Нужны ли батареи при водяном теплом поле


Нужны ли радиаторы в дополнение к теплым полам

Часто возникает вопрос, нужны ли радиаторы, если в доме имеются водяные теплые полы. Сможет ли водяной теплый пол самостоятельно отапливать дом или квартиру, чтобы в комнатах было комфортно?

Дополнительные траты на установку батарей нести никто не хочет. Но почему тогда их все равно устанавливают?

Далее подробней рассмотрим особенности современного отопления в частных домах и квартирах, и применение указанных систем совместно и раздельно.

Теплопотери дома вычисляют специалисты

Точные теплопотери дома или квартиры могут определить только специалисты, проведя расчеты. Такие услуги не дешевы, при частном строительстве, часто не проводятся вообще.

Для выбора отопительных приборов, в том числе и для принятия решения о конструкции теплых полов, руководствуются приблизительными «прикидками» по теплопотерям и опытом строительства в регионе. При этом, как правило, критической ошибки в выборе мощности отопительных приборов не возникает.

  • Теплопотери в доме будут напрямую зависеть от климата региона.
  • Также теплопотери будут зависеть от степени утепленности здания.

Определение мощности отопления для комнат

Для среднеутепленного дома в центральном регионе, где зимы довольно суровые, считается, что теплопотери составляют около 1 кВт на 10 м кв. площади. Но для каждой комнаты эти значения корректируются.

  • Для комнат не имеющих наружных стен теплопотери принимаются равными нулю и отопительные приборы там не устанавливаются.
  • Для комнаты с неширокой наружной стеной и одним окном значение умножают на 1,1.
  • Если наружная стена называется «широкая» или окно побольше, — то 1,2.
  • Если два окна — то 1.4.
  • Для комнат с 2-мя наружными стенами с 2 — 3 окнами — 1,4 — 1,6.

Но угол – самая холодная часть комнаты. И оперировать площадью не совсем корректно. Для маленьких угловых комнат лучше принимать коэффициент 2,0, для больших уменьшать до 1,3.

Так, для комнаты 25 м кв. с двумя наружными стенами мощность отопления может быть принята приблизительно как 3,7 кВт.

Сравним значения с мощностью теплого пола.

Какая мощность у теплого пола

Теплоотдача теплого пола будет зависеть от его температуры. Наивысшей комфортной температурой считается +28 градусов, при которой покрытие не будет казаться слишком теплым.

С такой температурой отдача энергии теплого пола может составить 70 — 80 Вт с метра квадратного. Следовательно, для комнаты в примере, теплоотдача от пола, без его перегрева может составить 2,3 кВт. Что значительно меньше чем принятые нами теплопотери 3,7 кВт, для «не сильно утепленной» угловой комнаты средних размеров, находящейся в «прохладном регионе».

Чтобы несколько увеличить теплоотдачу, не допустить остывания пола в холодных зонах возле наружных стен, там уменьшают шаг укладки трубопровода до 10 см.

Какая теплоотдача полов на практике

При повышении температуры напольного покрытия до 32- 33 градусов можно получить теплоотдачу в 100 Вт и больше. Но при этом покрытие будет казаться «горячим», длительно находится на нем не комфортно. Подобная температура полов считается приемлемой в комнатах где бывают редко — в прихожей и в санузле.

На практике в жилых комнатах, после того как «наиграются с горячими полами», устанавливают комфортную температуру — +20 — +28 градусов, — для длительного пользования.

Также в реальности часть поверхности обогреваемого пола закрывается низкой мебелью — шкафами, стенками, тумбочками, диванами, кроватями. И эта площадь в нагреве не участвует и не учитывается. Имеются комнаты, где не загроможденное пространство составляет менее половины от общей площади. А это значит, что в нашем примере от полученной мощности можно отнять еще процентов 25 и в результате для комнаты 25 м кв. – только 1,8 кВт, — недостаточно для холодного периода года.

Восполнение недостающей мощности радиаторами

Мощность одной секции радиатора указывается производителем. Отдаваемая мощность несколько ниже, так как температура радиаторов будет меньше от паспортной (90 град).

Обычно мощность одной секции алюминиевого (биметаллического) радиатора с расстоянием межу патрубками в 500 мм принимают как 160 Вт. Для нашего примера, чтобы компенсировать 3,7 кВт, нужно установить 3 радиатора по 8 секций под каждое окно.

Чаще устанавливают с запасом для возможности быстрого нагрева комнаты и более выгодного низкотемпературного отопления, — 3 радиатора по 10 – 12 секций.

Мощности теплых полов недостаточно

Мощности теплых полов при их реальной максимальной комфортной температуре, как правило, не хватает по теплопотерям имеющихся домов для большинства наших регионов. Этот недостаток должен восполнятся радиаторной системой отопления.

Из практики известно, что отопление только лишь теплыми полами возможно в регионах (в странах) с теплым мягким климатом, — в Европе, а ближе к нам — в Молдове, на Кавказе, в Крыму, в Средней Азии…При этом дома должны быть утеплены в соответствии с нормативами.

Все что севернее, а тем более плохо утеплено, нуждается в дополнительной радиаторной системе.
Дополнительно по теме — выбор мощности радиаторов для дома

Нагреваемый пол — для комфорта

Из опыта эксплуатации теплых полов известно, что большинству жильцов ощущение теплого пола нравится лишь только в первоначальный период эксплуатации этого отопительного прибора. На первых порах на обогреваемых полах скорее интересно, чем удобно, посидеть, полежать, устроить игру с детьми… В дальнейшем же ощущение тепла под ногами становится помехой, раздражающим фактором. Особенно может мешать разогревание кровати.

Большинство жильцов со временем уменьшают температуру теплого пола, чтобы он стал незаметным, не привлекал бы к себе внимание. Поэтому комфортной эксплуатируемой температурой является индивидуальный выбор, — кому-то нравится некоторое ощущение прохлады и настраивается на +22 градуса, кто-то предпочтет более теплые +26 градусов, — чтобы дети ощущали тепло….

При этом теплоотдача от теплого пола уменьшается до 30 – 50 Вт с метра квадратного.
Это означает, что в комнатах с внутрипольным обогревом нужна радиаторная система отопления номинальной мощности.

Нагреваемые полы выполняют роль скорее комфортообразующую, а не отопительную. Радиаторы как были, так и остаются главными отопительными приборами.

Влияние теплоемкости массивной стяжки

Масса стяжки водяного теплого пола толщиной 8 см на 100 м квадратных достигает 20 тонн и больше. Это весьма теплоемкий отопительный прибор. На его разогрев и остывание нужно значительное время – сутки и больше.
Бетонная стяжка для водяных полов

Если на улице быстро похолодало, то протопить теплым полом не получится, и некоторое время будет ощущаться недостаток тепла. Тоже самое если нужно разогреть остывший дом по приезду. Или когда открывали окна для проветривания, или двери для переноски…

Быстро разогреть воздух в помещении можно только радиаторами. С одним водяным теплым полом с массивной стяжкой оперативно реагировать на изменения погоды не получится, будет возникать дискомфорт.

В комнатах с нагреваемыми полами подбирать мощность радиаторов рекомендуется по имеющимся теплопотерям, без учета влияния этой системы Это даст возможность прогревать воздух в помещениях максимально быстро в случае необходимости.
Внутрипольный обогрев с облегченной стяжкой по лагам, как делается

Питьевая горячая вода: преимущества и риски

Хотя питьевая вода любой температуры может поддерживать общее самочувствие, считается, что питьевая горячая вода обеспечивает ряд дополнительных преимуществ для здоровья.

Люди употребляли горячие напитки тысячи лет. Народная медицинская литература полна историй о том, как горячая вода может улучшить здоровье, но исследователи только начали изучать преимущества питья горячей воды.

В этой статье рассматриваются восемь потенциальных преимуществ и теории, лежащие в их основе.

1. Здоровое пищеварение

Когда человек не пьет достаточно воды, тонкий кишечник поглощает большую часть воды, потребляемой с пищей и питьем. Это вызывает обезвоживание и затрудняет опорожнение кишечника.

Хроническое обезвоживание может вызвать соответствующий хронический запор. Запор может вызывать болезненные ощущения при дефекации и вызывать другие проблемы, включая геморрой и вздутие живота.

Питьевая горячая вода помогает расщеплять пищу быстрее, чем холодная или теплая вода.Он снижает риск запора, поддерживая регулярную дефекацию.

2. Детоксикация тела

Сторонники естественного здоровья утверждают, что горячая вода может помочь детоксикации организма. Когда вода достаточно горячая, чтобы поднять температуру тела человека, это может вызвать потоотделение. Потоотделение выводит токсины и помогает очистить поры.

3. Улучшение кровообращения

Горячая вода является сосудорасширяющим средством, то есть расширяет кровеносные сосуды, улучшая кровообращение. Это поможет расслабить мышцы и уменьшить боль.

Хотя никакие исследования не связывали напрямую горячую воду с устойчивым улучшением кровообращения, даже кратковременные улучшения кровообращения могут способствовать лучшему притоку крови к мышцам и органам.

4. Потеря веса

Исследования уже давно подтверждают идею о том, что употребление большего количества воды может помочь человеку похудеть. Частично это может быть связано с тем, что питьевая вода усиливает чувство сытости. Вода также помогает организму усваивать питательные вещества и выводить отходы.

Исследование, опубликованное в 2003 году, показало, что переход с питьевой холодной воды на горячую может увеличить потерю веса.Исследователи обнаружили, что употребление 500 мл воды перед едой увеличивает метаболизм на 30 процентов.

Повышение температуры воды до 98,6 градусов составляет 40 процентов увеличения метаболизма. Это повышение метаболизма длилось 30-40 минут после потребления воды.

5. Уменьшение боли

Горячая вода улучшает кровообращение, а также может улучшить кровоток, особенно в поврежденных мышцах. Ни одно исследование не связывало напрямую потребление горячей воды с обезболиванием.

Тем не менее, люди обычно используют тепловые пакеты и бутылки с горячей водой, чтобы уменьшить боль.Потребление горячей воды может облегчить внутреннюю боль, но важно помнить, что тепло также может усилить отек.

6. Борьба с простудой и улучшение здоровья носовых пазух

Тепло, прикладываемое к носовым пазухам, может снизить давление, вызванное простудой и аллергией на нос. Пар также помогает прочистить носовые пазухи.

Питьевая горячая вода может помочь слизистым двигаться быстрее. Это означает, что употребление горячей воды может способствовать повышению продуктивности кашля и сморкания.

7.Поощрение употребления кофе и чая

Поделиться на Pinterest Горячая вода, смешанная с чаем или кофе, может принести дополнительную пользу для здоровья.

При смешивании с кофе или чаем горячая вода может принести дополнительную пользу для здоровья. Кофе и чаи с кофеином могут обезвоживать организм, особенно в больших дозах, но они также приносят пользу для здоровья в умеренных количествах.

Исследование, опубликованное в 2017 году, связывает потребление кофе с более долгой жизнью. Другое исследование обнаружило связь между умеренным потреблением кофе и снижением риска болезни Паркинсона, некоторых видов рака, диабета 2 типа, некоторых заболеваний печени и проблем со здоровьем сердца.

Чай может снизить риск инсульта, сердечных заболеваний, диабета 2 типа и заболеваний печени. Некоторые исследования связывают чай со снижением риска рака, но результаты разнятся.

8. Снижение стресса

Успокаивающая чашка горячей воды может помочь людям справиться со стрессом и тревогой. Более раннее исследование показало, что потребление горячих жидкостей, таких как чай и кофе, может снизить стресс и уменьшить чувство тревоги.

В исследовании утверждается, что некоторые эффекты вызваны кофеином, но тепло также сыграло роль в улучшении настроения участников.

Поделиться на PinterestПить горячую воду из закрытой чашки может снизить риск ожога в результате пролитой жидкости.

Первичный риск употребления горячей воды - это ожог. Вода, которая приятно теплая на кончике пальца, может по-прежнему обжечь язык или горло. Человек должен избегать употребления воды, температура которой близка к температуре кипения, и он всегда должен делать небольшой глоток, прежде чем сделать глоток.

Питьевая горячая вода в закрытой изолированной чашке может снизить риск проливания воды и получения ожогов.

Употребление кофе или чая с кофеином может вызвать чрезмерное употребление кофеина или нервозность.

Человек может предотвратить это, ограничив количество чашек кофе или чая, которое он потребляет, или заменив напитки с кофеином простой горячей водой.

.

Почему некоторые батареи нагреваются? | Вопросы

Дэйв - Зарядка батарей не на 100% эффективна, и точно так же разрядка батарей не на 100% эффективна. Инженеры-электронщики любят думать о том, что батарея имеет сопротивление, поэтому, если вы потребляете ток от этой батареи, вы проталкиваете этот ток через определенное сопротивление, и поэтому он нагревается. Если вы закоротите батарею, в основном вытащив провод из-под батареи и подключив его к другому концу батареи, тогда сопротивления больше нигде нет - больше некуда идти, поэтому вся эта энергия будет сброшена во внутреннее сопротивление батареи, и он станет очень и очень теплым.Одна вещь, которая могла это вызвать, - это то, что ваш пульт дистанционного управления каким-то образом закоротил себя. Это могло быть в самом пульте дистанционного управления, но если вы заменили батарею, и она работала нормально, то, вероятно, нет - но она также могла быть внутри батареи. Что-то могло даже пойти не так, если кусочки металла коснулись внутренней части батареи.

Крис - Это хорошо. Похоже, что если ничего другого не виноват, возможно, в аккумуляторе возникло внутреннее короткое замыкание и произошло короткое замыкание, и он рассеивает всю энергию на себя, заставляя себя нагреваться.

Дэйв - Да, конечно, в пульте дистанционного управления, потому что пульт дистанционного управления потребляет так мало тока, что не должно быть достаточно мощности, рассеиваемой где-либо еще.

.

15 преимуществ питьевой воды и другие факты о воде

Сохранение гидратации имеет решающее значение для здоровья и благополучия, но многие люди не потребляют достаточное количество жидкости каждый день.

Около 60 процентов тела состоит из воды, и около 71 процента поверхности планеты покрыто водой.

Возможно, именно вездесущая природа воды означает, что питье в достаточном количестве каждый день не стоит на первом месте в списках приоритетов многих людей.

Краткие сведения о питьевой воде

  • Взрослые люди на 60 процентов состоят из воды, а наша кровь на 90 процентов состоит из воды.
  • Не существует общепринятого количества воды, которое необходимо употреблять ежедневно.
  • Вода необходима для почек и других функций организма.
  • При обезвоживании кожа становится более уязвимой для кожных заболеваний и образования морщин.
  • Питьевая вода вместо газированных напитков помогает похудеть.
Поделиться на PinterestВозможные преимущества питьевой воды варьируются от сохранения здоровья почек до похудания.

Для правильного функционирования все клетки и органы тела нуждаются в воде.

Вот несколько причин, по которым нашему телу нужна вода:

1. Она смазывает суставы.

Хрящи в суставах и дисках позвоночника содержат около 80 процентов воды. Длительное обезвоживание может снизить амортизирующую способность суставов, что приведет к боли в суставах.

2. Образует слюну и слизь.

Слюна помогает нам переваривать пищу и сохраняет влажность рта, носа и глаз. Это предотвращает трение и повреждение. Питьевая вода также сохраняет ротовую полость в чистоте.Употребление вместо сладких напитков также может уменьшить разрушение зубов.

3. Он доставляет кислород по всему телу.

Кровь более чем на 90 процентов состоит из воды, и кровь переносит кислород в различные части тела.

4. Улучшает здоровье и красоту кожи.

При обезвоживании кожа становится более уязвимой для кожных заболеваний и преждевременного образования морщин.

5. Он смягчает мозг, спинной мозг и другие чувствительные ткани.

Обезвоживание может повлиять на структуру и функции мозга.Он также участвует в производстве гормонов и нейротрансмиттеров. Продолжительное обезвоживание может привести к проблемам с мышлением и рассуждением.

6. Регулирует температуру тела.

Вода, которая хранится в средних слоях кожи, выходит на поверхность кожи в виде пота при нагревании тела. По мере испарения охлаждает тело. В спорте.

Некоторые ученые предположили, что, когда в организме слишком мало воды, запас тепла увеличивается, и человек менее способен переносить тепловую нагрузку.

Наличие большого количества воды в организме может снизить физическое напряжение, если тепловой стресс возникает во время упражнений. Однако необходимы дополнительные исследования этих эффектов.

7, От этого зависит пищеварительная система

Кишечник нуждается в воде для нормальной работы. Обезвоживание может привести к проблемам с пищеварением, запорам и повышенной кислотности желудка. Это увеличивает риск изжоги и язвы желудка.

8. Смывает отходы организма

Вода необходима в процессах потоотделения и удаления мочи и кала.

9. Помогает поддерживать кровяное давление.

Недостаток воды может привести к сгущению крови и повышению кровяного давления.

10. Это необходимо дыхательным путям

При обезвоживании дыхательные пути ограничиваются телом, чтобы минимизировать потерю воды. Это может усугубить астму и аллергию.

11. Обеспечивает доступность минералов и питательных веществ.

Они растворяются в воде, что позволяет им достигать различных частей тела.

12. Предотвращает повреждение почек.

Почки регулируют жидкость в организме. Недостаток воды может привести к образованию камней в почках и другим проблемам.

13. Повышает работоспособность во время упражнений.

Некоторые ученые предположили, что потребление большего количества воды может улучшить работоспособность во время напряженной деятельности.

Чтобы подтвердить это, необходимы дополнительные исследования, но в одном обзоре было обнаружено, что обезвоживание снижает производительность при занятиях продолжительностью более 30 минут.

14. Потеря веса

Вода также может помочь в похудании, если ее употреблять вместо подслащенных соков и газированных напитков. «Предварительная загрузка» воды перед едой может помочь предотвратить переедание, создавая ощущение сытости.

15. Снижает вероятность похмелья.

Во время вечеринок несладкая газированная вода со льдом и лимоном, чередующаяся с алкогольными напитками, может помочь предотвратить чрезмерное употребление алкоголя.

Вода помогает растворять минералы и питательные вещества, делая их более доступными для организма.Это также помогает удалять отходы.

Эти две функции делают воду жизненно важной для почек.

Ежедневно почки фильтруют около 120–150 литров жидкости.

Из них примерно 1-2 литра выводятся из организма в виде мочи, а остальная часть восстанавливается с кровотоком.

Вода необходима для работы почек.

Если почки не функционируют должным образом, продукты жизнедеятельности и избыток жидкости могут накапливаться внутри тела.

Нелеченная хроническая болезнь почек может привести к почечной недостаточности.Органы перестают работать, требуется диализ или трансплантация почки.

Инфекции мочевыводящих путей (ИМП) - второй по распространенности тип инфекции в организме. На их долю ежегодно приходится около 8,1 миллиона обращений к поставщикам медицинских услуг в США.

Если инфекция распространяется на верхние мочевыводящие пути, включая почки, это может привести к необратимым повреждениям. Внезапные или острые инфекции почек могут быть опасными для жизни, особенно при сепсисе.

Питье большого количества воды - простой способ снизить риск развития ИМП и помочь в лечении уже существующей ИМП.

Камни в почках влияют на работу почек. Если присутствует, может осложнить ИМП. Эти сложные ИМП, как правило, требуют более длительного лечения антибиотиками, обычно продолжительностью от 7 до 14 дней.

Основная причина образования камней в почках - недостаток воды. Люди, сообщающие о них, часто не пьют рекомендуемое дневное количество воды. Камни в почках также могут увеличить риск хронического заболевания почек.

В ноябре 2014 года Американский колледж врачей выпустил новые рекомендации для людей, у которых ранее были камни в почках.В рекомендациях говорится, что увеличение потребления жидкости для обеспечения 2 литров мочеиспускания в день может снизить риск рецидива камней как минимум наполовину без каких-либо побочных эффектов.

Обезвоживание происходит, если мы потребляем и теряем больше воды, чем поглощает организм. Это может привести к дисбалансу электролитов в организме. Электролиты, такие как калий, фосфат и натрий, помогают передавать электрические сигналы между клетками. Почки поддерживают стабильный уровень электролитов в организме при правильном функционировании.

Когда почки не могут поддерживать баланс уровней электролитов, эти электрические сигналы смешиваются. Это может привести к судорогам с непроизвольными движениями мышц и потерей сознания.

В тяжелых случаях обезвоживание может привести к почечной недостаточности, что может быть опасным для жизни. Возможные осложнения хронической почечной недостаточности включают анемию, поражение центральной нервной системы, сердечную недостаточность и ослабленную иммунную систему.

Некоторая часть воды, необходимой организму, поступает из продуктов с высоким содержанием воды, таких как супы, помидоры, апельсины, но большая часть поступает через питьевую воду и другие напитки.

Во время повседневной жизни организм теряет воду, и ее необходимо восполнить. Мы замечаем, что теряем воду из-за таких действий, как потоотделение и мочеиспускание, но вода теряется даже при дыхании.

Питьевая вода, будь то из-под крана или из бутылки, является лучшим источником жидкости для организма.

Молоко и соки также являются хорошими источниками жидкости, но напитки, содержащие алкоголь и кофеин, такие как безалкогольные напитки, кофе и пиво, не идеальны, потому что они часто содержат пустые калории.Питьевая вода вместо газированной воды может помочь с похуданием.

Ранее считалось, что напитки с кофеином обладают мочегонными свойствами, что означает, что они заставляют организм выделять воду. Однако исследования показывают, что потеря жидкости из-за напитков с кофеином минимальна.

Количество воды, необходимое каждый день, варьируется от человека к человеку в зависимости от того, насколько они активны, сколько потеют и т. Д.

Не существует фиксированного количества воды, которое необходимо употреблять ежедневно, но есть общее мнение о том, что такое здоровое потребление жидкости.

По данным Национальной академии наук, инженерии и медицины США, среднее рекомендуемое дневное потребление воды как с едой, так и с напитками составляет:

Это будет около 15,5 чашек для мужчин и чуть более 11 чашек для женщин. Однако около 80 процентов этого количества должно поступать из напитков, включая воду, а остальное - из пищи.

Это означает, что:

  • Мужчины должны выпивать около 100 унций или 12,5 стакана жидкости
  • Женщины должны выпивать около 73 унций или чуть более 9 стаканов

Свежие фрукты и овощи и все безалкогольные жидкости учитываются эта рекомендация.

Времена, когда наиболее важно пить много воды, включают:

  • при высокой температуре
  • при жаркой погоде
  • при диарее и рвоте
  • при сильном потоотделении, например, из-за к физической активности

Вот некоторые факты о воде:

  • У младенцев и детей процент воды выше, чем у взрослых. Когда рождаются младенцы, они примерно на 78 процентов состоят из воды, но к 1 году этот показатель падает до 65 процентов.
  • В жировой ткани меньше воды, чем в мышечной.
  • У мужчин больше воды, чем у женщин, в процентном отношении.

Достаточно ли мы пьем воды?

В исследовании, проведенном Центрами по контролю и профилактике заболеваний (CDC) в 2013 году, были проанализированы данные опроса Национального института рака за 2007 год о пищевых отношениях и поведении.

Из выборки 3397 взрослых исследователи обнаружили:

  • 7 процентов взрослых заявили, что не потребляли питьевую воду ежедневно
  • 36 процентов взрослых сообщили, что пьют 1-3 чашки питьевой воды в день
  • 35 процентов взрослые сообщили, что пьют 4-7 чашек питьевой воды в день
  • 22 процента взрослых сообщили о том, что они пьют 8 или более чашек в день

Люди с большей вероятностью выпивали менее 4 чашек питьевой воды в день, если они потребляли 1 чашку или меньше фруктов или овощей в день.

В исследовании измерялось только потребление питьевой воды. Жидкость можно получить из других напитков, но лучше всего вода, потому что она не содержит калорий, кофеина и спирта.

Семь процентов респондентов сообщили, что не пьют воду вообще каждый день, а те, кто пил мало воды, также потребляли меньше фруктов и овощей. Это говорит о том, что определенное количество людей рискуют своим здоровьем, не получая достаточного количества жидкости.

Даже если респонденты, сообщившие о низком уровне потребления воды, получали достаточно жидкости, вполне вероятно, что они получали бы ее из источников, которые потенциально могут нанести ущерб их здоровью иным образом.

«Биологическая потребность в воде может быть удовлетворена с помощью простой воды или продуктов питания и других напитков», - пишут авторы исследования. «Результаты предыдущих эпидемиологических исследований показывают, что потребление воды может быть обратно пропорционально количеству калорийно подслащенных напитков и другой жидкости».

.

Заряд в секундах, в последние месяцы

(Pocket-lint). Хотя смартфоны, умные дома и даже умные носимые устройства становятся все более совершенными, они все еще ограничены мощностью. Аккумулятор не совершенствовался десятилетиями. Но мы находимся на пороге революции власти.

Крупные технологические и автомобильные компании слишком хорошо осведомлены об ограничениях литий-ионных аккумуляторов.В то время как чипы и операционные системы становятся более эффективными для экономии энергии, мы все еще рассматриваем только один или два дня использования смартфона, прежде чем потребуется подзарядка.

Хотя может пройти некоторое время, прежде чем мы сможем прожить неделю жизни наших телефонов, разработка идет хорошо. Мы собрали все лучшие открытия в области аккумуляторов, которые могут быть с нами в ближайшее время, от беспроводной зарядки до сверхбыстрой 30-секундной подзарядки. Надеюсь, скоро вы увидите эту технологию в своих гаджетах.

Литий-ионная батарея без кобальта

Исследователи из Техасского университета разработали литий-ионную батарею, в которой в качестве катода не используется кобальт.Вместо этого он переключился на высокий процент никеля (89 процентов), используя марганец и алюминий в качестве других ингредиентов. «Кобальт - наименее распространенный и самый дорогой компонент в катодах аккумуляторных батарей», - сказал профессор Арумугам Мантирам, профессор кафедры машиностроения Уолкера и директор Техасского института материалов. «И мы полностью устраняем это». Команда заявляет, что с помощью этого решения они преодолели общие проблемы, обеспечив длительный срок службы батареи и равномерное распределение ионов.

SVOLT представляет батареи для электромобилей, не содержащие кобальта.

Несмотря на то, что свойства электромобилей по снижению выбросов широко распространены, все еще существуют разногласия по поводу аккумуляторов, особенно по поводу использования таких металлов, как кобальт.Компания SVOLT, штаб-квартира которой находится в Чанчжоу, Китай, объявила о производстве безкобальтовых батарей, предназначенных для рынка электромобилей. Помимо сокращения содержания редкоземельных металлов, компания заявляет, что они обладают более высокой плотностью энергии, что может привести к дальности действия до 800 км (500 миль) для электромобилей, а также продлить срок службы батареи и повысить безопасность. Мы не знаем, где именно мы увидим эти батареи, но компания подтвердила, что работает с крупным европейским производителем.

Тимо Иконен, Университет Восточной Финляндии

На шаг ближе к литий-ионным батареям с кремниевым анодом

Стремясь решить проблему нестабильного кремния в литий-ионных батареях, исследователи из Университета Восточной Финляндии разработали метод производства гибридного анода. , используя микрочастицы мезопористого кремния и углеродные нанотрубки. В конечном итоге цель состоит в том, чтобы заменить графит в качестве анода в батареях и использовать кремний, емкость которого в десять раз больше. Использование этого гибридного материала улучшает характеристики батареи, в то время как силиконовый материал устойчиво производится из золы шелухи ячменя.

Университет Монаша

Литий-серные аккумуляторы могут превзойти литий-ионные, снизить воздействие на окружающую среду

Исследователи из Университета Монаша разработали литий-серные аккумуляторы, способные питать смартфон в течение 5 дней, превосходя литий-ионные. Исследователи изготовили эту батарею, имеют патенты и интерес производителей. У группы есть финансирование для дальнейших исследований в 2020 году, заявив, что дальнейшие исследования автомобилей и использования сетей будут продолжены.

Утверждается, что новая технология аккумуляторов оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем литий-ионные, и снижает производственные затраты, при этом предлагая возможность питания автомобиля на 1000 км (620 миль) или смартфона в течение 5 дней.

Аккумулятор IBM получен из морской воды и превосходит по своим характеристикам литий-ионный

IBM Research сообщает, что они обнаружили новый химический состав аккумулятора, который не содержит тяжелых металлов, таких как никель и кобальт, и потенциально может превзойти литий-ионные. IBM Research утверждает, что этот химический состав никогда раньше не использовался в комбинации в батареях и что материалы можно извлекать из морской воды.

Производительность аккумулятора многообещающая, при этом IBM Research заявляет, что он может превзойти литий-ионный в ряде различных областей - он дешевле в производстве, он может заряжаться быстрее, чем литий-ионный, и может иметь как более высокую мощность. и плотности энергии.Все это доступно в аккумуляторах с низкой горючестью электролитов.

IBM Research отмечает, что эти преимущества сделают ее новую технологию аккумуляторов подходящей для электромобилей, и вместе с Mercedes-Benz, среди прочих, компания работает над превращением этой технологии в жизнеспособную коммерческую батарею.

Panasonic

Система управления батареями Panasonic

В то время как литий-ионные батареи повсюду и их количество растет, управление этими батареями, включая определение того, когда у них закончился срок службы, затруднено.Panasonic, работая с профессором Масахиро Фукуи из Университета Рицумейкан, разработала новую технологию управления батареями, которая значительно упростит отслеживание батарей и определение остаточной стоимости литий-ионных в них.

Panasonic заявляет, что ее новую технологию можно легко применить с изменением системы управления батареями, что упростит мониторинг и оценку батарей с несколькими составными ячейками, которые вы можете найти в электромобиле. Panasonic считает, что эта система поможет продвинуться в направлении устойчивого развития, поскольку сможет лучше управлять повторным использованием и переработкой литий-ионных батарей.

Асимметричная модуляция температуры

Исследования продемонстрировали метод зарядки, который приближает нас на шаг ближе к сверхбыстрой зарядке - XFC - который направлен на пробег 200 миль электромобиля примерно за 10 минут с зарядкой 400 кВт. Одна из проблем с зарядкой - это литиевая гальваника в батареях, поэтому метод асимметричной температурной модуляции заряжает при более высокой температуре, чтобы уменьшить гальванику, но ограничивает это до 10-минутных циклов, избегая роста межфазной границы твердого электролита, что может сократить срок службы батареи.Сообщается, что этот метод снижает деградацию батареи, позволяя заряжать XFC.

Pocket-lint

Песочная батарея увеличивает время автономной работы в три раза

В этом альтернативном типе литий-ионной батареи используется кремний для достижения в три раза большей производительности, чем у нынешних графитовых литий-ионных батарей. Батарея по-прежнему литий-ионная, как и в вашем смартфоне, но в анодах используется кремний вместо графита.

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде какое-то время занимались нанокремнием, но он слишком быстро разрушается, и его трудно производить в больших количествах.Используя песок, его можно очистить, измельчить в порошок, затем измельчить с солью и магнием перед нагреванием для удаления кислорода, что приведет к получению чистого кремния. Он пористый и трехмерный, что помогает повысить производительность и, возможно, продлить срок службы батарей. Изначально мы начали это исследование в 2014 году, и теперь оно приносит свои плоды.

Silanano - стартап по производству аккумуляторов, который выводит эту технологию на рынок и получил большие инвестиции от таких компаний, как Daimler и BMW. Компания заявляет, что ее решение может быть применено к существующему производству литий-ионных аккумуляторов, поэтому оно настроено на масштабируемое развертывание, обещая прирост производительности аккумулятора на 20% сейчас или на 40% в ближайшем будущем.

Захват энергии от Wi-Fi

Хотя беспроводная индуктивная зарядка является обычным явлением, возможность захвата энергии от Wi-Fi или других электромагнитных волн остается проблемой. Однако группа исследователей разработала ректенну (антенну, собирающую радиоволны), которая представляет собой всего лишь несколько атомов, что делает ее невероятно гибкой.

Идея состоит в том, что устройства могут включать в себя эту ректенну на основе дисульфида молибдена, чтобы энергия переменного тока могла быть получена от Wi-Fi в воздухе и преобразована в постоянный ток либо для подзарядки батареи, либо для непосредственного питания устройства.Это может привести к появлению медицинских таблеток с питанием без необходимости во внутренней батарее (более безопасно для пациента) или мобильных устройств, которые не нужно подключать к источнику питания для подзарядки.

Энергия, полученная от владельца устройства

Вы можете стать источником энергии для вашего следующего устройства, если исследования TENG принесут свои плоды. TENG или трибоэлектрический наногенератор - это технология сбора энергии, которая улавливает электрический ток, генерируемый при контакте двух материалов.

Исследовательская группа из Суррейского института передовых технологий и Университета Суррея дала представление о том, как эту технологию можно использовать для питания таких вещей, как носимые устройства. Хотя мы еще далеки от того, чтобы увидеть это в действии, исследование должно дать дизайнерам инструменты, необходимые для эффективного понимания и оптимизации будущей реализации TENG.

Золотые батареи с нанопроволокой

Великие умы Калифорнийского университета в Ирвине создали треснувшие батареи с нанопроволокой, которые выдерживают много перезарядок.В результате в будущем батареи могут не разрядиться.

Нанопроволока, в тысячу раз тоньше человеческого волоса, открывает большие возможности для батарей будущего. Но они всегда ломались при подзарядке. Это открытие использует золотые нанопроволоки в гелевом электролите, чтобы этого избежать. Фактически, эти батареи были проверены на перезарядку более 200 000 раз за три месяца и не показали вообще никакой деградации.

Твердотельные литий-ионные

Твердотельные батареи традиционно обеспечивают стабильность, но за счет передачи электролита.В статье, опубликованной учеными Toyota, рассказывается об их испытаниях твердотельной батареи, в которой используются сульфидные суперионные проводники. Все это означает превосходный аккумулятор.

В результате получился аккумулятор, способный работать на уровне суперконденсатора и полностью заряжаться или разряжаться всего за семь минут, что делает его идеальным для автомобилей. Поскольку он твердотельный, это также означает, что он намного стабильнее и безопаснее, чем существующие батареи. Твердотельный блок также должен работать при температуре от минус 30 до 100 градусов Цельсия.

Электролитные материалы по-прежнему создают проблемы, поэтому не ожидайте увидеть их в ближайшее время в автомобилях, но это шаг в правильном направлении к более безопасным и быстро заряжаемым аккумуляторам.

Графеновые батареи Grabat

Графеновые батареи потенциально могут быть одними из самых лучших среди имеющихся. Grabat разработал графеновые батареи, которые могут обеспечить электромобилям запас хода до 500 миль без подзарядки.

Graphenano, компания, стоящая за разработкой, утверждает, что аккумуляторы можно полностью зарядить всего за несколько минут, и они могут заряжаться и разряжаться в 33 раза быстрее, чем литий-ионные.Разряд также важен для таких вещей, как автомобили, которым требуется огромное количество энергии для быстрого трогания с места.

Нет информации о том, используются ли аккумуляторы Grabat в настоящее время в каких-либо продуктах, но у компании есть аккумуляторы для автомобилей, дронов, мотоциклов и даже для дома.

Микро-суперконденсаторы, созданные с помощью лазера.

Rice Univeristy

. Ученые из Университета Райса совершили прорыв в создании микроконденсаторов. В настоящее время их производство дорогое, но в них используются лазеры, которые вскоре могут измениться.

При использовании лазеров для выжигания электродных рисунков на листах пластика затраты на производство и усилия значительно снижаются. В результате получается аккумулятор, который может заряжаться в 50 раз быстрее, чем нынешние аккумуляторы, и разряжаться даже медленнее, чем современные суперконденсаторы. Они даже прочные, способны работать после более чем 10 000 сгибаний во время испытаний.

Пенные аккумуляторы

Прието считает, что будущее аккумуляторов - за 3D. Компании удалось решить эту проблему с помощью своей батареи, в которой используется вспененная медь.

Это означает, что эти батареи будут не только более безопасными благодаря отсутствию горючего электролита, но также будут обеспечивать более длительный срок службы, более быструю зарядку, в пять раз более высокую плотность, будут дешевле в производстве и будут меньше, чем существующие предложения.

Prieto стремится в первую очередь помещать свои батареи в мелкие предметы, например, в носимые устройства. Но в нем говорится, что батареи можно масштабировать, чтобы мы могли видеть их в телефонах и, возможно, даже в автомобилях в будущем.

Carphone Warehouse

Складной аккумулятор похож на бумагу, но прочный

Jenax J.Аккумулятор Flex был разработан, чтобы сделать гаджеты возможными. Батарея, похожая на бумагу, складывается и является водонепроницаемой, что означает, что ее можно интегрировать в одежду и носимые устройства.

Батарея уже создана и даже прошла испытания на безопасность, в том числе ее сложили более 200 000 раз без потери производительности.

Ник Билтон / The New York Times

uBeam по воздуху зарядка

uBeam использует ультразвук для передачи электричества. Энергия преобразуется в звуковые волны, неслышимые для людей и животных, которые передаются, а затем преобразуются обратно в энергию при достижении устройства.

С концепцией uBeam наткнулась 25-летняя выпускница астробиологии Мередит Перри. Она основала компанию, которая позволит заряжать гаджеты по воздуху с помощью пластины толщиной 5 мм. Эти передатчики можно прикрепить к стенам или сделать предметами декоративного искусства, чтобы передавать энергию на смартфоны и ноутбуки. Гаджетам просто необходим тонкий приемник, чтобы принимать заряд.

StoreDot

StoreDot заряжает мобильные телефоны за 30 секунд

StoreDot, стартап, созданный на базе кафедры нанотехнологий Тель-Авивского университета, разработал зарядное устройство StoreDot.Он работает с современными смартфонами и использует биологические полупроводники, изготовленные из природных органических соединений, известных как пептиды - короткие цепочки аминокислот, которые являются строительными блоками белков.

В результате получилось зарядное устройство, способное заряжать смартфон за 60 секунд. Батарея состоит из «негорючих органических соединений, заключенных в многослойную защитную структуру, предотвращающую перенапряжение и нагрев», поэтому проблем с ее взрывом быть не должно.

Компания также объявила о планах создать аккумулятор для электромобилей, который заряжается за пять минут и предлагает запас хода до 300 миль.

Пока неизвестно, когда аккумуляторы StoreDot будут доступны в глобальном масштабе - мы ожидали, что они появятся в 2017 году, - но когда они появятся, мы ожидаем, что они станут невероятно популярными.

Pocket-lint

Прозрачное солнечное зарядное устройство

Alcatel продемонстрировал мобильный телефон с прозрачной солнечной панелью над экраном, которая позволяет пользователям заряжать свой телефон, просто поместив его на солнце.

Хотя вряд ли он появится в продаже в течение некоторого времени, компания надеется, что он каким-то образом решит повседневные проблемы, связанные с постоянным отсутствием заряда батареи.Телефон будет работать как с прямыми солнечными лучами, так и со стандартным освещением, как и обычные солнечные батареи.

Phienergy

Алюминиево-воздушная батарея обеспечивает пробег на 1100 миль без подзарядки.

Автомобиль сумел проехать 1100 миль на одной зарядке аккумулятора. Секрет этого супердиапазона заключается в технологии батареи, называемой «алюминий-воздух», которая использует кислород воздуха для заполнения своего катода. Это делает его намного легче, чем заполненные жидкостью литий-ионные батареи, что дает автомобилю гораздо больший запас хода.

Бристольская робототехническая лаборатория

Батареи с питанием от мочи

Фонд Билла Гейтса финансирует дальнейшие исследования Бристольской робототехнической лаборатории, которая обнаружила батареи, которые могут питаться от мочи. Этого достаточно, чтобы зарядить смартфон, который ученые уже продемонстрировали. Но как это работает?

Используя микробный топливный элемент, микроорганизмы собирают мочу, расщепляют ее и выделяют электричество.

Питание от звука

Исследователи из Великобритании создали телефон, который может заряжаться, используя окружающий звук в окружающей атмосфере.

Смартфон построен по принципу пьезоэлектрического эффекта. Были созданы наногенераторы, которые собирают окружающий шум и преобразуют его в электрический ток.

Наностержни даже реагируют на человеческий голос, а это означает, что болтливые мобильные пользователи могут подключать свой телефон во время разговора.

Двойная угольная батарея Ryden заряжается в 20 раз быстрее.

Power Japan Plus уже анонсировала новую технологию аккумуляторов под названием Ryden dual carbon. Он не только прослужит дольше и будет заряжаться быстрее, чем литиевые, но его можно будет производить на тех же заводах, где производятся литиевые батареи.

В аккумуляторах используются углеродные материалы, что означает, что они более устойчивы и экологически безопасны, чем существующие альтернативы. Это также означает, что батареи будут заряжаться в двадцать раз быстрее, чем литий-ионные. Они также будут более долговечными, с возможностью выдерживать до 3000 циклов зарядки, а также они более безопасны с меньшей вероятностью возгорания или взрыва.

Натрий-ионные аккумуляторы

Ученые из Японии работают над новыми типами аккумуляторов, которые не нуждаются в литии, таких как аккумулятор вашего смартфона.В этих новых батареях будет использоваться натрий, один из самых распространенных материалов на планете, а не редкий литий, и они будут в семь раз эффективнее обычных батарей.

Исследования натриево-ионных аккумуляторов ведутся с восьмидесятых годов в попытке найти более дешевую альтернативу литию. Используя соль, шестой по распространенности элемент на планете, можно сделать батареи намного дешевле. Ожидается, что в ближайшие 5-10 лет начнется коммерциализация аккумуляторов для смартфонов, автомобилей и других устройств.

Upp

Зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp

Переносное зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp уже доступно. Он использует водород для питания вашего телефона, не позволяя вам отвлекаться и оставаться экологически чистым.

Одна водородная ячейка обеспечит пять полных зарядов мобильного телефона (емкость 25 Втч на ячейку). И единственный побочный продукт - это водяной пар. Разъем USB типа A означает, что он будет заряжать большинство USB-устройств с выходом 5 В, 5 Вт, 1000 мА.

Батареи со встроенным огнетушителем

Литий-ионные батареи нередко перегреваются, загораются и даже могут взорваться.Аккумулятор в Samsung Galaxy Note 7 - яркий тому пример. Исследователи Стэнфордского университета придумали литий-ионные батареи со встроенными огнетушителями.

В батарее есть компонент, называемый трифенилфосфатом, который обычно используется в качестве антипирена в электронике, добавленный к пластиковым волокнам, чтобы помочь разделить положительный и отрицательный электроды. Если температура батареи поднимается выше 150 градусов C, пластмассовые волокна плавятся и выделяется трифенилфосфат.Исследования показывают, что этот новый метод может предотвратить возгорание аккумуляторов за 0,4 секунды.

Майк Циммерман

Батареи, защищенные от взрыва

Литий-ионные батареи имеют довольно летучий слой пористого материала жидкого электролита, расположенный между анодным и катодным слоями. Майк Циммерман, исследователь из Университета Тафтса в Массачусетсе, разработал батарею, которая имеет вдвое большую емкость, чем литий-ионные, но без присущих ей опасностей.

Батарея Циммермана невероятно тонкая, немного толще двух кредитных карт, и заменяет жидкость электролита пластиковой пленкой, которая имеет аналогичные свойства.Он может противостоять прокалыванию, измельчению и нагреванию, так как он негорючий. Еще предстоит провести много исследований, прежде чем технология сможет попасть на рынок, но хорошо знать, что существуют более безопасные варианты.

Батареи Liquid Flow

Ученые Гарварда разработали батарею, которая накапливает свою энергию в органических молекулах, растворенных в воде с нейтральным pH. Исследователи говорят, что этот новый метод позволит батарее Flow работать исключительно долгое время по сравнению с нынешними литий-ионными батареями.

Маловероятно, что мы увидим эту технологию в смартфонах и т.п., поскольку жидкий раствор, связанный с батареями Flow, хранится в больших резервуарах, чем больше, тем лучше. Считается, что они могут быть идеальным способом хранения энергии, создаваемой решениями в области возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце.

Действительно, исследование Стэнфордского университета использовало жидкий металл в проточной батарее с потенциально отличными результатами, заявляя, что напряжение вдвое выше, чем у обычных проточных батарей. Команда предположила, что это может быть отличным способом хранения непостоянных источников энергии, таких как ветер или солнце, для быстрого выпуска в сеть по запросу.

IBM и ETH Zurich разработали жидкостную проточную батарею гораздо меньшего размера, которая потенциально может быть использована в мобильных устройствах. Эта новая батарея утверждает, что может не только обеспечивать питание компонентов, но и одновременно охлаждать их. Обе компании обнаружили две жидкости, которые подходят для этой задачи, и будут использоваться в системе, способной производить 1,4 Вт мощности на квадратный см, при этом 1 Вт мощности зарезервирован для питания батареи.

Zap & Go Карбон-ионный аккумулятор

Оксфордская компания ZapGo разработала и произвела первую угольно-ионную аккумуляторную батарею, которая уже готова к использованию потребителями.Углеродно-ионный аккумулятор сочетает в себе сверхбыструю зарядку суперконденсатора с характеристиками литий-ионного аккумулятора, при этом полностью пригодный для вторичной переработки.

Компания предлагает зарядное устройство powerbank, которое полностью заряжается за пять минут, а затем полностью заряжает смартфон за два часа.

Цинково-воздушные батареи

Ученые из Сиднейского университета считают, что они придумали способ производства воздушно-цинковых батарей, который намного дешевле, чем существующие методы.Воздушно-цинковые батареи можно считать более совершенными, чем литий-ионные, поскольку они не загораются. Единственная проблема в том, что они полагаются на дорогие компоненты в работе.

Sydney Uni удалось создать воздушно-цинковую батарею без необходимости использования дорогих компонентов, а скорее с некоторыми более дешевыми альтернативами. Возможно, появятся более безопасные и дешевые батареи!

Умная одежда

Исследователи из Университета Суррея разрабатывают способ использования одежды в качестве источника энергии.Батарея называется трибоэлектрическим наногенератором (TENG), которая преобразует движение в накопленную энергию. Накопленное электричество затем можно использовать для питания мобильных телефонов или устройств, таких как фитнес-трекеры Fitbit.

Эта технология может быть применена не только к одежде, она может быть интегрирована в тротуар, поэтому, когда люди постоянно ходят по ней, она может накапливать электричество, которое затем может использоваться для питания стальных ламп или в шинах автомобиля, чтобы может привести машину в действие.

Растягиваемые батареи

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали растяжимый биотопливный элемент, который может вырабатывать электричество из пота.Говорят, что генерируемой энергии достаточно для питания светодиодов и радиомодулей Bluetooth, а это означает, что однажды он сможет питать носимые устройства, такие как умные часы и фитнес-трекеры.

Графеновая батарея Samsung.

Компания Samsung сумела разработать «графеновые шары», которые способны увеличить емкость существующих литий-ионных батарей на 45 процентов и заряжаться в пять раз быстрее, чем существующие батареи. Чтобы представить это в контексте, Samsung заявляет, что его новый аккумулятор на основе графена может быть полностью заряжен за 12 минут, по сравнению с примерно часом для текущего устройства.

Samsung также заявляет, что его можно использовать не только в смартфонах, но и в электромобилях, так как он может выдерживать температуру до 60 градусов Цельсия.

Более безопасная и быстрая зарядка существующих литий-ионных аккумуляторов

Ученые из WMG из Университета Уорика разработали новую технологию, которая позволяет заряжать существующие литий-ионные аккумуляторы до пяти раз быстрее, чем рекомендуемые пределы. Технология постоянно измеряет температуру батареи намного точнее, чем существующие методы.

Ученые обнаружили, что нынешние батареи действительно могут выходить за пределы рекомендуемых пределов, не влияя на производительность или перегрев. Может быть, нам вообще не нужны другие упомянутые новые батареи!

Написано Крисом Холлом.

.

Смотрите также