Как развоздушить батареи — удаление воздуха и воздушной пробки. Жми!
Владельцы квартир многоквартирных домов и все, у кого есть центральное отопление, не редко сталкивались с проблемой воздушных пробок в отопительных системах. Это выражается в появлении различных шумов, плохом нагреве батарей и коррозии металлических частей.Характерно, что даже из идеально спроектированной и выполненной системы центрального отопления периодически нужно стравливать воздух. Его появление внутри возможно не только из-за возможной плохой герметичности системы, а и по другим причинам.
Причины попадания воздухаРассмотрим причины, по которым возникают воздушные пробки:
- В случае выполнения ремонта отопления.
- В квартирах довольно нелегко развоздушить трубы сразу заполнив их водой.
- Данная проблема часто встречается у теплых полов, в случаях, когда их линии выполнены, не совсем горизонтально.
- Появление газа в воде всегда связано с повышением ее температуры.
В системах автономного отопления через время воздуха не остается, однако, если теплоноситель постоянно обновлять, проблема будет появляться снова и снова.
Для выявления воздушных пробок в отоплении нужно:
- попробовать на ощупь батареи, и в случае, когда часть поверхности будет холодной или еле теплой, это будет означать воздух есть в системе;
- в случае, если температура в помещении снизилась безо всяких на то причин;
- если в радиаторе слышно бульканье.
Проверить нуждается ли система в стравливании очень просто, постучав предметом из металла по верхней части батареи, после чего, то же самое, проделать в ее нижней части. В месте возникновения пробки звук будет более звонким.
Последствия завоздушенности отопленияЕсли вовремя не спустить пробку, длительный контакт с кислородом негативно повлияет на металл, и он может покрыться окалиной, и начаться разрушение. Помимо этого, завоздушенность системы влияет на циркуляцию воды, в результате чего перегреваются некоторые места и слабо нагреваются иные.
Существуют различные способы по стравливанию газа, и приоритет тому или другому следует отдавать в зависимости от выбора теплоносителя. А также, от способа циркуляции воды в системе: естественно или принудительно.
В результате чего используется воздушный клапан, позволяющий спустить воздушную пробку из радиатора или кран Маевского.
Как можно спустить воздухСистемы с принудительной циркуляцией используют вверху небольшой воздухосборник для стравливания. Однако, стравить можно только, если подающая труба будет под углом в направлении движения теплоносителя.В таком случае, воздушные пробки, которые поднимаются вместе с ним, выйдут через ряд специальных вентилей.
На сегодняшний день применение ручных и автоматических способов чаще используется для спуска воздуха и поступления воды в систему. Ручные приборы (краны Маевского) выделяются компактными размерами
[advice]Следует учесть: стравливать можно только после того, как полностью остынет теплоноситель.[/advice]
Особенности автоматических отводчиков воздухаДля того чтобы провести стравливание воздуха в системах отопления закрытого типа, таких как теплый пол в доме, не нужно участие человека.Высокая производительность не снижает сильную чувствительность к примесям в теплоносителе, поэтому их монтаж производится вместе с фильтрами. Фильтры устанавливают как на подающей линии, так и на обратке. Для того чтобы наиболее эффективно удалить воздух, их конструкция имеет ступени, благодаря чему позволяет убрать кислород из каждой группы приборов.
Если трубы были смонтированы в частном доме слегка под углом по ходу движения воды – спускной механизм позволяет развоздушить отопление с большим расходом теплоносителя, и увеличивает давление.
Удаление воздуха через спускник в алюминиевых, биметаллических и чугунных батареяхПреимуществами алюминиевых батарей являются доступная цена и прекрасная теплопроводность. Но алюминий не совсем удачный материал для отопления, благодаря его способности вступать в реакцию и выделять водород.Когда такая батарея завоздушена, решить проблему сброса воздушного излишка поможет кран Маевского. Для того чтобы выгнать водород изнутри, такие батареи покрывают специальной пленкой, однако этого хватает только на некоторое время, а далее удаление газа не происходит.
Биметаллические радиаторы являются еще одним отличным изобретением. Там, где внутренние части касаются воды, используется другой металл, а ребра сделаны из алюминия. В случаях, когда на радиаторе установлен термостат, открывая его вы, сможете прокачать систему и спускать кислород. Развоздушивание таких радиаторов аналогично с другими разновидностями.
Подробности использования термостатов в радиаторах отопления рассмотрены в данной статье: https://teplo.guru/elementy/regulyator/termoregulyatory-dlya-radiatorov.html
Чугунные батареи также развоздушиваются через кран Маевского или автоматический воздухоотводчик, благодаря чему можно убрать в трубах пробки.
Использование крана МаевскогоПрибор пользуется большой популярностью благодаря своей простоте. Если система воздушит, он помогает продуть в отопительной трубе воздушные излишки. Кран Маевского представляет собой компактный удобный воздухоотводчик, который монтируется сбоку батареи. Когда трубы завоздушены, следует взять отвертку и небольшую ёмкость, поскольку кроме выпуска воздуха будет вытекать немного воды.[warning]Важно знать: воздух сокращает срок работы водяного насоса![/warning]
Отверткой нужно открутить кран и подставить емкость. Далее, если причина завоздушивания имела место быть, вы услышите шипение, после которого воздух начнет выходить с каплями воды через воздушники. Полностью спущенным воздух будет тогда, когда через сбросник потечет маленькая струйка воды. Это увеличит срок службы котла. Пока система продавливает стравливатель газов, могут возникать капли воды.
Использование автоматического воздухоотводчикаДля простоты стравливания можно устанавливать данный прибор, особенно на биметаллические батареи. Он имеет поплавок, плотно закрывающий отверстие сброса при наличии в системе воды. При попадании воздуха, поплавок опускается и выпускает его наружу.Кран Маевского также используется для удаления воздушной пробки в полотенцесушителях. Подробнее о замене данного устройства здесь: https://teplo.guru/radiatory/polotencesushitel/zamena-polotentsesushitelya-v-vannoi.html
Правда, для того чтобы устройства правильно работали, рекомендовано использование только очень чистой воды, которой в системах отопления практически не встретишь. Поэтому нужно ставить фильтры.
Перед этим нужно в частном доме промыть систему отопления, на что уходит немало времени. Однако, даже это не сможет гарантировать вам правильную работу механизма, поскольку иногда его нужно будет чистить.
[advice]Обратите внимание: бывают случаи, когда для продавления воздуха батарею нужно немного встряхнуть. В системе отопления в частном доме можно внизу батареи установить обычный кран с запиткой в водопроводе. Если нужно выпустить воздух, открывают кран и пускают воду. Это позволяет прогнать ее по системе, и выталкивает воздух через систему воздухоотводчиков.[/advice]
Если места установки отопления имеют неправильный уклон, можно поставить дополнительные воздухоотводчики.
В системе водоснабжения так же возможно появление воздуха, что негативно сказывается на её работе: разрушаются трубы и переходники, воздух в трубах может спровоцировать гидроудар, появляются трещины и труба лопается. Избавиться от воздуха в системе водоснабжения помогают шаровые клапаны, вентили, автоматические воздухоотводчики, клапаны Маевского.
Статья, посвящённая принципу работы крана Маевского, находится здесь: https://teplo.guru/elementy/ustroistva/kran-maevskogo.html
Смотрите видео, в котором специалист рассказывает как определить завоздушеность системы и как можно спустить воздух с батарей:
Как развоздушить батареи без крана в доме или квартире
Как развоздушить батареи отопления без крана
Разделы статьи:
Наверняка многим знакома такая ситуация, когда батареи греют лишь наполовину или только сверху, из-за чего комната прогревается недостаточно. Так вот, всё дело в скопившемся воздухе внутри батарей, который и не даёт проходить теплу вниз или дальше.Для того чтобы разобраться с этой неприятностью и заставить работать батареи отопления на полную мощность, нужно лишь развоздушить их. Однако перед тем как развоздушить батареи, потребуется узнать, в каком месте это лучше сделать и через что именно сбросить воздух — через кран Маевского или накидные гайки.
Как узнать — завоздушена ли система отопления?
Перед тем как стравить воздух из системы отопления стоит убедиться в том, что он в действительности там имеется. Для этого достаточно на ощупь попробовать каждую батарею со стороны обратки, и если та совсем холодная, то, скорее всего дело именно в воздухе.
Также, симптомами скопившегося воздуха в батарее отопления, будет её холодная нижняя часть или одна половина. При этом верх батареи, как правило, горячий, а низ полностью или частично холодный.
Кроме того, наличие воздуха в батареях и трубах отопления, будет сопровождаться зловещим бульканьем, которое только подтвердит обильное его количество в теплоносителе. Ну и, пожалуй, последним фактом, который даст понять, завоздушена ли система отопления, является резкое падение температуры в доме без какой-либо существенной причины на это.
Как развоздушить батареи
Сбросить воздух с батарей отопления, в особенности нового образца, достаточно просто, для этих целей в их конструкции предусмотрена установка крана Маевского. Такой краник должен стоять на каждой батарее вверху, с левой или правой её стороны.
Пройдясь к каждой завоздушенной батарее отопления, достаточно будет немного повернуть ключом и стравить с неё полностью воздух. Стравливать воздух нужно до тех пор, пока с батареи не пойдёт вода. Таким образом, развоздушивается система отопления закрытого типа.
Немного по-другому обстоят дела со сбросом воздуха в советских батареях отопления, на которых раньше не ставилось вообще никаких кранов. В таком случае, необходимо подобраться к накидной гайке или к другому резьбовому соединению, расположенному вблизи отопительного прибора.
Открутив гайку ключом, следует дождаться пока уйдёт весь воздух и не пойдёт вода.
Если же батареи завоздушены в квартире, а крана для сброса воздуха на них не стоит, то, как вариант, будет сбросить воздух с верхней точки. Для этого нужно будет подняться к соседу этажом выше и стравить воздух с батарей у него, ну или придётся лезть на чердак дома и развоздушивать всю систему отопления уже оттуда.
Ну а про том, как удалить воздух из системы теплого пола, вы можете прочесть, перейдя по выделенной ссылке в другую статью сайта Ремстрой Совет.
если у батареи нет индивидуального клапана, кран Маевского в новом частном доме
Воздух — отличный теплоизолятор. Это делает его малопригодным в качестве теплоносителя в закрытых системах отопления.
Если воздух попадает в радиаторы, он снижает их эффективность, а также способен частично закупорить ток воды в трубах.
Чтобы система отопления работала в штатном режиме, воздух из радиаторов лучше убрать. Эта операция называется «развоздушивание» батарей.
Как найти воздушную пробку в системах общего и индивидуального отопления
При пусковых работах, при подготовке отопления к зиме или в процессе эксплуатации можно наблюдать следующие признаки воздуха:
- бульканье теплоносителя в трубах;
- холодная верхняя часть батарей;
- часть системы не работает;
- высокое сопротивление току воды в трубах.
Откуда воздух берётся в системе:
- Не полностью удалён при заполнении системы.
- Выделение воздуха из теплоносителя при нагреве.
- Завоздушивание при ремонте.
- Постепенное проникновение воздуха через пластиковые трубы.
Определить воздушную пробку довольно просто: завоздушенная область значительно холоднее. Применяется также и метод перкуссии — труба, заполненная жидкостью, звучит при ударе иначе, чем с воздухом.
Воздух всегда скапливается в «кармане» — высокой точке. Наиболее сложными считаются завоздушивания тёплых полов: выдержать идеальную горизонталь не всегда получается, скопившийся воздух скапливается вверху трубы, а внизу продолжается циркуляция. Выгнать такую пробку практически невозможно — потребуется опрессовка под давлением.
Как спустить воздух из батареи
В закрытых системах вместо расширительного бачка в верхней точке подключения ставится шаровый кран или автоматический развоздушиватель, через который стравливается воздух.
По ходу заполнения системы требуется удалить воздух снизу вверх. Все «воздушные карманы» — батареи, петли труб должны оснащаться устройствами для развоздушивания.
Кран Маевского
Наиболее популярным способом удаления воздуха из батареи является установка в верхней её точке развоздушивающего клапана. Кран Маевского состоит из латунного корпуса и небольшого резьбового штуцера. Если штуцер отвернуть, батарея будет разгерметизирована. Содержимое станет вытекать через небольшое отверстие в корпусе.
Фото 1. Ручной воздухоотводчик, или кран Маевского, модели 194 1/8′, производитель — «Itap», Италия.
Для обслуживания радиатора, потребуется ёмкость для воды, ключик для крана или отвёртка, тряпка для удаления брызг.
Подставляем под кран Маевского ёмкость, другой рукой отворачиваем штуцер. Он имеет квадратное сечение — требуется специальный ключик или пассатижи.
Ждём, пока стравится воздух и 10—200 миллилитров жидкости.
Закручиваем кран, переходим к следующей батарее.
Развоздушивать стоит по порядку, начиная от обратки. Давлением из обратки воздух отлично выгоняется, поэтому кран заполнения обычно проектируется ближе к нижней точке возле котла.
Автоматический воздухоотводчик
При большой системе, которая каждый сезон заполняется и сливается, уместно будет использование автоматических газовых клапанов. Они выглядят как небольшой бочонок, установленный на отрезке трубы строго вертикально.
Важно! Автоматический клапан устанавливается в верхней точке «воздушного кармана», и служит для самонайстройки отопления. Установка клапана только в котле может привести к завоздушиванию системы.
Клапан состоит из корпуса и поплавка. Если в системе воздух, то поплавок не поднимается, и газ спокойно выходит. Как только вода поднимается, поплавок закрывает отверстие — вода не выходит. Скопившийся в верхней точке газ выдавливает воду, поплавок снова падает, выпуская газ до появления воды.
Автоматический воздухоотводчик очень требователен к чистоте теплоносителя: накипь, ржавчина и грязь могут забить поплавковую камеру. Через клапан будет проходить жидкость или он сам не будет спускать воздух.
Используйте очищенную воду, обязательно перед заполнением теплоноситель нужно отфильтровать. Систему отопления периодически промывают и проверяют грязевые фильтры.
Вам также будет интересно:
Сепаратор воздуха
Чтобы собрать воедино тысячи мелких пузырьков воздуха и вытолкнуть его из отопления, применяются сепараторы воздуха. Они устанавливаются в удобном для доступа месте, ближе к входу обратки в котёл. Устройство выглядит как усечённый конус с вершиной вверху.
Внутри конуса находится спецнабивка в виде колец или металлической стружки. Воздушные пузырьки, оседающие на поверхности, выдавливаются потоком воды в верхнюю часть конуса, где скапливаются и выбрасываются наружу.
Сепаратор также используется для очистки от накипи и шлама. Для этого в нижней части находится съёмный отстойник. Для лёгкой очистки и обслуживания при установке стоит предусмотреть два шаровых крана по обе стороны от трубы.
Фото 2. Горизонтальный сепаратор воздуха DisAir, серия HF-Q, корпус из углеродистой стали, производитель — «Kvant», Украина.
Сепаратор не требует особого обслуживания, работает автоматически. Раз в год, перед началом отопительного сезона, набивка проверяется на чистоту, из отстойника удаляется скопившаяся грязь.
Как заполнить гравитационную систему водой
Особенность гравитационной системы состоит в её относительной простоте. Все трубы и батареи установлены с уклонами. Расчёт на то, что вода будет сама циркулировать по системе. Вместе с жидкостью выносится и воздух, который попадает в расширительный бачок.
Некоторое количество при разветвлённой системе или несоблюдении уклонов может остаться, но эти остатки легко удаляются при помощи крана Маевского, установленного в батареях. Заполнение, как правило, начинается от самой низкой точки: обратки возле котла.
Новое заполнение системы закрытого типа
Особенность закрытых систем — отсутствие прямого контакта с атмосферой. Воздух в таких системах приходится спускать вручную через развоздушивающие краны.
Краны в такой системе находятся в нескольких точках: в верхней точке системы над котлом или на верхнем этаже, в самом котле, на батареях.
При заполнении на верхний кран одевается прозрачный шланг, и накачка теплоносителя производится до тех пор, пока из шланга не пойдёт чистая вода.
Кран закрывается, в мембранный расширительный бак накачивается воздух для создания давления и развоздушиваются батареи.
Когда в системе установлен циркуляционный насос, он с успехом прогонит остатки воздуха. Если после некоторого времени в котле или радиаторах будут слышны булькающие звуки, стоит повторить операции с кранами.
Если клапана нет: как развоздушить «глухую» батарею
В старых системах отопления с чугунными батареями краны Маевского не предусматривались, развоздушивание производилось самотёком или методом откручивания пробки радиатора.
Чтобы развоздушить батарею, потребуются:
- Разводной сантехнический ключ.
- Тазик.
- Тряпки.
Очищаем верхний торец батареи от краски, кладём на стык тряпку, смоченную проникающей смазкой (WD-40, керосин, тормозная жидкость). Через несколько часов пытаемся отвернуть пробку.
Справка! Резьба может быть как левой, так и правой! Прилагайте поочерёдно усилия то в одну, то в другую сторону попеременно. Следите, при движении в которую сторону пробка начинает отходить от батареи.
Как только слышно движение воздуха, прекращаем отворачивание пробки.
Подставляем тазик и обкладываем пробку тряпками — вместе с воздухом обязательно будут прорываться брызги теплоносителя.
Как только шипение прекратится, подматываем под пробку паклю или фум-ленту и заворачиваем её на место.
Если есть возможность, для облегчения повторных развоздушиваний, глухую пробку заменяем на такую же, только с установленным краном Маевского. Для этого придётся изолировать батарею от отопления, слить с неё воду.
Важно! Ни в коем случае нельзя пытаться заменить пробку на батарее под давлением — поток горячей воды не даст возможности завернуть резьбу.
В частном доме развоздушивание всегда должно сопровождаться контролем количества теплоносителя, и если его недостаточно, доливать. В открытых расширительных бачках жидкости должно быть не меньше половины бачка, в закрытых — накачано давление до 2 атмосфер.
Что может быть, если не производить развоздушивание вовремя
Кислород — поддерживает коррозию труб и батарей. Плохо влияет на работу крыльчатки насосов принудительной циркуляции. Журчание воздуха в радиаторах не добавляет тишины и уюта в доме.
Скопления газов могут полностью перекрыть целую плеть системы отопления.
Воздух скапливается не за один день — дегазация воды процесс длительный, протяжённостью в несколько лет.
По истечении этого срока в системе заправлена «мёртвая» вода, не поддерживающая окисления и шламообразования.
Применение гликолевых антизамерзающих составов не везде приемлемо — в сочетании, к примеру, с цинком, ведёт к окислениям и шламообразованию, забиванию трубопроводов и теплообменника.
Развоздушить новые батареи самостоятельно не составит труда, в них обычно установлены терморегуляторы и краны Маевского. Когда их нет, лучше обратиться за помощью к профессиональному сантехнику — он обладает достаточными знаниями и инструментами, чтобы не превратить ваше жилище в горячее озеро.
Полезное видео
Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается, как правильно стравить воздух из радиатора отопления.
Как часто развоздушивать радиаторы в частном доме
Удалять скопившиеся газы нужно перед началом каждого отопительного сезона. Если в качестве теплоносителя используется вода, то не торопитесь её часто менять. В свежей жидкости будет содержаться большое количество растворенного кислорода, который позже оседает в виде пузырьков на стенках батарей и котла. Со временем из воды частицы газа «уходят», и развоздушивание потребуется всё реже.
При первом пробном пуске обязательно стоит проверить систему на наличие холодных мест, и обязательно провести регламентные работы.
Как спустить воздух из батареи? Учимся пользоваться краном Маевского
Содержание
- Что такое кран Маевского
- О проблемах скопления воздуха в отопительной системе
- Что понадобится для удаления воздуха из батареи
- Описание процесса
- Полезные статьи
1. Что такое кран Маевского
Ручной воздухоотводчик для радиаторов отопления принято называть краном Маевского. Связано это с тем, что в 1933 году отечественный инженер Маевский предложил простую, но совершенную конструкцию для стравливания воздуха из системы отопления. За основу он взял приспособление, которое было разработано сантехником Роевым в 1931 году и предложено в качестве замены обычным водоразборным кранам.
Интересный факт. Установка водоразборных кранов на батареи послужила причиной слива населением большого количества горячей воды для бытовых нужд. Чтобы предотвратить несанкционированный слив теплоносителя, на радиаторы стали устанавливать краны Маевского.
Приспособление выполнено в виде гайки, которая навинчивается на верхнюю футорку радиатора. Рабочая часть крана представляет собой соединение «конус–конус»: в конусообразное отверстие вставлен конусообразный винт. Снаружи расположена головка винта со шлицем под отвертку. Сбоку имеется отверстие для выхода воздуха, которое открывается при ослаблении винта. Отверстие настолько крохотное, что при открытом кране Маевского потери воды через него будут минимальны.
2. О проблемах скопления воздуха в отопительной системе
В закрытых отопительных системах воздух скапливается в батареях по нескольким причинам. При нагреве теплоносителя в нем образуются пузырьки. При заполнении системы вместе с водой может поступать воздух. По этой причине рекомендуется делать это медленно, особенно в сложных системах со множеством поворотов. Завоздушивание труб происходит также после локального ремонта трубопровода.
К чему это приводит?
- Во-первых, может нарушиться процесс распределения тепла. Из-за воздушной пробки радиатор сверху будет чуть теплым, а снизу совсем холодным.
- Во-вторых, из системы могут раздаваться посторонние звуки: шипение, бульканье и т.д.
- В-третьих, скапливание воздуха может стать причиной возникновения коррозии, особенно в алюминиевых и биметаллических радиаторах.
Избавиться от воздуха в системе отопления поможет кран Маевского. Чтобы стравить воздух, совсем необязательно вызывать сантехника. Можно справиться самостоятельно. Главное – знать, как сделать это правильно.
3. Что понадобится для удаления воздуха из батареи
4. Описание процесса
Ослабьте винт
Вставьте рабочий наконечник отвертки в шлиц винта на кране Маевского. Вращайте против часовой стрелки. Не нужно полностью выкручивать винт. Во-первых, это не ускорит процесс стравливания воздуха, так как отверстие для его выхода очень маленькое. Во-вторых, есть вероятность того, что после окончания работ вам сложно будет вкрутить винт на место, так как сильное давление не даст это сделать. Достаточно одного-двух оборотов винта, чтобы открыть кран. Не прилагайте чрезмерных усилий, чтобы не повредить клапан.
Дайте воздуху выйти
Как только вы ослабите винт, из радиатора послышится шипение. Не пугайтесь – это воздух. Он выходит из бокового отверстия на кране. Кстати, вместе с ним будет выходить и небольшое количество воды, поэтому на пол рекомендуется постелить тряпку. Через маленькое отверстие вода либо будет течь тонкой струйкой, либо просто капать. Но все равно лучше поставить под кран небольшую емкость.
Совет: положение отверстия для выхода воздуха можно регулировать – лучше опустить его вниз, чтобы вода капала в подставленную емкость, а не брызгала на стену.
Закройте кран
Как понять, что процесс закончен? Когда польется равномерная струйка воды без пузырьков, а шипение прекратится. Винт можно закручивать: вставьте отвертку в шлиц и вращайте по часовой стрелке, пока вода не перестанет капать. Вот и все – воздух вышел, радиатор полностью заполнится горячей водой. Теперь вы знаете, как пользоваться краном Маевского и как стравить воздух из системы отопления самостоятельно. Значит, система отопления в вашем доме будет правильно функционировать и эффективность обогрева улучшится.
5. Полезные статьи
Краны для радиаторов отопления – какие лучше
Без теплопотерь и разрывов: основные правила обслуживания
Какой выбрать радиатор отопления и что лучше?
все про спуск воздушной пробки
Воздух в отопительной системе является препятствием для ее нормального функционирования. С этой проблемой жители квартир и домов сталкиваются, как правило, в начале отопительного сезона. Шум в трубах, холодные батареи, коррозия металлических элементов – вот результат образования воздушных пробок. И это случается даже с идеально спроектированной и правильно смонтированной системой отопления. Почему так происходит и для чего необходимо своевременно производить удаление воздуха из системы отопления – об этом пойдет речь в данной статье.
Почему появляется воздух в отопительной системе?
С понятием «воздушные пробки» знакомы многие наши соотечественники. Об этом явлении вспоминают в начале отопительного сезона, когда в дома пускают тепло, а в квартирах верхних этажей часто батареи не нагреваются или нагреваются только в нижней части, а в верхней – абсолютно холодные. Откуда появляется воздух в трубопроводах? Причин завоздушивания может быть несколько:
- проведение ремонтных работ (сборка, разборка трубопровода), во время которых появление воздуха неизбежно;
- несоблюдение во время монтажа величины и направления уклона магистралей трубопроводов;
- пониженное давление в водопроводе: уровень воды падает, а образовавшиеся в результате пустоты заполняются воздухом;
- при нагревании воды пузырьки содержащегося в ней воздуха выделяются и поднимаются в верхнюю часть трубопровода, создавая там воздушные пробки;
- систему отопления наполняют неправильно: после летнего простоя трубы следует заполнять водой не быстро, а медленно, производя одновременно спуск воздуха из системы отопления;
- неудовлетворительно загерметизированные стыки трубопроводов, через которые происходит утечка теплоносителя. Течь в этих местах малозаметна, так как горячая вода сразу испаряется. Именно через неплотные швы и засасывается воздух в систему;
- неисправность воздухозаборных устройств;
- подключение водяного «теплого пола» к отопительной системе, трубы которого при монтаже располагаются на разной высоте.
Способы удаления воздушной пробки
Поскольку один или несколько из перечисленных факторов могут присутствовать во многих домах, то обязательно встает вопрос удаления воздуха в системе отопления. Эту операцию можно выполнить различными способами. Все зависит от того, с какой циркуляцией теплоносителя имеем дело – естественной или принудительной.
В системе отопления с естественной циркуляцией (имеется в виду верхняя разводка труб) образовавшуюся воздушную пробку можно удалить через расширительный бак – он находится в самой высокой точке по отношению ко всей системе.Прокладку подающего трубопровода следует произвести с подъемом к расширительному бачку. При нижней разводке труб воздух удаляют так же, как и в отопительных системах, снабженных циркуляционным насосом.
Стравить воздух из отопительной системы с естественной циркуляцией можно при помощи расширительного бака
В отопительных системах с принудительным режимом циркуляции теплоносителя в самой высокой точке устанавливают воздухосборник, специально предусмотренный для спуска воздуха. В этом случае подающий трубопровод прокладывают с подъемом по курсу движения теплоносителя, а поднимающиеся по стояку пузырьки воздуха удаляются через воздушные краны (их устанавливают в самых верхних точках). Во всех случаях обратный трубопровод необходимо прокладывать с уклоном в направление слива воды для ускоренного опорожнения при необходимости ремонта.
Виды воздухоотводчиков и мест их установки
Воздухоотводчики бывают ручными и автоматическими. Ручные воздухоотводчики или краны Маевского имеют небольшие размеры. Их устанавливают обычно на торцевой части радиатора отопления. Регулируют кран Маевского с помощью ключа, отвертки или даже вручную. Так как кран небольшой, то и его производительность небольшая, поэтому его применяют только для локального устранения воздушных пробок в отопительной системе.
Воздухоотводчики для системы отопления бывают двух типов: ручные (кран Маевского) и автоматические (работают без участия человека).
Второй тип воздухоотводчиков – автоматические – работают без вмешивания человека. Их устанавливают как в вертикальном положении, так и в горизонтальном. Они имеют высокую производительность, но обладают достаточно большой чувствительностью к загрязнениям в воде, поэтому их монтируют вместе с фильтрами и на подающих трубопроводах, и на обратных.
Автоматические воздухоотводчики устанавливаются в отопительных системах закрытого типа по линии трубопроводов в разных точках. Тогда сброс воздуха из каждой группы устройств производится отдельно. Многоступенчатая система обезвоздушивания считается самой эффективной. При правильной прокладке и грамотном монтаже труб (под нужным уклоном) вывести воздух через воздухоотводчики будет просто и беспроблемно. Удаление воздуха из труб отопления связано с увеличением расхода теплоносителя, а также с возрастанием давления в них. Падение давления воды свидетельствует о нарушении герметичности системы, а температурные перепады – о наличии воздуха в радиаторах отопления.
Определение места образования пробки и ее удаление
Как можно понять, что в радиаторе есть воздух? Обычно на наличие воздуха указывают посторонние звуки, такие как бульканье, протекание воды. Для обеспечения полноценной циркуляции теплоносителя нужно обязательно удалить этот воздух. При полном завоздушивании системы нужно определить сначала места образования пробок, постукивая молотком по отопительным приборам. Там где есть воздушная пробка, звук будет более звонким и сильным. Воздух собирается, как правило, в радиаторах, установленных на верхних этажах.
Поняв, что воздух в отопительном приборе присутствует, следует взять отвертку или ключ и подготовить емкость для воды. Открыв термостат до максимального уровня, нужно открыть клапан крана Маевского и подставить емкость. Появление легкого шипения будет означать, что воздух выходит. Клапан держат открытым до тех пор, пока не потечет вода и только после этого закрывают.
Ликвидация воздушной пробки в отопительной батарее при помощи установленного на ней крана Маевского: клапан открывают специальным ключом или вручную и держат открытым до появления воды
Бывает, что после проведения данной процедуры батарея греет недолго или недостаточно хорошо. Тогда ее нужно продуть и промыть, поскольку скопление в ней мусора и ржавчины также может стать причиной появления воздуха.
Если после спуска воздуха батарея по-прежнему плохо нагревается, попробуйте слить примерно 200гр теплоносителя, чтобы убедиться в полном удалении воздушной пробки. Если не помогло, но надо продуть и промыть радиатор от возможно скопившейся грязи
Если и после этого нет улучшений, нужно проверить уровень заполнения отопительной системы. Воздушные пробки могут также образоваться на изгибах трубопроводов. Поэтому важно в процессе монтажа соблюдать направление и величину уклонов разводящих трубопроводов. В местах, где уклон по какой-либо причине отличается от проекта, дополнительно устанавливают воздухоспускные вентили.
В алюминиевых радиаторах воздушные пробки образуются более интенсивно по причине плохого качества материала. В результате реакции алюминия с теплоносителем образуются газы, поэтому их необходимо регулярно удалять из системы. В таких ситуациях рекомендуют заменить алюминиевые радиаторы приборами из более качественных материалов с антикоррозионным покрытием и установить воздухоотводчики. Чтобы обогрев комнат был нормальным, перед заполнением отопительной системы водой необходимо своевременно позаботиться об удалении из нее воздуха, препятствующего нормальному движению теплоносителя, и тогда зимой в вашем доме будет тепло и уютно.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!как спустить воздух из батареи в системе отопления, если нет крана маевского
Чаще всего с отопительной системой в доме не возникает никаких проблем. Но иногда внезапно в доме становится холодно или в радиаторе отопления возникают странные звуки. Что же это может быть? К сожалению, в данном случае налицо наличие воздуха в системе отопления, а значит, необходимо спустить оттуда воздух. Сегодня вы узнаете, как это сделать без крана Маевского.Завоздушенность в батарее: что это и как определить
Что же такое завоздушенность в отопительной батарее? Под данным понятием подразумевается скопление воздуха, причем чаще всего в верхней части отопительного радиатора. Подобная ситуация становится проблемой и довольно-таки частой для тех, кто живет в многоэтажных домах на одном из последних этажей. Причин возникновения подобной неприятности может быть несколько:
- Проведение ремонтных работ на участке/на соседних этажах. В случае если в жилом квадрате проводились работы с отопительными трубами, велика вероятность попадания в систему небольшого потока воздуха.
- Произошла утечка теплоносителя на каком-то из участков (а значит требуется немедленная проверка системы для устранения утечки).
- Особенность системы теплых полов. Проблема завоздушенности системы – действительно является частой картиной при наличии системы теплого пола, особенно, если она имеет сложную схему и много ответвлений.
- В воде, имеющей высокую температуру, содержится воздух и чем чаще теплоноситель обновляется в системе, тем выше вероятность возникновения неполадки.
- Если появление воздушной «пробки» по времени совпадает с пуском общей отопительной магистрали – с большей долей вероятности можно говорить о том, что именно пуск системы стал причиной завоздушенности.
Совет. Если вы проживаете в частном доме, то, в принципе, не стоит сильно волноваться по поводу завоздушенности системы (если она небольшая), Дело в том, что в частных отопительных системах чаще всего теплоноситель меняется крайне редко, а, значит, воздух должен самостоятельно стравиться в течение нескольких дней.
Определить наличие воздушной «пробки» достаточно просто. Например, если температура воды в батарее резко понизилась или батарея стала холодной лишь частично, может даже начала булькать – все это является признаками завоздушенности.
Спуск воздуха без крана Маевского
На большинстве домашних отопительных батарей стоит специальное приспособление, которое помогает максимально упростить задачу стравливания воздуха – кран Маевского или автоматический клапан.
Но вот вопрос: что делать, если подобное приспособление на батарее просто отсутствует? Если у вас именно такая картина предстала перед глазами – скорее всего, в вашем доме установлены чугунные батареи. На таких батареях довольно часто устанавливается простая заглушка, которая была закручена на пакле, покрытой краской. Кроме того, еще и была залита слоем краски во время окрашивания отопительных батарей.
Кран МаевскогоУбрать ее для того, чтобы получить доступ к теплоносителю, расположенному в системе, представляется затруднительным. По этой причине простейшим выходом из ситуации можно считать обращение к соседям с последнего этажа дома (у них наверняка на батарее будет кран Маевского). Но если соседи, к примеру, уехали или вы сами являетесь жильцом последнего этажа и крана нет? В этом случае придется прибегнуть к «дедовскому» способу стравливания воздуха из системы отопления.
Итак, вам необходимо запастись тазиком, ведром и большим количеством тряпок. Кроме того (голыми руками ведь не взять сей «барьер»), вам понадобится разводной ключ для откручивания пробки и какой-нибудь растворитель для краски. Иначе вы просто не сможете сдвинуть заглушку с «мертвой» точки.
Итак, сначала нанесите на место, где установлена заглушка, растворитель и подождите минут 15. После этого аккуратно начинайте движение разводным ключом по резьбе, пока заглушка не начнет подаваться. Вы услышите, как начнет стравливаться воздух. Когда звук затихнет (признак отсутствия воздуха), обязательно намотайте на заглушку слой «фумки» и вставьте ее на место. При желании можно слегка закрасить место стыка заглушки с батареей.
Совет. Перед началом работы желательно перекрыть стояк для безопасности работы, иначе при достаточно резком рывке вы полностью выкрутите заглушку и воду из батареи уже не остановить.
Вы узнали о том, как быстро и достаточно просто можно справиться с задачей спуска воздуха из радиатора отопления при отсутствии крана Маевского. Удачи!
Установка крана на батарею: видео
https://www.youtube.com/watch?v=P2erbWIVAzo
кран для спуска воздуха, как развоздушить батарею в квартире, спустить воду правильно, как убрать воздух
Содержание:
Проблема завоздушивания отопительного контура хорошо знакома жильцам многоэтажных домов. Последствиями такого явления выступают характерные шумы, снижение степени нагревания радиаторов и возникновение коррозии металлических элементов.
Почему возникают воздушные пробки
Чаще всего причинами завоздушивания отопительной системы являются следующие факторы:
- Проведения ремонтных мероприятий.
- Резкое заполнение трубопровода в квартирах теплоносителем.
- Если при укладке теплых полов не была соблюдена горизонтальность отдельных витков.
- Повышение температуры воды. В автономных системах воздух постепенно стравливается, однако при заливке новой жидкости проблема возникает опять и может возникнуть завоздушивание системы отопления, придется решать проблему..
Диагностирование проблемы
Методы определения того, что в системе появились воздушные пробки:
- Ощупывание батареи. При обнаружении неравномерности в нагреве отопительного прибора, можно сделать вывод о наличии в нем воздуха.
- Резкое падение температуры в помещении без видимых причин.
- Наличие бульканья внутри радиатора.
Чтобы удостовериться в наличии воздушной пробки, можно просто простучать по очереди верхнюю и нижнюю область радиатора. Как правило, завоздушенный участок издает более звонкий звук.
Чем чревато появление воздушных пробок
Если сразу не стравить воздух, продолжительный контакт с кислородом разрушительным образом скажется на металле: он начинает быстро покрываться окалиной и отслаиваться. Также наличие внутренних воздушных скоплений препятствует нормальному перемещению теплоносителя. Как результат, различные участки батарей прогреваются неравномерно. Для решения возникших проблем нередко приходится спускать воду из системы отопления.
Существует несколько способов, как спустить воздух в батареях. Выбор конкретного варианта напрямую зависит от типа используемого теплоносителя. Кроме того, на это влияет то, какой тип циркуляции используется – естественный или принудительный. Чаще всего для стравливания воздушных пробок устанавливают воздушный клапан или кран Маевского.
Как спустить воздух с батареи — способы
Отопительные системы принудительного типа оснащаются в верхней части специальным краном для спуска воздуха из системы отопления. При этом, важным условием для возможности проведения этой процедуры является наличие определенного угла размещения подающей трубы по отношению к движению теплоносителя. Это позволит воздушным скоплениям, поднимающимся вместе с водой, выходить через специальные отверстия.
Важно знать, как спустить воздух с батареи и что для этого использовать. В настоящее время большой популярностью пользуются ручные и автоматические приборы для борьбы с воздушными пробками. Особенностью ручных приспособлений (имеются в виду краны Маевского) являются компактность и надежность. Следует заметить, что перед тем, как развоздушить батарею в квартире, нужно дождаться полного остывания теплоносителя.
Автоматические отводчики
Борьба с воздушными пробками в системах отопления закрытого типа (таких, как теплый пол) происходит без участия человека. При высокой производительности эти приспособления отличаются особенной чувствительностью к примесям в теплоносителе: это предполагает обязательное применение фильтров. С их помощью оснащаются как подающие, так и обратные трубы.
Для достижения большей эффективности процедуры, как развоздушить батарею, автоматические отводчики делают многоступенчатыми. Это позволяет контролировать на предмет наличия газовых скоплений каждую группу приборов отдельно. При соблюдении необходимого угла укладки труб по отношению к направлению движения воды, развоздушивание с помощью спускного механизма сопровождается значительным расходом теплоносителя и увеличением давления.
Как развоздушить алюминиевые, биметаллические и чугунные батареи
В зависимости от материала изготовления радиатора, процедура отвода воздуха может отличаться:
- Алюминиевые батареи славятся своей дешевизной и высокой теплопроводностью. Однако алюминий является не очень удачным вариантом для изготовления отопительного прибора, т.к. он способен вступать в реакцию с окружающими веществами. В результате это приводит к выделению водорода. В случае возникновения завоздушенности алюминиевой батареи, проблема решается использованием крана Маевского. Для вывода водорода наружу в качестве внутреннего покрытия применяется специальная пленка. К сожалению, она имеет ограниченный срок действия.
- В биметаллических батареях применяется другой подход: внутренние поверхности приборов, напрямую контактирующих с водой, изготовляются из водостойкого металла. Для изготовления ребер используется алюминий. При использовании термостатов это позволяет осуществлять прокачку системы и стравливание воздуха.
- Спустить воздух из чугунной батареи, как правило, помогает кран Маевского или автоматический воздухоотводчик.
Кран Маевского для спуска воздуха в системе отопления
Популярность этого приспособления объясняется простотой его конструкции. Воздухоотводчик данного типа отличают компактные размеры и удобство установки: как правило, его монтируют сбоку батареи. В случае появления воздуха в трубе, берется отвертка и маленькая посудина, т.к. вместе со стравливаемым воздухом обычно выходит немного жидкости.
Отвертка нужна для того, чтобы открутить кран: после этого надо сразу подставить емкость. Далее, при наличии внутри системы воздуха, произойдет шипение, с последующим выходом газа вместе с брызгами воды. Прекращать процедуру, как спустить воздух в чугунных батареях, можно только после появления маленькой струйки жидкости. Кроме того, эти приборы помогают решить задачу, как спустить воду с батарей при их замене.
Автоматический воздухоотводчик
Чтобы упростить процедуру, как правильно спустить воздух с системы отопления, применяются автоматические приборы, особенно часто их можно встретить на биметаллических радиаторах. Они комплектуются специальными поплавками, которые в случае заполнения системы водой, плотно закрывают отверстие сброса. Если появляется воздушное скопление, поплавок отходит, выпуская его наружу.
Главным условием эффективной работы автоматического воздухоотводчика является использование в качестве теплоносителя чистой воды. Как правило, такое в системах отопления почти не встречается. Выход один — использовать фильтры. Это подразумевает предварительную промывку системы отопления, что требует какого-то времени. Однако даже это не сможет дать гарантию того, что конструкция будет работать без перебоев.
Быстрее убрать воздух из батареи, как правило, помогает ее встряхивание. Отопительные контуры в частных домах можно оснащаться батареями с обычными кранами в нижней части, запитанными на водопровод. Когда возникает необходимость в стравливании газа, открывают кран и пускают воду. В итоге она проходит по всей системе, захватывая с собой весь лишний воздух. На участках с неправильным уклоном обычно требуется монтаж дополнительных воздухоотводчиков.
Воздух в системе водоснабжения
Водопроводы также могут накапливать воздух, что заметно снижает их эффективность. Это провоцирует разрушение труб и переходников. Воздушные пробки могут стать причиной возникновения гидроударов, в результате чего трубы трескаются и лопаются. Для предотвращения этих явлений системы водоснабжения комплектуются шаровыми клапанами, вентилями, автоматическими воздухоотводчиками и кранами Маевского.
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Утечка продолжается для литий-воздушных батарей
Сегодня, по-прежнему в Google, мы сохраняем надежду. И мы счастливы сказать, что мы сделали несколько ошибок. В частности, системы возобновляемых источников энергии дешевели быстрее, чем мы ожидали, и их внедрение превысило прогнозы, которые мы приводили в 2014 году.
Инженеры могут расширить масштабы таких зрелых технологий, как энергия ветра [1] и солнечной энергии [2]. Другие зарождающиеся технологии требуют значительных инноваций, например, водородные самолеты [3] и электродуговые печи для производства стали [4].Чтобы противодействовать наихудшим непосредственным последствиям изменения климата, мы Крис Филпот
В нашей предыдущей статье речь шла о «прорывных» целевых ценах ( разработано в сотрудничестве с консалтинговой фирмой McKinsey & Co.), что может привести к сокращению выбросов в США на 55% к 2050 году. С тех пор цены на ветровую и солнечную энергию достигли целевых показателей, установленных на 2020 год, а цены на аккумуляторы стали еще лучше, резко упав. до диапазона, прогнозируемого на 2050 год. Эти более сильные, чем ожидалось, ценовые тенденции в сочетании с дешевым природным газом привели к тому, что U.Использование угля снизится вдвое. Результат: к 2019 году выбросы в США упали до уровня, прогнозируемого сценарием McKinsey на 2030 год — на десять лет раньше, чем предсказывала наша модель.
И благодаря этому прогрессу в декарбонизации производства электроэнергии инженеры ищут и находят многочисленные возможности для переключения существующих систем, основанных на сжигании ископаемого топлива, на электроэнергию с низким содержанием углерода. Например, электрические тепловые насосы становятся рентабельной заменой топочного топлива, а электрические автомобили дешевеют и растут в цене.
Однако даже при всем этом прогрессе мы все еще находимся на траектории серьезного изменения климата: К 2100 году повысится на 3 ° C. Многие страны не соблюдают сокращения выбросов, которые они обещали в Парижском соглашении 2015 года. Даже если бы каждая страна выполнила свое обещание, этого было бы недостаточно, чтобы ограничить глобальное потепление до 1,5 ° C, что большинство экспертов считает необходимым, чтобы избежать экологической катастрофы. Выполнение обещаний сегодня потребует резкого сокращения выбросов. Если этого массового сокращения выбросов не произойдет, что, как мы думаем, вероятно, потребуются другие стратегии, чтобы удерживать температуру в определенных пределах.
Нормированная стоимость энергии описывает затраты на строительство и эксплуатацию электростанций в течение срока их службы, измеряемые в долларах США за мегаватт-час. С 2009 года стоимость солнечной фотоэлектрической (PV) и ветровой энергии быстро снизилась. Цены на емкость аккумуляторов упали еще быстрее. Источник: BloombergNEF
Вот некоторые ключевые цифры: Чтобы обратить изменение климата вспять, хотя бы частично, нам нужно снизить уровень углекислого газа в атмосфере до более безопасного порогового значения. 350 частей на миллион; в День Земли 2021 эта цифра составила 417 промилле.По нашим оценкам, для достижения этой цели потребуется удалить порядка 2 000 гигатонн CO 2 из атмосферы в течение следующего столетия. Это полное удаление необходимо как для поглощения существующего атмосферного CO 2 , так и для CO 2 , который будет выделяться, когда мы переходим к углеродно-отрицательному обществу (которое удаляет из атмосферы больше углерода, чем выделяет).
Наши начальные битвы в войне с изменением климата требуют, чтобы инженеры работали над многими существующими технологиями, которые можно масштабно масштабировать.Как уже было показано на примере ветряных, солнечных батарей и батарей, такое расширение масштабов часто приводит к резкому снижению затрат. В других отраслях промышленности для сокращения выбросов требуются технологические революции. Если вы поэкспериментируете со своим собственным набором методов смягчения последствий изменения климата, используя Интерактивный климатический инструмент En-ROADS, вы увидите, сколько вариантов вам нужно максимально использовать, чтобы изменить нашу текущую траекторию и достичь уровня 350 ppm CO 2 и глобального повышения температуры не более чем на 1,5 ° C.
Так что же делать инженеру, который хочет спасти планету? Даже когда мы работаем над переходом к обществу, основанному на безуглеродной энергии, мы должны серьезно относиться к секвестрации углерода, то есть к хранению CO. 2 в лесах, почве, геологических образованиях и других местах, где он будет оставаться на месте.И в качестве временной меры в этот трудный переходный период нам также необходимо будет рассмотреть методы управления солнечным излучением — отклонение некоторого количества падающего солнечного света для уменьшения нагрева атмосферы. Эти стратегические направления потребуют реальных инноваций в ближайшие годы. Чтобы выиграть войну с изменением климата, нам также нужны новые технологии.
Мы надеемся, что необходимые технологии появятся в течение нескольких десятилетий. В конце концов, инженерам прошлого потребовались всего несколько десятилетий, чтобы спроектировать боевые машины, построить корабли, которые могли бы облететь земной шар, наладить повсеместную связь в реальном времени, ускорить вычисления более чем в триллион раз и запустить людей в космос и на Луну.1990-е, 2000-е и 2010-е были десятилетиями, когда ветроэнергетика, солнечная энергия и сетевые батареи, соответственно, стали широко распространяться. Что касается технологий, которые определят грядущие десятилетия и позволят людям жить устойчиво и процветать на планете со стабильным климатом, то отчасти это зависит от вас. У инженеров есть над чем усердно работать. Вы готовы?
Прежде чем мы перейдем к технологическим проблемам , которые требуют вашего внимания, позвольте нам немного поговорить о политике.Климатическая политика имеет важное значение для инженерных работ по декарбонизации, поскольку она может привести к резкому падению затрат на новые энергетические технологии и переключению рынков на низкоуглеродные альтернативы. Например, к 2005 году Германия предлагала чрезвычайно щедрые долгосрочные контракты производителям солнечной энергии (примерно в пять раз дороже средней цены на электроэнергию в Соединенных Штатах). Этот гарантированный спрос дал толчок мировому рынку солнечных фотоэлектрических (PV) панелей, который с тех пор растет в геометрической прогрессии. Короче говоря, временные субсидии Германии помогли создать устойчивый глобальный рынок солнечных батарей.Люди часто недооценивают, насколько человеческая изобретательность может быть раскрыта, когда она продвигается рыночными силами.
Для достижения цели ограничения нагрева до 1,5 ° C, чистый CO 2 должны немедленно резко сократиться по сравнению с нашими текущими выбросами, как показано в строке A. Если выбросы уменьшатся еще через десять лет, как показано в строке B, тогда гораздо большее количество CO 2 нужно будет удалить. Источник: Отчет МГЭИК, «Глобальное потепление на 1,5 ° C»
Этот всплеск солнечной фотоэлектрической энергии мог произойти десятилетием раньше.К 1995 году все основные процессы были готовы: инженеры освоили технические этапы изготовления кремниевых пластин, диффузионных диодных переходов, нанесения металлических решеток на поверхности солнечных элементов, пассивирования поверхности полупроводника для добавления антиотражающего покрытия и ламинирования модулей. Единственным недостающим элементом была политика поддержки. Мы не можем позволить себе больше этих «потерянных десятилетий». Мы хотим, чтобы инженеры посмотрели на энергетические системы и спросили себя: какие технологии имеют все необходимое для увеличения масштабов и снижения затрат, кроме политики и рынка?
Нобелевский лауреат по экономике Уильям Нордхаус в своей книге утверждает, что ценообразование на углерод играет важную роль в борьбе с изменением климата. Климат-казино (Издательство Йельского университета, 2015).Сегодня цены на углерод применяются к примерно 22 процентам глобальных выбросов углерода. Крупный углеродный рынок Европейского Союза, который в настоящее время оценивает углерод выше 50 евро за тонну (61 доллар США), является основной причиной, по которой его авиакомпании, производители стали и другие отрасли в настоящее время разрабатывают долгосрочные планы декарбонизации. Но экономист Марк Жаккар указал, что, хотя налоги на выбросы углерода наиболее эффективны с экономической точки зрения, они часто сталкиваются с огромным политическим противодействием. Поэтому пионеры климатической политики в Канаде, Калифорнии и других странах прибегли к гибким (хотя и более сложным) нормативным актам, которые предоставляют отраслям разнообразные возможности для достижения целей декарбонизации.
Инженеры могут оценить простоту и элегантность ценообразования на углерод, но самый простой подход не всегда обеспечивает прогресс. Хотя мы, инженеры, не занимаемся разработкой политики, нам следует оставаться в курсе и поддерживать политики, которые помогут процветать нашей отрасли.
Жесткие задачи обезуглероживания в большом количестве для амбициозных инженеров. Их слишком много, чтобы перечислить в этой статье, поэтому мы выберем несколько фаворитов и отсылаем читателя к Project Drawdown, организации, которая оценивает влияние усилий по борьбе с изменением климата, для получения более полного списка.
Рассмотрим авиаперелеты. Это составляет 2,5 процента мировых выбросов углерода, и декарбонизация — достойная цель. Но вы не можете просто уловить выхлопные газы самолетов и закачать их под землю, да и инженеры вряд ли в ближайшее время разработают батарею с плотностью энергии реактивного топлива. Таким образом, есть два варианта: либо вытащить CO 2 непосредственно из воздуха в количествах, которые компенсируют выбросы самолетов, а затем спрятать его где-нибудь, либо перейти на самолеты, которые работают на безуглеродном топливе, например, на биотопливе.
Инженеры упорно трудились, чтобы освоить шаги, необходимые для создания солнечных фотоэлектрических систем, но затем они потеряли десятилетие, ожидая поддержки политики, которая снизила цены, чтобы создать рынок. Мы не можем позволить себе больше потерянных десятилетий.
Одна интересная возможность — использовать водород в качестве авиационного топлива. Airbus в настоящее время работает над проектами самолета с водородным двигателем, который, по ее словам, будет коммерчески использоваться в 2035 году. Большая часть сегодняшнего водорода явно вредна для климата, поскольку он производится из ископаемого газа метана в процессе, который выделяет CO 2 .Но производство чистого водорода — горячая тема для исследований, и 200-летний метод электролиза воды, в котором H 2 O расщепляется на кислород и газообразный водород, приобретает новый вид. Если низкоуглеродное электричество используется для электролиза, полученный чистый водород можно использовать для производства химикатов, материалов и синтетического топлива.
Политика, особенно в Европе, Япония и Австралия продвигают вперед исследования водорода. Например, Евросоюз опубликовал амбициозную стратегию в отношении 80 гигаватт мощностей в Европе и соседних странах к 2030 году.Инженеры могут помочь снизить цены; первая цель — достичь 2 долларов за килограмм (с примерно 3 долларов до 6,50 долларов за килограмм сейчас), и в этот момент чистый водород будет дешевле, чем сочетание природного газа с улавливанием и секвестрацией углерода.
Безопасный для климата водород также может привести к еще одному великому достижению: обезуглероживанию производства металлов. Каменный век уступил место железному веку только тогда, когда люди выяснили, как использовать энергию для удаления кислорода из металлических руд, обнаруженных в природе.В Европе вырубили лес частично, чтобы получить древесный уголь для сжигания в тиглях, где мастера по металлу нагревали железную руду, поэтому это считалось экологической победой, когда они перешли с древесного угля на уголь в 18 веке. Сегодня, благодаря углеродному рынку Европейского Союза, инженеры пилотирование новых захватывающих методов удаления кислорода из металлической руды с использованием водородных и электродуговых печей.
Предстоит еще проделать большую работу по обезуглероживанию производства электроэнергии и производству чистого топлива.Во всем мире люди используют примерно один зеттаджоуль в год — это 10 21 джоулей в год. Удовлетворение этого спроса без дальнейшего содействия изменению климата означает, что нам придется резко ускорить внедрение источников энергии с нулевым выбросом углерода. Например, для обеспечения 1 ZJ в год только солнечными батареями потребуется покрыть панелями примерно 1,6% площади суши в мире. Выполнение этого с помощью одной только ядерной энергии потребовало бы строительства трех 1-гигаваттных станций каждый день в период с настоящего момента до 2050 года.Ясно, что нам нужен ряд экономичных и экологически безопасных вариантов, особенно в свете значительных региональных различий в ресурсах.
Пока мы рассматриваем эти варианты, нам также необходимо убедиться, что эти источники энергии являются стабильными и надежными. Критически важные инфраструктуры, такие как больницы, центры обработки данных, аэропорты, поезда и очистные сооружения, нуждаются в круглосуточном электроснабжении. (Google, например, настойчиво стремится к безуглеродной энергии в режиме 24/7 для своих дата-центры к 2030 году.) Большинство крупных промышленных процессов, таких как производство стекла, удобрений, водорода, синтезированного топлива и цемента, в настоящее время рентабельны только тогда, когда заводы работают почти непрерывно и часто требуют высокотемпературного технологического тепла.
Чтобы обеспечить стабильную безуглеродную электроэнергию и технологическое тепло, мы должны рассмотреть новые формы ядерной энергетики. в Новая политика Соединенных Штатов и Канады поддерживает передовые разработки и лицензирование ядерной энергетики. Десятки передовых компаний, занимающихся делением ядерных материалов, предлагают инженерам множество интересных задач, таких как создание отказоустойчивого топлива, которое становится менее реактивным по мере нагрева.Другие возможности можно найти в разработке реакторов, которые рециркулируют отработавшее топливо для уменьшения количества отходов и потребностей в горнодобывающей промышленности или разрушают долгоживущие компоненты отходов с помощью новых технологий трансмутации.
Инженерам, которых тянет к действительно сложным заданиям, стоит подумать о ядерный синтез, где проблемы включают контроль плазмы, в которой происходит термоядерный синтез, и достижение чистой выходной электрической мощности. Соревнование этого десятилетия в области передовых технологий ядерной энергетики может привести к появлению победителей, которые воодушевят инвесторов, а новый раунд политики может подтолкнуть эти технологии вниз по кривой затрат, избегая потерянного десятилетия для передовой ядерной энергетики.
Водород может играть решающую роль в безуглеродной энергетической системе, поскольку возобновляемые источники энергии и атомная энергия обеспечивают большую долю электроэнергии. Водород можно использовать в качестве сырья для производства синтетического топлива, которое может заменить ископаемое топливо. Водород также можно использовать непосредственно в качестве топлива или сырья для декарбонизации промышленных процессов, что требует некоторой новой распределительной и промышленной инфраструктуры. Источник: Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии США
Глобальный климат сохранение — идея, которую инженеры должны любить, потому что она открывает новые области и возможности карьерного роста.Климат Земли имеет разомкнутый цикл более 4 миллиардов лет; нам повезло, что резко колеблющийся климат нашей планеты был необычайно стабильным на протяжении 10 000 лет, когда возникла и процветала современная цивилизация. Мы считаем, что человечество скоро начнет обматывать контур управления климатом Земли, проектируя и внедряя контролируемые изменения, которые сохранят климат.
Основная причина сохранения климата — избежать необратимых климатических изменений. Таяние ледникового покрова Гренландии могло поднимет уровень моря на 6 метров, иначе безудержное таяние вечной мерзлоты может привести к выбросу парниковых газов, которые увеличат глобальное потепление.Ученые согласны с тем, что продолжение неконтролируемых выбросов вызовет такие переломные моменты, хотя есть неуверенность в том, когда это произойдет. Экономист Нордхаус, применяя консервативный принцип предосторожности к изменению климата, утверждает, что эта неопределенность оправдывает более ранние и более масштабные климатические меры, чем если бы пороговые значения переломных моментов были точно известны.
Мы верим в активное удаление углекислого газа, потому что альтернатива слишком мрачна и слишком дорога.Некоторые подходы к удалению и связыванию углекислого газа технически осуществимы и в настоящее время судят. Другие, такие как удобрение океана водорослями и планктоном, вызвали разногласия, когда их пытались предпринять в ранних экспериментах, но нам также нужно узнать больше об этом.
В Рекомендация Межправительственной группы экспертов по изменению климата об ограничении потепления на уровне 1,5 ° C требует сокращения чистых глобальных выбросов почти вдвое к 2030 году и до нуля к 2050 году, но страны не делают необходимых сокращений выбросов.(Под чистыми выбросами мы подразумеваем фактические выбросы CO 2 за вычетом CO 2 , которые мы извлекаем из воздуха и улавливаем.) По оценкам IPCC, достижение целевой пиковой температуры 1,5 ° C и со временем извлечение CO 2 концентраций до 350 ppm на самом деле требует отрицательных выбросов более 10 Гт CO 2 в год в течение нескольких десятилетий — и это может потребоваться до тех пор, пока в атмосфере останутся клопы, которые продолжают выделять CO 2 .
С помощью инструмента моделирования климата En-ROADS любой может разработать сценарии для решения проблемы изменения климата. В частично показанный здесь сценарий достигает целей ограничения выбросов и потепления. Это достигается за счет максимальных возможных изменений в энергоснабжении, достижений в области энергоэффективности и электрификации, а также повсеместного удаления и связывания углерода. Источник: En-ROADS
Инструмент En-ROADS, который можно использовать для моделирования воздействия стратегий смягчения последствий изменения климата, показывает, что ограничение потепления до 1.5 ° C требует максимального использования всех вариантов связывания углерода, включая биологические средства, такие как лесовозобновление, и новые технологические методы, которые еще не являются рентабельными.
Нам нужно изолировать CO 2 , частично, чтобы компенсировать деятельность, которая не может быть обезуглерожена. Цемент, например, имеет самый большой углеродный след из всех искусственных материалов, создавая около 8 процентов глобальных выбросов. Цемент производится путем нагревания известняка (в основном кальцита или CaCO 3 ) для получения извести (CaO).При производстве 1 тонны цементной извести выделяется около 1 тонны CO 2 . Если бы все выбросы CO 2 от производства цемента улавливались и закачивались под землей по цене 80 долларов за тонну, по нашим оценкам, 50-фунтовый мешок (около 23 кг) бетонной смеси, одним из компонентов которой является цемент, будет стоить примерно на 42 цента больше. Такое изменение цен не остановит людей от использования бетона и не приведет к значительному увеличению затрат на строительство. Более того, газ, выходящий из дымовых труб на цементных заводах, богат CO 2 по сравнению с разбавленным количеством в атмосфере, что означает, что его легче улавливать и хранить.
Улавливание выбросов цемента будет хорошей практикой, поскольку мы готовимся к большему увеличению удаления 2000 Гт CO. 2 прямо из атмосферы в течение следующих 100 лет. В этом заключается одна из самых больших проблем века для ученых и инженеров. В недавней статье Physics Today оценивается стоимость прямого улавливания атмосферного CO 2 в диапазоне от 100 до 600 долларов за тонну. Этот процесс является дорогостоящим, поскольку требует большого количества энергии: прямой захват воздуха включает нагнетание огромных объемов воздуха над сорбентами, которые затем нагреваются для выделения концентрированного CO 2 для хранения или использования.
Нам нужен ценовой прорыв в области улавливания и связывания углерода, который будет конкурировать с тем, что мы видели в ветроэнергетике, солнечной энергии и батареях. Мы оцениваем это в 100 долларов за тонну, удалив эти 2000 Гт CO. 2 будет составлять примерно 2,8 процента мирового ВВП за 80 лет. Сравните эту стоимость с потерями, связанными с переломным моментом в изменении климата, который невозможно отменить никакими расходами.
В принципе, подземных скальных образований достаточно, чтобы хранить не только гигатонны, но и тератонны CO 2 .Но масштаб необходимого секвестрации и безотлагательная необходимость в нем требуют нестандартного мышления. Например, массовое и дешевое удаление углерода может быть возможным при помощи природы. Во время каменноугольного периода нашей планеты, 350 миллионов лет назад, природа улавливала столько углерода, что она уменьшила содержание CO 2 в атмосфере с более чем 1000 ppm до нашего доиндустриального уровня в 260 ppm (и при этом образовала уголь). Механизм: растения развили волокнистый углеродсодержащий материал лигнин для своих стеблей и коры за миллионы лет до того, как другие существа разработали способы его переваривания.
Теперь представьте, что океан поглощает и почти полностью перерабатывает около 200 Гт CO. 2 в год. Если бы мы могли предотвратить 10 процентов этого повторного выброса в течение 100 лет, мы бы достигли цели по секвестированию 2 000 Гт CO 2 . Возможно, какое-то существо в пищевой цепи океана могло бы быть изменено, чтобы выделять органический биополимер, такой как лигнин, который трудно метаболизировать, который оседает на морском дне и улавливает углерод. Фитопланктон быстро размножается, предлагая быстрый путь к огромным масштабам.Если наше наследие решения проблемы изменения климата — это несколько миллиметров неудобоваримых, богатых углеродом фекалий на дне океана, нас это устроит.
Наши первые битвы в войне с изменением климата требуют, чтобы инженеры работали над существующими технологиями, которые можно масштабно масштабировать. Но чтобы выиграть войну, нам потребуются и новые технологии.
Изменение радиационного воздействия — то есть отражение большего количества солнечного света в космос — можно использовать как временную и временную меру для ограничения потепления, пока мы не добьемся снижения уровней CO в атмосфере. 2 .Такие усилия позволят избежать наихудших физических и экономических последствий повышения температуры и будут выведены из эксплуатации после того, как кризис пройдет. Например, мы могли бы уменьшить образование инверсионных следов от самолетов, которые задерживают тепло, и сделать крыши и другие поверхности белыми, чтобы отражать больше солнечного света. Эти две меры, которые могут снизить ожидаемое нами планетарное потепление примерно на 3 процента, помогут общественности лучше понять, что наши коллективные действия влияют на климат.
Есть более амбициозные предложения, которые отражали бы больше солнечного света, но есть много споров о положительных и отрицательных последствиях таких действий.Мы считаем, что наиболее ответственный путь вперед для инженеров, химиков, биологов и экологов — это проверить все варианты, особенно те, которые могут иметь значение в планетарном масштабе.
Мы не утверждаем, что знаем, какие технологии предотвратят мир-антиутопию, который теплее на 2 ° C. Но мы искренне верим, что мировые инженеры могут найти способы доставить десятки тераватт безуглеродной энергии, радикально обезуглерожить промышленные процессы, изолировать огромное количество CO. 2 , и временно отклонить необходимое количество солнечного излучения.Эффективное использование политики, поддерживающей достойные инновации, может помочь внедрить эти технологии в ближайшие три или четыре десятилетия, что позволит нам уверенно продвигаться по пути к стабильной и пригодной для жизни планете. Итак, инженеры, приступим к работе. Создаете ли вы машины, разрабатываете алгоритмы или анализируете числа, занимаетесь ли вы биологией, химией, физикой, компьютерами или электротехникой, у вас есть своя роль.
Мнения, выраженные здесь, принадлежат исключительно авторам и не отражают позицию Google или IEEE.
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 (s) + 3O 2 (g) + 6H 2 O (l) → 4Al (OH) 3 (s)
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.
Lithium-Air Battery — обзор
1.2.3 Литий-воздушные батареи
Литий-воздушные батареи состоят из литий-металлических анодов, электрохимически связанных с кислородом воздуха 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. Электроэнергия 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 литий-воздушной ячейки в чистом газообразном кислороде с использованием катализатора на основе оксида марганца. Ячейка могла обеспечить дополнительную энергию за пределами 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 ячейки с высоким напряжением, а также большое преимущество литий-воздушной системы.
Другими преимуществами литий-воздушной системы являются максимальная 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 можно изменить, если на воздушном катоде (также известном как газодиффузионный электрод) присутствуют различные катализаторы. 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 катализатором из оксида марганца обеспечивает 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, тем самым 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 элемента. Другие исследованные катализаторы имеют недостатки по одному или нескольким из перечисленных выше элементов.Различные катализаторы также влияют на скорость разряда элемента. Другие катализаторы могут иметь преимущества в других условиях или с анодами из других металлов.
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.
Воздушно-цинковая батарея: советы и рекомендации
Если вы пользуетесь слуховыми аппаратами, вы можете знать 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-цинковой батареи сильно отличается от работы 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 об аккумуляторе
Перед тем, как вставить аккумулятор 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 батареи 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 дышать
Когда 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 у вас есть 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 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 цинково-воздушной батарее цинк и кислород из воздуха работают вместе, обеспечивая стабильный уровень мощности, что делает ее идеальной батареей 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!
Авиаперевозка литий-ионных аккумуляторов | ООО «ПАГ»
Авиаперевозка литий-ионных аккумуляторов
Клиенты должны знать, что они рискуют конфисковать их литий-ионные аккумуляторы при регистрации в аэропорту, если они путешествуют с аккумуляторами, НЕ прошедшими независимую проверку на соответствие стандартам ООН, как того требуют органы воздушного транспорта, или если они не соблюдайте правила относительно номинальной емкости аккумулятора в ватт-часах.
Международная ассоциация воздушного транспорта (ИАТА) совместно с Международной организацией гражданской авиации (ИКАО) и Организацией Объединенных Наций (ООН) установили четко определенные правила в отношении воздушной перевозки литий-ионных аккумуляторов.
Текущая редакция Правил перевозки опасных грузов ИАТА требует тестирования каждого типа литий-ионной батареи, а не только отдельных элементов, чтобы убедиться, что конструкция и конструкция соответствуют строгим нормам ООН. Ограничения также налагаются на литий-ионные аккумуляторы емкостью более 100 Вт-часов.
Правила IATA затрагивают лиц, имеющих литий-ионные аккумуляторы на борту гражданских воздушных судов, и влияют на то, как они классифицируются, маркируются и упаковываются при перевозке в качестве грузового воздушного или автомобильного транспорта.
Испытания уполномоченным независимым центром — дорогостоящий процесс для производителя, но он должен гарантировать вам, что конструкция батареи соответствует правилам воздушного транспорта, а также является безопасной и соответствует высочайшим профессиональным стандартам.
ДЕКЛАРАЦИЯ PAG:
PAG Ltd. настоящим заявляет, что ее литий-ионные батареи были протестированы и сертифицированы Intertek Group PLC на соответствие требованиям Руководства ООН по испытаниям и критериям, часть III, подраздел 38.3, в соответствии с требованиями действующие правила перевозки опасных грузов IATA:
IATA DGR также заявляет, что до 20 литий-ионных аккумуляторов с индивидуальной мощностью не более 100 Вт-ч могут перевозиться в ручной клади при путешествии по воздуху.Литий-ионные батареи с индивидуальной мощностью от 100 до 160 Втч ограничены до 2 единиц на человека.
На каждой литий-ионной батарее PAG указан номер отчета об испытаниях, применимый к данной конструкции батареи, и бортовой запас, основанный на ее номинальной мощности в ватт-часах. Копии отчетов об испытаниях можно получить в PAG.
Каждая литий-ионная батарея PAG поставляется с буклетом с инструкциями, который включает сертификат воздушного транспорта и декларацию о соответствии правилам безопасности полетов.PAG рекомендует брать его с собой в поездку. Его также можно скачать здесь:
Перевозка коммерческой авиакомпанией / Личный багаж
Следующий совет поможет вам при путешествии с литий-ионными аккумуляторами:
- Литий-ионные аккумуляторы, отправляемые в качестве груза, запрещены на гражданских самолетах с 1 апреля 2016 года.
- Литий-ионные аккумуляторы нельзя перевозить в грузовом отсеке, если они не прикреплены к камере или оборудованию, для питания которого они предназначены.Емкость подключенного аккумулятора не должна превышать 100 Втч.
- Запасные литий-ионные аккумуляторы необходимо перевозить в ручной клади.
- Человек может взять на борт в ручной клади до 20 литий-ионных аккумуляторов емкостью не более 100 Вт-ч (в зависимости от условий оператора и штата).
- Литий-ионные аккумуляторы емкостью более 100 Втч, но менее 160 Втч, в ручной клади можно разместить не более 2 единиц на человека. Например, бригада из 3 человек может разделить норму между ними и взять в общей сложности 6 батарей (по 2 каждая) в этом диапазоне емкости.
- Литий-ионные батареи емкостью более 160 Вт-ч запрещены для использования в гражданских воздушных судах, если только не было получено освобождение штата (например, оператор CAA / FAA).
- Вы можете летать только с литий-ионными аккумуляторами, которые были протестированы в соответствии со стандартами ООН независимым органом и произведены компанией, у которой есть программа контроля качества, например ISO 9001
- ВНИМАНИЕ: аккумуляторы не подходят. должны быть разряжены до 30% SoC для перевозки в качестве личного багажа, это требование только для грузовых перевозок.Для литий-ионных аккумуляторов, перевозимых в качестве личного багажа, нет особых требований к SoC.
PAG рекомендует клиентам также уточнить у выбранного оператора связи, чтобы определить местные правила и политику перед поездкой.
Литий-ионные аккумуляторы PAG полностью защищены от короткого замыкания и перегрузки по току. Тем не менее, рекомендуется убедиться, что они явно безопасны и внушают доверие персоналу регистрации в аэропорту:
- Оберните контакты изолентой.
- Поместите каждую батарею в пластиковый пакет.
- Надежно и надежно упакуйте аккумуляторы в ручную кладь.
- Имейте при себе копию сертификата PAG Air Transport Certificate, поставляемого с каждой литий-ионной батареей PAG, в буклете с инструкциями (или загрузите его по ссылке выше).
Перевозки как грузовые воздушные, автомобильные и морские перевозки
Литий-ионные батареипри транспортировке воздушным, автомобильным или морским транспортом классифицируются как опасные грузы и подлежат специальной сертификации упаковки и одобрению внешних специалистов.
- Авиагрузовые перевозки литий-ионных аккумуляторов с пассажирских самолетов запрещены с 1 апреля 2016 года.
- Авиационные органы должны пройти обучение и получить разрешение для упаковки любых более 2 литий-ионных аккумуляторов емкостью 100 Втч или меньше, для грузовых авиаперевозок.
- Курьеры, такие как DHL, FedEx, TNT и UPS, должны пройти аудиторскую проверку и получить разрешение, прежде чем они примут ваш грузовой самолет с литий-ионными аккумуляторами.
- Литий-ионные аккумуляторы для грузовых авиаперевозок должны иметь уровень заряда не более 30% для транспортировки.
- Литий-ионные аккумуляторы емкостью не более 100 Вт · ч при отправке более 10 кг требуют упаковки, проверенной ООН.
- Все поставки литий-ионных аккумуляторов емкостью более 100 Втч требуют упаковки, проверенной ООН.
- Перевозка литий-ионных аккумуляторов автомобильным транспортом ограничена 333 кг на грузовик.
Для получения дополнительной информации о доставке литий-ионных аккумуляторов посетите веб-сайт IATA:
http: //www.iata.org / whatwedo / cargo / dgr / Pages / lithium-battery.aspx
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.
Основной 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 вольта вырабатываются с солью 0,7 вольт на элемент. Будьте очень осторожны, экспериментируя с электролитами KOH или NaOH, использовать перчатки и защитные очки)
Research Connection:
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 порошкообразного состояния
- .Лента из медной фольги 5 ”с токопроводящим клеем
- Соленая вода (насыщенная) с небольшим содержанием карбоната натрия (стиральная сода)
- Контейнер из пенопласта
- Клипсы
Процедура:
Конструкция ячейки чашки
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.
- Вырежьте квадрат 6 дюймов из алюминиевой фольги, пластины или алюминиевой банки. Отшлифуйте банку, чтобы удалить краску и пластиковый барьер с внутренней стороны.
- Положите алюминий на мягкую поверхность и проделайте в нем отверстия, чтобы воздух мог проникнуть внутрь.
- Добавьте квадрат бумажного полотенца диаметром 6 дюймов поверх алюминия.
- 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.
- Поместите медную полоску в центр насыпи так, чтобы она не касалась дна и выступала на 2 дюйма сверху.
- Сложите бумажное полотенце поверх стопки угля внизу, чтобы она не выпала позже.
- 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.
- Поместите аккумулятор в пластиковый стаканчик.
- Залейте насыщенный солевой электролит в угольную сердцевину до тех пор, пока у вас не останется около 1 дюйма на дне чашки.
- Подключите зажимы к центральному медному проводу и к верхней части алюминиевой трубки, а затем к электросчетчику.
- Соедините несколько чашеобразных 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
Тонкая батарея сэндвич-конструкции
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.
- Вырежьте квадраты пенополистирола размером 1 дюйм из противней для мяса, алюминиевой фольги, пластин или алюминиевых банок, которые были отшлифованы. Поместите алюминиевый квадрат поверх квадрата из пенопласта.
- 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
- Отрежьте фильтровальную бумагу или бумажное полотенце толщиной 1 дюйм и поместите это в середину алюминиевого квадрата, стараясь не выступать за край.
- 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.
- Сложите несколько ячеек вместе. На дне воды есть длинная алюминиевая полоса, которая выступает в качестве контакта. Сверху есть квадрат из пенопласта и длинная медная полоса в качестве проводника. Аккуратно свяжите стопку резинкой.
- Подключите медную фольгу вверху и алюминиевую фольгу внизу с помощью зажимов к светодиоду и / или электросчетчику. 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?
Ресурсы
- Википедия http: // en.wikipedia.org/wiki/Aluminium%E2%80%93air_battery
- 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
- Содействие инновациям посредством активного обучения, вдохновленного Багдадской батареей
- Сюй Лу и Франклин Анариба
- Журнал химического образования 2014 91 (11), 1929-1933
- Алюминий — Воздушный аккумулятор
- Модесто Тамес и Джули Х.Yu
- Журнал химического образования 2007 84 (12), 1936A
Батарея - 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.

В системах автономного отопления через время воздуха не остается, однако, если теплоноситель постоянно обновлять, проблема будет появляться снова и снова.