективность его теплообмена.

Почему не греют батареи видео, поможет разобраться в этом вопросе.

Способы удаления воздуха

В зависимости от типа отопительной системы можно выделить и несколько способов избавления от воздуха в батареях:

Кран Маевского

При осуществлении спуска воздуха из батарей в системе с принудительной циркуляцией бойлер или котел рекомендуется отключить. Потому что при открытии клапана из-за достаточно высокого давления (0,8-1,5 атмосферы) воздуха в нее может попасть еще больше, и он может оказаться и в других радиаторах.          

Чтобы стравить воздух из батареи необходимо открыть клапан, как правило, устанавливается клапан Маевского, а под его отвод подставить небольшую емкость. Туда в процессе спуска воздуха будет вытекать и вода. Сегодня имеются клапана разного типа и даже универсальные. Чтобы их открыть необходимо иметь при себе обычную плоскую отвертку или специальный 4-х гранный ключ. Он свободно продается, а также имеется в комплекте для радиаторов. Рекомендуется сливать не менее 200 г воды, это позволит выйти всему воздуху, который мог попасть в радиатор. После проведения профилактики в системе давление упадет и его необходимо поднять до нужного уровня. При использовании котлов марки Ariston требуется давление от 1,5 до 2 атмосфер. Его же достаточно для отопления коттеджа.

Спустили воздух, а батареи холодные — решение проблемы

После начала отопительного сезона, нередко можно встретить проблему неравномерного прогрева радиаторов. Наиболее распространенным решением является развоздушивание системы с использованием крана Маевского или других методик. К сожалению, некоторые владельцы квартир и частных домов  сталкиваются с ситуацией, когда спустили воздух, а батареи остались холодные. Разберемся, какие варианты устранения неприятности существуют и как их применить.

Причины отсутствия нагрева батареи

Воздушные пробки – основная причина недостаточного или неравномерного прогрева радиаторов, однако существуют и другие причины этого неприятного явления. К ним относится:

  1. Слабая циркуляция теплоносителя по трубам системы.
  2. Неправильное подключение батареи (например, когда подача подключена к нижнему отверстию, а обратка к верхнему).
  3. Засорение внутри труб и самой батареи.

Рассмотрим каждый возможный вариант подробнее.

Недостаточный напор воды в системе

Циркуляционный насос в системе отполения

Как известно, все системы отопления делятся на два основных вида: гравитационные (самотечные) и принудительные. В последнем случае устанавливается водяной насос, который гоняет теплоноситель по трубам, обеспечивая тем самым равномерный прогрев радиаторов по всему дому.

В гравитационной схеме, движение достигается за счет разницы плотности холодной и горячей воды. При этом котел должен быть установлен в самой низкой точке, а расширительный бачок – в верхней. Такой вариант установки системы отопления может ответить на вопрос, почему одна батарея горячая, а другая холодная. Все дело в том, что горячая вода хорошо прогревает радиаторы, находящиеся в непосредственной близости к котлу, а удаленные от него испытывают недостаток движения теплоносителя и не нагреваются.

Решением в данном случае станет установка циркуляционного насоса, который будет давать дополнительное ускорение горячей воде, движущейся по трубам. Установку лучше выполнять через байпас, это позволит в случае поломки, выполнить снятие аппарата бес слива системы и остановки обогрева.

Неправильное подключение батареи

Неверное или неэффективное подключение радиатора также является причиной его плохого прогрева. Оптимальным вариантом считается подача воды в верхнее отверстие батареи, вывод через нижнее. При этом оба подсоединения должны находиться на одной стороне.

Варианты подключения батареи к системе

Перекрестный метод предполагает выход обратки на другой стороне радиатора. Это также эффективный вариант, который допускается потерю тепла лишь в пределах 2%. Существуют и другие варианты подключения, но они отличаются более заметными потерями.

Неправильное подключение радиатора

Неправильное подключение может и вовсе лишить тепла. К нему относится случай, когда подача устанавливается в нижнее отверстие, а выход в верхнее. Если такие ошибки монтажа имеют место – их следует как можно скорее устранить.

Засорение системы отопления

Засор батареи

Ржавчина, солевые отложения и прочие загрязнения могут существенно снизить диметр отверстий для прохождения теплоносителя или полностью их закрыть. Проблема приводит к тому, что владелец дома спустил воздух, а батарея все равно остается холодная. Решением является прочистка водой под давлением или специальным раствором.

Отложения в трубе

Если перед радиатором установлены перекрывающие краны, то выполнить процедуру получится даже в отопительный сезон. Сначала перекрывается подача теплоносителя, затем откручиваются соединительные элементы. В частном доме батарею удобней вынести на улицу и уже там выполнить прочистку. В квартире обычно размещаются в ванной комнате, предварительно защитив эмаль ванны от царапин и сколов.

Пневматическое устройство для промывки радиаторов

Вода в батарею подается из пневматического устройства, при этом, для лучшего эффекта, она должна быть горячей. Чтобы отслоилась ржавчина и отложения, радиатор постукивают. В особо запущенных случаях, заливается специальная смесь, которая в течение нескольких часов воздействует на отложения, затем смывается.

При открытом доступе ко всей отопительной системе прочистка может выполняться без снятия радиаторов. Оборудование подключается в отверстие обратки, на другом конце системы устанавливается шланг для отвода загрязнений. Процедура продолжается до того момента, когда с труб начнет свободно поступать чистая вода.

Отзывы некоторых домовладельцев свидетельствуют о том, что не всегда промывка дает положительный эффект на длительное время. Порой старые радиаторы проще поменять на новые, чем раз в 1-2 года выполнять прочистку всей системы. Особенно это актуально в отношении чугунных батарей, которые внутри подвержены коррозии больше остальных.

Представленная информация позволяет понять, что делать, если спустили воздух, а батареи холодные. Прежде всего, нужно убедиться в достаточном давлении в трубах, иначе теплоноситель не будет циркулировать по самым отдаленным от котла батареям. Если плохой прогрев наблюдается постоянно – возможно неправильное подключение радиаторов к системе. Однако самой распространенной причиной в данном случае является загрязнение труб и батарей, что требует прочистки с помощью специального оборудования.

Спустить воздух с батареи через клапан (видео)

Жители частных домов и обитатели городских квартир регулярно сталкиваются с проблемой завоздушенных батарей. Особенно часто это явление возникает в начале отопительного сезона или при проведении ремонтных работ. Конечно, можно вызвать сантехника из управляющей компании, но, возможно, прождать его придется довольно долго. Как спустить воздух из батареи самостоятельно и восстановить работоспособность отопительной системы?

Признаки наличия воздушной пробки

Понять, что в батарее скопился воздух, можно по нескольким признакам:

  • Неравномерное нагревание радиаторов. Это может касаться отдельной батареи или всей системы обогрева квартиры. В первом случае не будет нагреваться завоздушенная часть радиатора. Во втором – пробка будет мешать нормальной циркуляции теплоносителя по системе, отчего одни батареи будут горячими, а другие – существенно холоднее.
  • Шипение или бульканье в радиаторах – явный признак наличия в них избыточного количества воздуха.

Чем опасен воздух в батарее?

Прежде чем разбираться, как выпустить воздух из батареи, следует понять, как он туда попал и чем опасен.

Помимо снижения эффективности отопления, появление воздуха в батареях может привести к следующим проблемам:

  • Металл, из которого изготовлены радиаторы, при контакте с воздухом более подвержен коррозии. Поэтому существенно снижается срок службы элементов системы отопления.
  • Разница в температуре различных элементов трубопровода может привести к его разрушению.
  • Существенно снижается ресурс работы циркуляционного наноса. В обычных условиях его подшипники находятся в воде, при попадании воздуха существенно увеличивает трение, приводя к поломке прибора.

Причины завоздушенности батарей

Причин попадания воздуха в систему может быть несколько:

  • В многоквартирном доме чаще всего это случается при заполнении системы теплоносителем. По правилам процесс должен осуществляться довольно медленно, с постоянным стравливанием воздуха, но в действительности не всегда так.
  • Неполная герметичность отопительной системы. В этом случае придется стравливать воздух постоянно, пока не будут устранены недостатки.
  • Проведение различного рода ремонтных работ. Если производился хотя бы частичный разбор труб, какое-то количество воздуха неизбежно попадет внутрь. Поэтому после таких мероприятий следует обязательно спустить воздух из батареи отопления.
  • Низкое качество теплоносителя: повышенное содержание растворенного в воде воздуха со временем может привести к образованию воздушной пробки.

Устранение воздушной пробки

Стравить воздух из батареи поможет специальный клапан, расположенный обычно на ее торце. В старых моделях понадобится радиаторный ключ. В современных моделях установлен кран Маевского, для работы с которым хватит простой отвертки или специального маленького металлического или пластикового ключика, который можно купить в хозяйственном или строительном магазине..

Последовательность действий следующая:

  • К радиатору нужно подставить достаточно вместительную емкость. При стравливании воздуха из батареи обязательно выделится какое-то количество воды. Лучше не допускать ее попадания на пол.
  • В фильмах и в жизни можно наблюдать стравливающих воду сантехников, мокрых с головы до ног. Действительно, эта операция может сопровождаться разбрызгиванием воды, находящейся в системе под давлением. Это не только неприятно, но и может нанести вред отделке стен или мебели. Решить проблему довольно просто: надо повесить на клапан тряпочку, которая задержит все брызги, и вода спокойно стечет в ведро или тазик.
  • Ключом или отверткой аккуратно откручиваем клапан до тех пор, пока не послышится четкое шипение выходящего воздуха.

  • По мере стравливания начнет капать вода. Надо дождаться, пока она не польется тонкой струйкой. Кран можно закрывать, как только в этой струе перестанет пузыриться воздух. Обычно эта операция занимает 5–7 минут.

Совет. Если вы не хотите повторять процедуру стравливания воздуха слишком часто, то последуйте советам профессионалов и слейте минимум 2–3 ведра воды. Это даст гарантию, что воздух из радиатора удален полностью.

Наглядно представить себе эту операцию поможет видео.

[smartcontrol_youtube_shortcode key=»спускаем воздух с батареи» cnt=»2″ col=»2″ shls=»true»]

Очень удобное устройство – автоматический воздухоотводчик. Здесь процедура происходит без всякого участия человека: при скапливании воздуха опускается поплавок, закрывающий спускное отверстие. После развоздушивания поплавок возвращается на место. Существенный недостаток таких устройств – повышенные требования к качеству теплоносителя. Поэтому в многоквартирных домах с централизованным отоплением их устанавливают редко, так как они довольно быстро выходят из строя.

А если нет спускного клапана?

Иногда спускного клапана на радиаторе нет. Обычно это касается старых чугунных батарей, где его роль играет заглушка. В этом случае работа усложняется, но не настолько, чтобы было невозможно выполнить ее самостоятельно.

  • Надо запастись газовым или разводным ключом, с помощью которого можно будет отвернуть заглушку.

Важно! Обязательно надо перекрыть доступ теплоносителя к радиатору из стояка. Это делается на случай, если заглушка вывернется полностью. Напор воды тогда просто не позволит вставить ее на место, и это обернется подтоплением соседей.

  • Основная проблема заключается в том, что обычно заглушку мешает отвернуть толстый слой краски и затвердевшей пакли. Решить ее можно при помощи керосина или смазки для резьбы. Наносим ее на соединение и ждем 15–20 минут.
  • Аккуратно поворачиваем заглушку и спускаем воздух так же, как и в случае с краном Маевского. Не забываем про емкость для воды и про тряпочку, предотвращающую разбрызгивание.
  • При закрутке заглушки обратно следует не забыть нанести на резьбу уплотнитель, например ленту ФУМ, чтобы исключить подтекание батареи в дальнейшем.

Для облегчения этой непростой задачи многие хозяева в прошлом ставили на место заглушки обычный кран. Эстетики он не добавлял, но процедуру облегчал значительно.

В частных домах для устранения пробки воздуха используют расширительный бачок. После спуска воды на нем открывается кран, и в большинстве случаев пробка исчезает. Если этого не произошло, рекомендуют повысить температуру в доме так, чтобы теплоноситель закипел. Тогда проблема завоздушивания точно исчезнет.

Для гарантии достаточно провести процедуру стравливания лишнего воздуха для всех батарей дважды. После чего система отопления будет функционировать нормально.

Алюминиево-воздушная батарея: химия и электричество

Батареи преобразуют химическую энергию в электрическую. У них есть два электрода, называемые катодом и анодом, где протекают химические реакции, в которых либо используются, либо производятся электроны. Электроды соединены раствором, называемым электролитом, через который ионы могут перемещаться, замыкая электрическую цепь. В этой деятельности соль обеспечивает ионы, которые могут перемещаться через влажное бумажное полотенце и передавать заряд.

Для выработки электроэнергии эта батарея использует окисление алюминия на аноде, которое высвобождает электроны, и восстановление кислорода на катоде, которое использует электроны. Движение электронов по внешней цепи генерирует электрический ток, который можно использовать для питания простых устройств. Схема батареи и уравнения для половинных и общих реакций приведены ниже:

Уравнения для половинных и общих реакций:

анод: Al (s) + 3OH (водн.) → Al (OH) 3 (s) + 3e
катод: O 2 (г) + 2H 2 O (л) + 4e → 4OH (водн.)
всего: 4Al (т) + 3O 2 (г) + 6H 2 O (л) → 4Al (OH) 3 (т)

Алюминиевая фольга обеспечивает доступный запас алюминия.Активированный уголь, который в основном состоит из угля, может проводить электричество и не реагирует. Он обеспечивает высокопористую поверхность, подверженную воздействию кислорода воздуха. У одного грамма активированного угля может быть больше внутренней поверхности, чем у всей баскетбольной площадки! Эта поверхность обеспечивает большое количество мест, с которыми кислород может связываться и участвовать в катодной реакции.

Эта большая реакционная зона позволяет простой алюминиево-воздушной батарее генерировать 1 вольт (1 В) и 100 миллиампер (100 мА).Этой мощности достаточно для работы небольшого электрического устройства, а также обеспечивает безопасный и простой способ сделать мощную батарею дома или в школе.

Алюминиевый воздушный аккумулятор — Институт чистой энергии

Схема многоячеечной сваи с использованием медной фольги на пенополистироле, который используется в качестве изолятора между слоями.

Обзор:

Студенты строят первичную ячейку из алюминиевой фольги, соленой воды и медной проволоки.

PDF

Существенный вопрос:

Как мы можем собирать электроны из металла, когда он окисляется, чтобы производить полезную электрическую энергию?

Фон:

В этой батарее используется окисление алюминия на аноде и восстановление кислорода на катоде с образованием гальванического элемента.В этом процессе алюминий полностью расходуется на производство гидроксида алюминия. Металлический воздушный аккумулятор имеет очень привлекательную плотность энергии, поскольку часть реагентов поступает из воздуха. Они были разработаны для источников питания дальнего действия для электромобилей. Например, перезаряжаемые литий-ионные батареи можно использовать в городских условиях, а алюминиевые воздушные батареи — на расстояние 1000 миль. Затем аккумулятор заменяют, и гидроксид алюминия повторно обрабатывают для получения восстановленного металлического алюминия.В некотором смысле энергия для этой батареи поступает от электричества, потребляемого в процессе рафинирования алюминия.

Полуреакция анодного окисления: Al + 3OH → Al (OH) 3 + 3e −2,31 В.

Модель ячейки-мешочка имеет слои, состоящие из алюминия, войлока с углем, медной ленты и изолятора, сделанного из пищевых лотков из пенополистирола.


Набор модельных монетных ячеек состоит из небольших чашек Петри с алюминиевыми и медными проводниками вокруг угольного анода.

Полуреакция катодного восстановления составляет O 2 + 2H 2 O + 4e → 4OH +0,40 В.

Вычисленное уравнение: 4Al + 3O 2 + 6H 2 O → 4Al (OH) 3 + 2.71 V.

(Реакция улучшается, если она проводится в щелочном растворе, который поставляет избыточные ионы OH . С электролитом гидроксида калия 1,2 В получается с солью 0,7 В на элемент. Будьте очень осторожны, экспериментируя с электролитами KOH или NaOH, использовать перчатки и защитные очки)

Исследовательское соединение:

Исследователи пытаются найти новый химический состав батарей, в которых используются материалы с большим содержанием земли, которые безопасны и надежны, а также имеют высокую плотность энергии.Хотя этот элемент не является перезаряжаемым, он может сыграть роль в электромобилях.

Стандарты NGSS:

HS-PS3-3. Спроектируйте, создайте и доработайте устройство, которое работает с заданными ограничениями для преобразования одной формы энергии в другую.
МС-ПС1-2 Анализируйте и интерпретируйте данные о свойствах веществ до и после взаимодействия веществ, чтобы определить, произошла ли химическая реакция.

Классы: 7-12

Время: 1 час

Материалы:

  • Алюминиевый лист — пластина для пирога или фольга
  • Бумажное полотенце или акварельная бумага
  • Древесный уголь Брикет или активированный уголь, измельченный до порошка
  • .Лента из медной фольги 5 ”с токопроводящим клеем
  • Соленая вода (насыщенная) с небольшим содержанием карбоната натрия (стиральная сода)
  • Контейнер из пенополистирола
  • Зажимы

Процедура:

Конструкция ячейки с чашкой

Отдельные алюминиевые ячейки помещаются в старые флаконы для таблеток и соединяются последовательно.

В этом формате используются алюминиевые ячейки в форме рулона, которые размещаются в отдельных чашках с резервуарами для электролита. Электролит попадает в уголь в центре и медленно испаряется, позволяя воздуху проникать внутрь.

  1. Вырежьте квадрат 6 дюймов из алюминиевой фольги, пластины или алюминиевой банки. Отшлифуйте банку, чтобы удалить краску и пластиковый барьер с внутренней стороны.
  2. Положите алюминий на мягкую поверхность и проделайте в нем отверстия, чтобы воздух мог проникнуть внутрь.
  3. Добавьте квадрат бумажного полотенца диаметром 6 дюймов поверх алюминия.
  4. Добавьте насыпь молотого брикета или активированного угля толщиной ½ дюйма примерно по консистенции кукурузной муки. Вы можете обернуть уголь бумагой и растолочь молотком, чтобы разбить комочки.
  5. Поместите медную полоску в центр насыпи так, чтобы она не касалась дна и выступала на 2 дюйма сверху.
  6. Сложите бумажное полотенце поверх стопки угля внизу, чтобы она не выпала позже.
  7. Оберните алюминий так, чтобы медный электрод находился в центре насыпи древесного угля и не касался алюминия. Свяжите трубку крутым галстуком или куском проволоки. Верх трубки должен быть открыт с оголенными углем и медной проволокой.
  8. Поместите аккумулятор в пластиковый стаканчик.
  9. Залейте насыщенный солевой электролит в угольную сердцевину до тех пор, пока у вас не останется около 1 дюйма на дне чашки.
  10. Подключите зажимы к центральному медному проводу и к верхней части алюминиевой трубки, а затем к электросчетчику.
  11. Соедините несколько чашечных ячеек вместе, проведя медный вывод одного с алюминиевым выводом другого. Измерьте напряжение на конце цепи при вставке каждой ячейки. Когда вы достигнете 2-3 вольт, вы сможете зажечь светодиод.

Учителя Института лидерства в возобновляемых источниках энергии в Пьюджет-Саунд создают алюминиевые воздушные батареи.Фото Бонневильского экологического фонда

Сэндвич-конструкция с тонкой батареей

Этот формат больше похож на батарею, но его сложнее собрать и он не проработает так долго, потому что высыхает электролит. Он предлагает несколько интересных задач проектирования, чтобы рассмотреть, как сделать технологию практичной.

  1. Вырежьте квадраты пенопласта размером 1 дюйм из противней для мяса, алюминиевой фольги, пластин или алюминиевых банок, которые были отшлифованы. Поместите алюминиевый квадрат поверх квадрата из пенопласта.
  2. Отрежьте полоску из медной фольги или ленты длиной 1,4 x 5 дюймов. Оберните его вокруг квадрата из пенополистирола так, чтобы липкая сторона охватывала нижнюю часть пенополистирола и соприкасалась с краем алюминиевого квадрата наверху
  3. Отрежьте фильтровальную бумагу или бумажное полотенце толщиной 1 дюйм и поместите это в середину алюминиевого квадрата, стараясь не выступать за край.
  4. Измельчите древесный уголь, чтобы получить порошок среднего размера, например кукурузную муку. Посыпьте бумажное полотенце тонким слоем.Это составляет одну ячейку, которая должна производить около 0,7 вольт с соленым электролитом.
  5. Сложите несколько ячеек вместе. На дне воды есть длинная алюминиевая полоса, которая выступает в качестве контакта. Сверху есть квадрат из пенопласта и длинная медная полоска в качестве проводника. Аккуратно свяжите стопку резинкой.
  6. Подключите медную фольгу вверху и алюминиевую фольгу внизу с помощью зажимов к светодиоду и / или электрическому счетчику. Смочите открытую бумажную салфетку на каждой ячейке раствором солевого электролита до тех пор, пока он не перестанет впитывать больше.

Первое испытание = алюминиевая фольга, бумажное полотенце, уголь, медь и электролит из соленой воды. Кредит: BEF

.

Вопросы проектирования для изучения

  • Какого напряжения и силы тока вы можете достичь?
  • Какое минимальное напряжение требуется для зажигания светодиода?
  • Как можно увеличить доступность кислорода к клетке?
  • Есть ли предел последовательного напряжения, которого может достичь цепь этих батарей?
  • Как pH и концентрация раствора электролита влияют на ток?
  • Можно ли «разбудить» клетку через несколько дней, если она перестает производить?
  • Каковы преимущества использования проточного или циркулирующего электролита?

ресурсов

      1. Википедия http: // en.wikipedia.org/wiki/Aluminium%E2%80%93air_battery
      2. Открытый проект: создание высокопроизводительной, но простой бытовой аккумуляторной батареи
        • Пинг И. Фурлан, Томас Крупа, Хумза Накив и Кайл Андерсон
        • Журнал химического образования 2013 90 (10), 1341-1345
      1. Содействие инновациям посредством активного обучения, вдохновленного Багдадской батареей
        • Сюй Лу и Франклин Анариба
        • Журнал химического образования 2014 91 (11), 1929-1933
      2. Алюминий — Воздушный аккумулятор
        • Модесто Тамес и Джули Х.Ю
        • Журнал химического образования 2007 84 (12), 1936A
      3. Аккумулятор Phinergy с Arconic
        • https://www.arconic.com/global/en/what-we-do/aluminium-air-battery.asp

    Вы также можете поэкспериментировать с другими типами электрохимических ячеек, используя в качестве электролитов различные металлы и бытовую химию.

    Ячейка электрохимическая

    Аккумулятор от бытовой химии (дисплей)


    Дополнительные уроки чистой энергии

Цинково-воздушная батарея: советы и рекомендации

Если вы пользуетесь слуховыми аппаратами, возможно, вы знаете воздушно-цинковую батарею .Это особый вид батареи, требующий особого ухода. Относитесь к нему хорошо, и вы сможете использовать его долгое время. Узнайте ниже все, что вам нужно знать об этих батареях!

Что делает воздушно-цинковую батарею такой особенной?

Принцип работы воздушно-цинковых батарей сильно отличается от других стандартных батарей. Воздушно-цинковая батарея полностью заполнена цинком, который вступает в реакцию с кислородом воздуха при снятии уплотнения (см. Ниже). Даже в качестве небольшой батареи в ней хранится много энергии.Более того, он долго держит свое напряжение. Обладая этими двумя свойствами, эта батарея зарекомендовала себя как очень хорошая батарея.

Что следует знать о батарее

Перед тем, как вставить батарею в слуховой аппарат, всегда помните о следующих советах.

1. Удалите язычок

Самое главное: не забудьте удалить язычок перед тем, как вставить батарею в слуховой аппарат. Этот язычок находится на задней стороне аккумулятора и закрывает 4 маленьких отверстия.Без снятия пломбы в батарее уже есть напряжение от 1,1 В до 1,3 В, но снятие пломбы вызовет попадание кислорода в батарею, что повысит напряжение до 1,45. Если вы не удалите пломбу, слуховой аппарат будет работать, но только в течение 1-2 дней. Обязательно снимите уплотнение, чтобы гарантировать долгий срок службы и оптимальную работу.

2. Вымойте руки

Попадание грязи или жира на аккумулятор может вызвать более быструю разрядку или, в худшем случае, короткое замыкание, что может быть опасным.Оба типа проблем можно предотвратить, вымыв руки перед тем, как прикасаться к батарее, когда вы хотите заменить батареи.

3. Дайте батарее подышать

После того, как вы сняли язычок с батареи, вы всегда должны позволять ей «дышать». Что это обозначает? Все просто: без воздуха аккумулятор работать не будет оптимально. После удаления вкладки дайте ему подышать не менее 1 минуты или, для наилучшего результата, 5 минут. Затем вставьте его в батарейный отсек слухового аппарата.Соблюдая это «время дыхания», вы продлите срок службы воздушно-цинковой батареи от 30 до 80%. Если вы удалите язычок и сразу же вставите батарею в слуховой аппарат, это отрицательно скажется на сроке службы батареи.

4 совета по уходу за воздушно-цинковыми батареями

Теперь вы знаете, что воздушно-цинковые батареи — это особые батареи, требующие особого ухода. Мытье рук, удаление язычка и дать ему подышать — самые важные советы по использованию, но вот еще четыре совета.Если вы примете это во внимание, вы сможете продлить срок хранения ваших воздушно-цинковых батарей.

1. Сначала старые батареи

Всегда используйте самые старые батареи, которые есть у вас под рукой. Чем дольше вы храните батарейки, тем больше энергии они теряют. Это правило также распространяется на воздушно-цинковые батареи, даже если они имеют очень долгий срок хранения. Если вы можете выбрать между более старой и более новой батареей, сначала используйте старую.

3. Открывайте батарейный отсек на ночь

Если вы не пользуетесь слуховым аппаратом, например, ночью, выключите его и откройте батарейный отсек.Таким образом, аккумулятор отключается от цепи и может добавлять дополнительный кислород, тем самым продлевая срок его службы. Конечно, не забывайте делать это только в условиях, описанных выше: в сухих и прохладных или при комнатной температуре, чтобы избежать конденсации и других эффектов, которые могут снизить срок хранения вашей воздушно-цинковой батареи.

2. Храните их в подходящих условиях

Храните батареи в сухом прохладном месте или при комнатной температуре. Если вы храните батареи при слишком высоких температурах, срок службы и особенно срок хранения ваших батарей резко сократится.Слишком низкие температуры могут вызвать конденсацию, что также приведет к сокращению срока службы батарей. Влажность также играет важную роль: высокая влажность может вызвать конденсацию. Сухое место, прохладное или при комнатной температуре — лучшее место для сохранения ваших воздушно-цинковых батарей в наилучшем состоянии до тех пор, пока вы не начнете их использовать.

4. Извлеките батарею, если слуховой аппарат не используется в течение длительного времени

Если вы не собираетесь использовать слуховой аппарат в течение длительного времени, извлеките батарейки и храните их в сухом месте в комнате. температура.От этого выиграют и ваш слуховой аппарат, и батарейки. Это также противодействует коррозии и образованию конденсата в устройстве и на батарее.

Откройте для себя наши воздушно-цинковые батареи: PR10, PR13, PR312 и PR675.


В воздушно-цинковом аккумуляторе цинк и кислород из воздуха работают вместе для выработки постоянного уровня мощности, что делает его идеальным аккумулятором для цифровых слуховых аппаратов нового поколения. Всегда помните о приведенных выше советах и ​​уловках при использовании этого типа батареи, и вы не будете обмануты возможностями этой батареи!

Модернизация воздушно-цинковых батарей может сделать их перезаряжаемыми

Воздушно-цинковые батареи имеют много преимуществ.Они легкие, компактные и изготовлены из более экологически чистых и менее горючих материалов, чем другие батареи. Но обычно они не перезаряжаемые.

Новый дизайн батареи может это изменить. Изменяя строительные материалы, исследователи создали прототип воздушно-цинковой батареи, которую можно было заряжать сотни раз. Такие долговечные устройства, описанные в журнале Science за январь 1 , однажды могут привести в действие электромобили или другую электронику.

Воздушно-цинковые батареи являются одними из многих потенциальных аккумуляторов следующего поколения, которые могут содержать больше энергии, будучи при этом дешевле и безопаснее, чем существующие устройства ( SN: 1/9/17 ).Каждый элемент воздушно-цинковой батареи содержит два электрода — цинковый анод и пористый катод, разделенных жидкостью, называемой электролитом. В стандартных цинково-воздушных ячейках электролит представляет собой вещество с высоким pH, содержащее такие ингредиенты, как гидроксид калия. Кислород из воздуха поступает на катод, где газ реагирует с водой из электролита с образованием гидроксида. Гидроксид, образующийся на поверхности катода, перемещается к аноду и реагирует с цинком, выделяя энергию, которая питает другие устройства.

«Проблема в том, что эта реакция не очень обратима», — говорит Вей Сун, ученый-материаловед из Мюнстерского университета в Германии.И это затрудняет перезарядку аккумулятора. Едкий электролит в обычных воздушно-цинковых батареях также может разрушить катод и анод.

Чтобы решить эти проблемы, Сан и его коллеги построили воздушно-цинковую батарею, используя новый электролит, содержащий водоотталкивающие ионы. Эти ионы прилипают к катоду, предотвращая реакцию H 2 O электролита с поступающим кислородом на поверхности катода. В результате ионы цинка с анода могут перемещаться к катоду и напрямую вступать в реакцию с кислородом воздуха.Эту относительно простую реакцию легко запустить назад, чтобы зарядить аккумулятор.

Более того, новый электролит не повреждает электроды батареи, что продлевает срок ее службы. В лабораторных экспериментах Сан и его коллеги смогли разрядить и перезарядить новую воздушно-цинковую батарею 320 раз за 160 часов.

Литий-воздушная батарея

— обзор

1.2.3 Литий-воздушные батареи

Воздушно-литиевые батареи состоят из литий-металлических анодов, электрохимически связанных с атмосферным кислородом через воздушный катод.Газообразный кислород (O 2 ), вводимый в батарею через воздушный катод, по существу является неограниченным источником реагентов катода из-за атмосферного воздуха. По этой причине воздушный катод является наиболее важным компонентом системы. Металлический литий реагирует с газообразным кислородом с образованием электричества в соответствии со следующими реакциями:

Разряд

4Li → 4Li ++ 4e- (литиевый электрод) (анод), O2 + 4e- → 2O2- (газовый электрод) ( катод), 4Li + O2 → 2Li2O (ячейка), 2Li + O2 → Li2O2 (ячейка).

Теоретически систему и элементы можно заряжать.На сегодняшний день может показаться, что некоторые элементы перезаряжаются. Электричество подается на элемент для преобразования частиц оксида лития (хранящихся в катоде) обратно в металлический литий и газообразный кислород. Ниже приведены реакции, участвующие в перезарядке ячеек.

Заряд

4Li ++ 4e- → 4Li (литиевый электрод) (катод, с момента восстановления), 2O2- → O2 + 4e- (газовый электрод) (анод, с момента окисления), 2Li2O → 4Li + O2 (ячейка ), Li2O2 → 2Li + O2 (ячейка).

Теоретически при неограниченном количестве кислорода емкость батареи ограничивается количеством металлического лития, присутствующего в аноде.Теоретическая удельная энергия литий-кислородного элемента, как показано в приведенных выше реакциях, составляет 11,4 кВтч / кг (без учета веса кислорода), что является самым высоким показателем для воздушно-металлической батареи. В дополнение к этой очень высокой удельной энергии литий-воздушная батарея предлагает высокое рабочее напряжение, ровный профиль напряжения разряда, экологичность и относительно длительный срок хранения. Конструкция элемента, в котором используется неводный электролит, смягчает паразитные коррозионные реакции литиевого анода, которые имели место в литий-воздушных батареях на основе щелочных водных электролитов.Эта паразитная реакция включает реакцию металлического лития с водой с образованием гидроксида лития и газообразного водорода, что также является проблемой безопасности. Конструкция элемента на основе неводного электролита также решает проблемы безопасности старой водной литий-воздушной системы.

Пример разряда типичного литий-воздушного элемента показан на Рисунке 1.5. Эта ячейка была маленькой ячейкой, работающей в газообразном кислороде с давлением около одной атмосферы и при комнатной температуре. Этот пример представляет собой элемент, сконструированный с неводным электролитом и катализатором на основе оксида марганца.Пусковое напряжение элемента составляет около 3,3, затем на него накладывается электрическая нагрузка, и напряжение уменьшается, что является типичным поведением для батареи. Напряжение стабилизируется на уровне около 2,8 В, а затем относительно резко падает примерно на три четверти срока службы и заканчивается на уровне 1,5 В.

Рисунок 1.5. Здесь изображен разряд воздушно-литиевого элемента в чистом газообразном кислороде с использованием катализатора на основе оксида марганца. Ячейка могла обеспечивать дополнительную энергию после предела 1,5 В.

Начальное напряжение, рабочее напряжение и конечное напряжение разряда литий-воздушного элемента намного выше, чем у систем алюминий-воздух, магний-воздух и цинк-воздух.Для аккумуляторных систем желательно высокое напряжение элементов. Слово «батарея» в общественном мире часто используется для обозначения электрохимических «элементов» и электрохимических «батарей». В мире аккумуляторов слова «элемент» и «аккумулятор» иногда используются как синонимы, но имеют особое значение при проектировании и изготовлении аккумуляторов. Слово «ячейка» относится к одному электрохимическому контейнеру, который производит известное напряжение. Термин «батарея» относится к группе ячеек, работающих вместе для увеличения количества доставляемой энергии.Элементы могут быть объединены в батарею для увеличения напряжения. Некоторые системы работают от 6, 12 или 24 В. Чем выше напряжение элемента, тем меньше элементов требуется для достижения более высокого напряжения для работы системы. Меньшее количество ячеек в батарее сокращает время сборки и соединений. У небольшого количества ячеек в батарее больше преимуществ. Это преимущество элемента с высоким напряжением, а также большое преимущество литий-воздушной системы.

Другими преимуществами литий-воздушной системы являются высочайшая теоретическая удельная энергия (кВтч / кг активных электродных материалов в элементе), компоненты элемента могут быть переработаны, а система предлагает возможность перезарядки.В основном была продемонстрирована работа с первичными (неперезаряжаемыми) элементами и некоторыми батареями. Исследования перезаряжаемой литий-воздушной системы в настоящее время являются популярной темой металл-воздух в университетах и ​​компаниях по всему миру.

Напряжение ячейки зависит от химического состава ячейки. Для ячеек металл-воздух это включает сам металлический анод и катализаторы внутри воздушного катода. Металлический анод, соединенный с воздушным катодом, приведет к возникновению потенциала между анодами. Выбирая металл и катализатор, можно изменять напряжение отдельной ячейки.Напряжение литий-воздушных элементов может быть изменено за счет наличия различных катализаторов на воздушном катоде (также известном как газодиффузионный электрод). Различные катализаторы также влияют на количество энергии, доступной от воздушного катода в литий-воздушном элементе (рис. 1.6). Эти данные представляют собой эксперимент, в котором все переменные оставались постоянными, за исключением типа используемого катализатора. В качестве катализаторов использовали оксид марганца, комплекс кобальта, оксид рутения, платину, серебро и оксид кобальта-марганца.Они приведены в порядке производительности с наибольшей производительностью для поставленной энергии, указанной первым, и уменьшающейся в цене. Рабочие характеристики воздушных катодов для металлических воздушных систем традиционно указываются как мАч / г углерода (миллиампер-часы на грамм углерода). Вес углерода — это вес углеродного порошка, добавленного в структуру воздушного катода. Элемент металл-воздух может разряжаться только при наличии углерода, и для повышения производительности добавляются катализаторы. Этот блок используется для измерения характеристик воздушного катода и может использоваться для обозначения характеристик катализатора внутри воздушного катода.Как видно из графика, выбранный катод может иметь большое влияние на энергию, передаваемую воздушному катоду. Катод с воздушным катодом, катализируемым оксидом марганца, доставил около 3500 мАч / г углерода, что более чем в шесть раз превышает значение катализаторов с самыми низкими характеристиками. В зависимости от конструкции элемента и условий, при которых он разряжался (кислородная атмосфера, комнатная температура и ток разряда), катализаторы на основе оксида марганца обеспечивали наибольшую энергию. Это может быть связано с каталитической реакцией с газообразным кислородом, продуктом (ами) реакции или стабильностью катализатора с другими компонентами ячейки.Присутствующий катализатор на основе оксида марганца может эффективно взаимодействовать с газообразным кислородом с образованием продукта реакции. Продукты реакции, скорее всего, имеют форму, которая эффективно заполняет пустоты в структуре воздушного катода, таким образом используя большую часть доступного пространства. Катализатор на основе оксида марганца также оказывается стабильным по отношению к органическим растворителям и солям электролита, сепаратора, анода, конструкции воздушного катода и корпуса ячейки. Другие исследованные катализаторы имеют недостатки в одном или нескольких элементах, перечисленных ранее.Различные катализаторы также влияют на скорость разряда элемента. Другие катализаторы могут иметь преимущества в других условиях или с другими металлическими анодами.

Рисунок 1.6. Различные удельные емкости определяются катализаторами, присутствующими в воздушных катодах. Это были литий-воздушные элементы, работающие в газообразном кислороде, с постоянными параметрами, за исключением присутствующего катализатора.

Утверждается, что для неводных литий-воздушных элементов катализаторы с присутствующим марганцем позволяют системе перезаряжаться.Для этого катализатор должен участвовать в реакциях разряда и заряда элемента. Катализатор должен быть стабильным во время реакций и со всеми компонентами ячейки. Также для многочисленных циклов зарядки и разрядки катализаторы должны оставаться стабильными и не разрушаться с течением времени.

Изображение литий-воздушной ячейки показано на рисунке 1.3. Это большая ячейка для конструкций с литиево-воздушными ячейками. Этот дизайн был разработан с учетом производственных целей, а не лабораторных испытаний. При производстве ячеек необходимо учитывать многие аспекты, такие как стоимость, сборка, расположение электродов, управление электролитом, управление воздухом и конструкция батареи.В продаже нет литий-воздушных элементов, и они все еще находятся в стадии исследований и разработок. Применение литий-воздушных элементов аналогично другим системам металл-воздух и включает в себя питание: электроники, телефонов, автомобилей, транспортных средств, роботов, датчиков, медицинских устройств, а также в качестве резервного источника питания.

Металлическая воздушная батарея — обзор

4.07.2.3 Металлические катализаторы неплатиновой группы

В последнее время оксиды марганца привлекают все большее внимание в качестве потенциальных катализаторов как для топливных элементов, так и для металло-воздушных батарей из-за их привлекательной стоимости и хорошей каталитической активности в сторону уменьшения O 2 .Исследование различных оксидов марганца, диспергированных на углеродной саже с большой площадью поверхности, показало низкую активность для MnO / C и высокую активность для MnO 2 / C и Mn 3 O 4 / C. Более высокая активность MnO 2 была объяснена протеканием посреднического процесса, включающего восстановление Mn (IV) до Mn (III) с последующим переносом электрона от Mn (III) к кислороду. Реакция чувствительна к соотношению оксид марганца / углерод, при котором при более низких соотношениях реакция протекает по двухэлектронному пути, переходя в непрямой четырехэлектронный путь с диспропорционированием HO2- на O 2 и OH при более высоком соотношении катализатор / углерод.Каталитическая активность реакции диспропорционирования привела к новому подходу двойного системного катализа, в котором один катализатор используется для восстановления O 2 посредством двухэлектронного процесса с образованием HO2-, который впоследствии разлагается MnO 2 , что приводит к четырехэлектронному процессу. Каталитическая активность MnO 2 изменяется в зависимости от его кристаллической структуры в последовательности: β-MnO 2 <λ-MnO 2 <γ-MnO 2 <α-MnO 2 ≈ δ-MnO 2 , в котором более высокая активность, по-видимому, связана с более высокой разрядной способностью, происходящей за счет химического окисления поверхностных ионов Mn 3+ , генерируемых разрядом MnO 2 , а не путем прямого двухэлектронного восстановления.γ-MnOOH проявляет более высокую активность, чем γ-MnO 2 ; это было объяснено тем фактом, что аморфный оксид марганца имеет больше структурных искажений и с большей вероятностью имеет активные центры по сравнению с кристаллическими оксидами марганца.

Пиролизованные макроциклы на углеродном носителе были изучены в щелочной среде, показав высокую активность по отношению к ORR. Было показано, что фталоцианин кобальта восстанавливает кислород с кинетикой, аналогичной кинетике Pt. Электроды из тетрафенилпорфирина кобальта / железа (CoTPP / FeTPP) продемонстрировали хорошие характеристики, превзойдя электроды из серебряных катализаторов.Увеличенная площадь поверхности и структурные изменения необходимы для повышения каталитической активности, которая достигается химической и термической обработкой углерода и порфиринов. Такая высокая каталитическая активность объясняется комбинированным действием макроциклической сажи и Со; однако была показана плохая стабильность, когда потеря Со оказалась важной, что привело к ухудшению рабочих характеристик. CoCO 3 + тетраметоксифенилпорфирин (TMPP) + углерод показал лучшие характеристики, чем CoTMPP + углерод, что подтверждает тот факт, что структура металлического макроцикла не отвечает за каталитическую активность, но его происхождение связано с одновременным присутствием предшественника металла, активного углерод и источник азота, которые, как предполагается, уже являются частью каталитического процесса.

Оксиды типа перовскита, которые имеют кристаллическую структуру типа ABO 3 , показали высокую катодную активность в щелочной среде, протекающую по двухэлектронному пути, в котором происходит дальнейшее восстановление HO2–. Сообщалось о хороших характеристиках катализатора с другим составом, например La 0,5 Sr 0,5 CoO 3 , La 0,99 Sr 0,01 NiO 3 , La 1 — X A x CoO 3 (A = Ca, Sr), Ca 0.9 La 0,1 MnO 3 и Pr 0,6 Ca 0,4 MnO 3 и La 0,6 Ca 0,4 CoO 3 . Выбор носителя для катализатора оказался решающим для получения стабильных характеристик. Графитовые носители оказались менее стабильными, чем углеродная сажа с большой площадью поверхности.

Шпинель — это трехкомпонентный оксид, содержащий три различных элемента, названных в честь минеральной шпинели MgAl 2 O 4 . Общая структура AB 2 O 4 , в которой выбор катиона B является критическим, поскольку он играет важную роль в активности катализатора.Исследования катализаторов MnCo 2 O 4 в основном указали на механизм ORR, который включает двухэлектронный процесс с образованием HO2–. Каталитическая активность сильно зависит от способа приготовления; Чаще всего используется разложение нитратов Co и Mn и последующая термообработка.

Продление срока службы недорогих, компактных и легких аккумуляторов | MIT News

Металлические воздушные батареи — один из самых легких и компактных типов имеющихся батарей, но у них может быть серьезное ограничение: когда они не используются, они быстро разрушаются, поскольку коррозия разъедает их металлические электроды.Теперь исследователи Массачусетского технологического института нашли способ существенно уменьшить коррозию, что позволяет таким батареям иметь гораздо более длительный срок хранения.

Хотя типичные литий-ионные аккумуляторные батареи теряют около 5 процентов своего заряда после месяца хранения, они слишком дороги, громоздки или тяжелы для многих приложений. Первичные (неперезаряжаемые) алюминиево-воздушные батареи намного дешевле, более компактны и легки, но они могут терять 80 процентов своего заряда в месяц.

Конструкция MIT решает проблему коррозии в алюминиево-воздушных батареях за счет создания масляного барьера между алюминиевым электродом и электролитом — жидкостью между двумя электродами батареи, которая разъедает алюминий, когда батарея находится в режиме ожидания.Масло быстро откачивается и заменяется электролитом, как только аккумулятор используется. В результате потери энергии сокращаются до 0,02% в месяц — более чем в тысячу раз.

Сегодняшние открытия опубликованы в журнале Science бывшим аспирантом Массачусетского технологического института Брэндоном Дж. Хопкинсом ’18, W.M. Кек, профессор энергетики Ян Шао-Хорн и профессор машиностроения Дуглас П. Харт.

Хотя несколько других методов использовались для продления срока хранения металл-воздушных батарей (которые могут использовать другие металлы, такие как натрий, литий, магний, цинк или железо), эти методы могут принести в жертву производительность, по словам Хопкинса.Большинство других подходов включают замену электролита другим, менее агрессивным химическим составом, но эти альтернативы резко снижают мощность батареи.

Другие методы включают откачку жидкого электролита во время хранения и обратно перед использованием. Эти методы по-прежнему вызывают значительную коррозию и могут засорить водопроводные системы в аккумуляторной батарее. Поскольку алюминий является гидрофильным (притягивающим воду) даже после слива электролита из упаковки, оставшийся электролит будет прилипать к поверхностям алюминиевого электрода.«Батареи имеют сложную структуру, поэтому есть много углов, в которые может попасть электролит», что приводит к продолжающейся коррозии, — объясняет Хопкинс.

Чтобы продемонстрировать способность алюминия отталкивать нефть под водой, исследователи погрузили этот образец алюминия в стакан, содержащий слой нефти, плавающий на воде. Когда образец попадает в водный слой, вся нефть, которая прилипала к поверхности при спуске, быстро спадает, показывая свое свойство подводной олеофобности.Предоставлено исследователями.

Ключ к новой системе — тонкая мембрана, помещенная между электродами батареи. Когда аккумулятор используется, обе стороны мембраны заполнены жидким электролитом, но когда аккумулятор переводится в режим ожидания, масло перекачивается на сторону, ближайшую к алюминиевому электроду, что защищает алюминиевую поверхность от электролита на поверхности. другая сторона мембраны.

Новая аккумуляторная система также использует свойство алюминия, называемое «подводной олеофобностью», то есть, когда алюминий погружается в воду, он отталкивает масло от своей поверхности.В результате, когда аккумулятор повторно активируется и электролит закачивается обратно, электролит легко вытесняет масло с поверхности алюминия, что восстанавливает возможности аккумулятора по мощности. По иронии судьбы, метод подавления коррозии MIT использует то же свойство алюминия, которое способствует коррозии в обычных системах.

В результате получился прототип алюминиево-воздушной батареи с гораздо более длительным сроком хранения, чем у обычных алюминиево-воздушных батарей. Исследователи показали, что когда аккумулятор использовался неоднократно, а затем переводился в режим ожидания на один-два дня, конструкция MIT прослужила 24 дня, в то время как обычная конструкция — всего три.Исследователи сообщают, что даже когда масло и насосная система включены в увеличенные первичные алюминиево-воздушные аккумуляторные батареи, они все равно в пять раз легче и в два раза компактнее, чем перезаряжаемые литий-ионные аккумуляторные батареи для электромобилей.

Харт объясняет, что алюминий, помимо того, что он очень дешев, является одним из «материалов с самой высокой химической плотностью энергии, о которых мы знаем», то есть он способен хранить и отдавать больше энергии на фунт, чем почти что-либо другое, с одним лишь бромы, которые дороги и опасны, сопоставимы.Он говорит, что многие эксперты думают, что алюминиево-воздушные батареи могут быть единственной жизнеспособной заменой литий-ионным батареям и бензину в автомобилях.

Алюминиево-воздушные батареи использовались в качестве расширителей диапазона для электромобилей в дополнение к встроенным перезаряжаемым батареям, чтобы добавить много дополнительных миль вождения, когда встроенная батарея разряжается. Они также иногда используются в качестве источников энергии в удаленных местах или для некоторых подводных аппаратов. Но хотя такие батареи могут храниться в течение длительного времени, пока они не используются, как только они включаются в первый раз, они начинают быстро разлагаться.

Такие приложения могли бы получить большую выгоду от этой новой системы, объясняет Харт, потому что с существующими версиями «вы действительно не можете отключить ее. Вы можете промыть его и отложить процесс, но на самом деле вы не можете его отключить ». Однако, если новая система использовалась, например, в качестве расширителя диапазона в автомобиле, «вы могли бы использовать ее, а затем выехать на подъездную дорожку и припарковать ее на месяц, а затем вернуться и по-прежнему ожидать, что у нее будет полезный аккумулятор. … Я действительно думаю, что это изменит правила игры с точки зрения использования этих батарей.«

Благодаря большему сроку хранения, который может обеспечить эта новая система, использование алюминиево-воздушных батарей может« выйти за рамки существующих нишевых приложений », — говорит Хопкинс. Команда уже подала заявку на патенты на этот процесс.

«Представленный здесь метод красноречив тем, что он использует фундаментальную физику поверхности для оценки требуемых свойств масла и мембран, а результаты демонстрируют прогнозируемые характеристики», — говорит Роберт Савинелл, профессор инженерии в Университете Кейс Вестерн Резерв в Огайо, который был не участвовал в этом исследовании.«Эта работа действительно может снизить потребность в дорогостоящих металлах и сплавах высокой чистоты для первичных металл-воздушных батарей и может уменьшить сложность добавок к электролиту».

Савинелл добавляет: «Способность эффективно извлекать полезную энергию из алюминиево-воздушных батарей с высокой плотностью энергии, особенно в условиях периодического использования, будет способствовать развитию и совершенствованию технологий, требующих очень высокой плотности энергии для длительной работы».

Оставить комментарий