Вместо батарей теплый пол


что лучше в частном доме и экономичнее, сравнение систем

На чтение 9 мин. Обновлено

В отличие от жителей городских квартир, владельцы частных домов могут сами выбрать систему отопления. Здесь допустима установка любого обогревательного устройства — обычной батареи или тёплого пола.

Однако многих застройщиков частного жилья ставит в тупик вопрос выбора отопительной системы. Что лучше, тёплый пол или радиатор, и что эффективнее и экономичнее будет обогревать помещение, и создавать благоприятный микроклимат?

Чтобы сделать правильный выбор, нужно знать особенности и принцип работы каждой системы.

Виды тёплых полов

Тёплые полы подразделяются на водяные и электрические:

  1. Водяные — состоят из гибких труб, по которым движется нагретый до 30 — 35 градусов теплоноситель. Схема укладки магистрали бывает «змейкой» или « улиткой». Чаще монтируются под цементно бетонную стяжку. Хотя, при наличии деревянных перекрытий возможна укладка и без заливки бетона.
  • Электрические тёплые полы бывают:
  • кабельные — это провод, который может располагаться под любой поверхностью, уложенный в стяжку или между бобышками утеплителя;
  • маты — также представляет собой кабельный тип конструкции, только провод уже зафиксирован на подложке (мате) с определённым шагом;
  • инфракрасные — это плёнка с вмонтированными карбоновыми пластинами, не требуется заливка стяжки, процесс укладки простой и быстрый.

Виды радиаторов

Если рассматривать радиаторы, то они выпускаются трёх видов:

  1. Алюминиевые — самая распространённая модель. Весь корпус батареи изготовлен из алюминия, что делает её легкой и повышает уровень теплоотдачи. Единственный минус — не высокая прочность.
  2. Биметаллические — имеют алюминиевый корпус со стальной или медной сердцевиной. Наличие такой вставки придаёт изделию прочность, оно способно выдержать высокое давление и температурные перепады.
  3. Чугунные — классика, они и сегодня пользуются популярностью, хотя обладают внушительным весом и достаточно инертны. Имеют продолжительное время нагрева, но зато хорошо лучше держат и отдают тепло.

Кроме того, радиаторы подразделяются на самотечные и принудительные. Суть работы самотечной системы — прогрев воды в котле, после чего, по закону физики, она поднимается вверх по стояку и опускается при остывании.

Бывают одно и двухтрубные. В батареях с принудительным действием подразумевается наличие насоса, который способствует продвижению жидкости в трубах.

Плюсы и минусы полов

Каждая отопительная система имеет свои положительные и отрицательные стороны, и предназначена для конкретных условий, в которых она будет эффективнее функционировать, поэтому стоит с ними ознакомиться.

Смотрите видео

Зоны обогрева (голова или ноги)

Отличительная черта тёплых полов от радиаторов, заключается в способе обогрева, а это в свою очередь оказывает существенное влияние на микроклимат в помещении.

К сведению! Благоприятные условия для человека — ноги в тепле, а голова в прохладе.

У нагревательных полов обогрев помещения начинается снизу, тёплый воздух поднимается вверх, и постепенно остывает. Достигая потолок, он практически охлаждается и опускается вниз.

Но такой пол, может оказывать отрицательное действие для людей имеющих варикозное расширение вен или страдающих аллергией. Кроме того, детям на нём слишком долго находится будет жарко, так как у них циркуляция крови происходит быстрее.

Монтаж

Любые ремонтные работы создают неудобство и ощутимо «бьют» по кошельку.

Если монтировать водяную систему «тёплый пол» в частном доме, то в большинстве случаев требуется заливка стяжки. Это лучше и удобней делать на этапе строительства здания. При обустройстве такого пола в отремонтированном помещении, потребуется демонтировать половое покрытие.

После чего, можно приступать к монтажу самой тёплой конструкции, которая состоит из слоя гидро и теплоизоляции, нагревательных элементов и бетонной стяжки.

Наличие бетонного слоя требует длительное время для его застывания, около 28 дней, и лишь потом можно производить укладку финишного покрытия, и пользоваться устройством.

Стоимость самой системы «тёплый пол» и её монтаж зависит от комплектующих, и от отапливаемой площади. Важное значение имеет правильный расчёт количества контуров и шаг укладки.

Если трубы расположены слишком часто, то поверхность будет перегреваться, потребуется снизить температуру нагрева теплоносителя.

Но это экономически не выгодно, так как увеличиваются расходы на материал. Кроме того, снижается эффективность работы пола — чрезмерно длинный контур.

Экономичность эксплуатации

При использовании нагревательных полов, обогрев поверхности равномерный, прогревается воздух на расстоянии 2 метров от полового покрытия.

Это именно то пространство, в котором существует человек. Кроме того, у тёплых полов показатель теплопотерь ниже в 2 раза, чем у батареи, и составляет 10 — 15%.

Так как, укладка полов с обогревом подразумевает наличие «пирога», который не даёт теплу уходить зря через пол (теряется не более 5%), то устройство функционирует более эффективно.

Помимо этого, экономичнее расходуются энергоресурсы (на 30 — 50% чем у радиаторов), ведь происходит нагрев теплоносителя всего до 40-45°С.

Сложность ремонта

Если водяные тёплые полы в частном доме вышли их строя, то найти причину и произвести ремонтные работы сложно, ведь трубы закрыты стяжкой, которую придётся демонтировать. Это работа достаточно трудоёмкая и пыльная.

Кроме того, после устранения неполадок необходимо снова залить нагревательные элементы бетонным раствором и подождать пока он застынет. Однако, нельзя не заметить, что такие поломки происходят крайне редко.

Скорость нагрева

Нагревание водяной конструкции происходит медленно, так как сначала греется жидкость внутри трубы, потом прогревается стяжка, в которой они расположены, и только затем сам пол. Зато и остывают они, также медленно.

Однако, стоит отметить, что тёплые полу лучше и быстрее прогреют частный дом, ведь они покрывают большую площадь помещения.

Микроклимат

Важное значение при выборе системы отопления, играет не только её способность обогревать помещение, но и факторы, оказывающие влияние на самочувствие человека:

  1. Влажность воздуха. Полы с обогревом, также как любая отопительная система, сушат воздух. Рекомендовано устанавливать увлажнитель воздуха, это поможет улучшить микроклимат в помещении. Хотя, стоит отметить, что водяные тёплые полы — это устройство способное поддерживать молекулы воды на необходимом уровне, поэтому они предпочтительнее для установки.
  2. Сквозняки. Тёплые полы не создают сквозняков, в отличие от батарей, так как имеет малую конверсию (30%). Ещё одна положительная сторона отсутствия сквозняков — пыль будет разноситься меньше.
  3. Вентиляция. Если помещение обустроено приточным вентилятором, то требуется контроль входящих воздушных потоков, а тёплый пол с этой задачей не справится.

Сочетание с интерьером

Как и при любых строительных работах, напольное покрытие играет большую роль в создание гармоничного интерьера. При монтаже тёплого водяного пола в частном доме, важно не только правильно вписать его в общую стилистику помещения, но и подобрать модель, которую допустимо укладывать на систему с обогревом.

Лучший вариант —керамическая плитка, дерево не рекомендовано. Хотя есть отдельные модели, которые сочетаются с такими устройствами, они оснащены специальной маркировкой.

В остальном, тёплые водяные полы не влияют на дизайн помещения, так как спрятаны под финишным покрытием.

Плюсы и минусы батарей

Батарея давно является основным источников отопления помещений разного назначения.

Чтобы, определиться с целесообразностью их установки в частном доме, следует подробно рассмотреть все их плюсы и минусы.

Видео

https://youtu.be/jP5uQHM5M9E

Зоны обогрева (голова или ноги)

Принцип действия батарей отличается от тёплых полов, они быстро прогревают воздух, который охлаждается поднимаясь по стенам. У потолка его температура существенно снижается и он опускается в центр комнаты.  Именно эти воздушные массы и греют человека.

Стоит заметить, что распределение тепла от батареи происходит не равномерно.

Монтаж

Установка и подключение радиатора в частном доме — это более простой способ обустройства обогрева помещения, который займёт один день. Суть работы заключается:

  • в прокладывании труб;
  • установке радиатора;
  • соединение системы фитингами.

Стоимость самого монтажа обойдётся не дорого, в  сравнении с тёплыми полами.

Экономичность эксплуатации

Так как, при обогреве частного дома с помощью радиатора, самый тёплый воздух находится под потолком, а именно через него происходит большая часть теплопотерь (до 30%).

Поэтому эффективность функционирования системы снижается, а расходы на поддержание оптимальной температуры увеличиваются.

Сложность ремонта

Процесс ремонта радиаторного отопления намного проще, чем тёплого пола, ведь отопительный контур находится на виду. Исключение — если трубы замурованы в стене, но даже в этом случаи, устранить неполадку легче.

Скорость нагрева

При подключении радиатора к центральному отоплению, достаточно повернуть вентиль, и поступившая в трубы горячая вода быстро нагрет системы.

Если в частном доме индивидуальное отопление, то потребуется сначала прогреть теплоноситель в контуре, поэтому процесс займёт больше времени.

Кроме того, скорость прогрева зависит от вида радиатора. Быстрее прогреваются алюминиевые батареи, затем идут биметаллические, дольше всех греются чугунные.

Микроклимат

На комфортное существование человека в помещении влияют следующие факторы:

  1. Влажность воздуха. Как и полы с обогревом, радиаторы сушат воздух, в связи с этим, лучше устанавливать увлажнители.
  2. Сквозняки. Батареи создают сильные воздушные потоки только над собой, поэтому могут сглаживать небольшие сквозняки идущие от окна. С большими холодными воздушными массами они не справятся.
  3. Вентиляция. Для контроля потока воздуха от приточного канала, лучший выход — установка радиатора. Горячий воздух от него будет соединяться с холодным, тем самым создавая комфортные условия.

Сочетание с интерьером

С эстетической точки, батареи уступают теплым полам, так как находятся на виду, и их не загородить шкафом.

Хотя сегодня, можно приобрести более облагороженные модели, которые выглядят современно.

Совмещённое отопление — пол + батареи

Возможно совмещение двух видов отопления в частном доме, когда:

  • батареи выступают основным источником тепла, а тёплый пол — дополнительным;
  • пол с обогревом — основная отопительная система, а радиаторы — вспомогательная.

При наличии двухэтажного коттеджа, для его отопления, идеальным вариантом будет обстроить на первом этаже нагревательные полы, а на второй обогревать производить с помощью батареи.

Данная комбинация позволяет в полной мере использовать положительные стороны обеих систем, и более экономично осуществлять обогрев дома.

Что выбираем в итоге?

Однозначного ответа, на вопрос — какое отопление лучше: полы с обогревом или батареи, нет. Каждое устройство имеет своим преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать при выборе.

Если позволяют денежные средства, и вы строите дом для детей и внуком, то лучший вариант — тёплые полы. При проблеме с финансами, можно отдать предпочтение радиаторам. Ведь каждая система способна обогреть ваш дом и создать комфортную обстановку.

Видео пособия

https://youtu.be/gG1-hjn8isA

Особенности и преимущества ТЭНов теплого пола

Из названия «теплый пол» уже можно делать выводы о его назначении и необходимости использования. Сейчас они становятся все более популярными. Но стоит обратить внимание на дату установки по отзывам людей, столкнувшихся с такой системой и ее эксплуатацией.

устройство теплого пола

До раннего ознакомления с теплым полом следует изучить его конструкцию, а также возможности в процессе эксплуатации.Подразделение систем разделено на два основных типа - электрические и водяные. Каждый из них может быть адаптирован к различным условиям.

Для многоквартирных домов фактически возможен только электрический теплый пол, а водяной - только для частного дома. К тому же выделяют электрические полы с различными нагревательными элементами, которых может быть:

  • нагревательный мат. Если сказать простое слово об устройстве нагревательного мата, то это тонкий кабель, который крепится к поверхности из стеклопластика. Больше стяжки пола устраивать не требуется.Даже если на кухне установлен теплый пол. Их часто кладут под облицовку пола.
  • нагревательные кабели. Но это не стандартный кабель, так как в процессе протекания к нему электрического тока возникает система обогрева. Количество определяется на нагревательном блоке нагревательного кабеля. Отличается простотой устройства. Муфта расположена под другим углом изгиба кабеля. После подачи питания происходит его прогрев и передача тепла стяжке, а затем в квартиру.Все возможные возникающие недочеты можно устранить еще на этапе монтажа. В дальнейшем останется только радоваться качественной работе теплого пола. Один из основных моментов - стяжка пола на кухне, которая должна соответствовать требованиям технологии.
  • Специальная пленка в виде инфракрасного нагрева. Внутри пленки расположены элементы, способные проводить ток. Инфракрасное излучение выделяется по мере его прохождения, обогрева пола и воздуха в помещении. Также монтируется под напольное покрытие.

Именно эти элементы определят устройство теплого пола.

Условия эксплуатации

Перед началом монтажа системы теплого пола необходимо произвести качественное выравнивание пола на кухне. Это позволит в будущем выполнять полноценный настил любого вида напольного покрытия. Но если выполняется стяжка пола, в ней можно разместить всю систему. Пол с подогревом может нормально функционировать только при определенных условиях, к которым относятся:

  1. Утепление качественной стяжки.Тепло необходимо постоянно направлять в комнату, а не опускаться, что теряется. Если выполнить нижний слой, эффективность нагрева будет максимальной.
  2. В водяных полах с подогревом наблюдается высокое гидравлическое сопротивление. Для этого вмонтирован циркуляционный насос. Не повредит их даже несколько, снимающие нагрузку.
  3. Утепление системы теплого пола необходимо проводить по всей площади помещения. В противном случае со временем можно повредить напольное покрытие из-за недостаточной равномерности теплопередачи.
  4. Теплоноситель или кабель необходимо прокладывать с соблюдением требований по температуре, которая не должна быть выше допустимых норм. Это касается и температуры теплого пола, которая находится в пределах 28 градусов.

Благо

При эксплуатации любого вида теплого пола возникает столкновение с множеством его положительных качеств, благодаря которым он так популярен среди строителей. Температура в помещении равномерно распределяется по высоте от пола.В этом случае уровень находится в пределах нормы для человеческих ощущений. Теплая температура пола некорректна, но, следовательно, вся система гиппоаллергенная. Из базы не выделяются посторонние вещества и запахи.

уровень тепла сохраняется, а мощность и расход топлива снижается в несколько раз по сравнению с другими вариантами центрального отопления. Полы с подогревом на кухне не создают лишних проблем при эксплуатации и не портят интерьер помещения.Система скрыта в полу, незаметна, но есть преимущества.

Для отдельных помещений теплый пол создает определенные положительные качества. Особенно это заметно в ванной, где необходимо тепло под ногами. При сочетании с таким напольным покрытием, как керамическая плитка, натуральный камень, гранит, тепло остается на поверхности большее количество времени. Никогда не будет такого ощущения, что после душа стоишь на холодном полу. Но очень важно продумать, как сделать выравнивание пола.Его качество будет зависеть от качества монтажа системы утепления пола.

В таких помещениях ванна или кухня очень часто сталкиваются с сыростью или сыростью. Когда внедрен качественный теплый пол, то об этих недостатках можно будет забыть. То же самое касается появления плесени и грибка. Если он все-таки появится, избавиться очень проблематично. Теплый пол позволяет забыть о нем, избегая даже внешнего вида.

Сравнение систем теплого пола

Есть определенные трудности при сравнении различных систем теплого пола, но, в свою очередь, сделать это не очень сложно.Некоторые даже отрицательные стороны самой системы в дальнейшем в процессе установки и задуманного внедрения могут превратиться в преимущества.

Недостатком является дополнительное действие, как стяжка пола на кухне. Но в свою очередь можно добавить самые разные дизайнерские решения: подсветку, добавление цвета, создание подиума, придание интерьеру привлекательности.

Кабельный пол, в отличие от нагревательных матов, например, потребляет меньше энергии, если создать для них равные условия игры.Это проявляется в устройстве системы во влажных помещениях, а также при обогреве лоджий. Самая последняя версия Power, потребляется, будет меньше примерно в два раза.

Из всего этого можно сделать вывод, что основным отличием систем теплого пола является потребляемая электрическая мощность. Но с большим количеством методов контроля эти цифры снижаются.

В отдельную категорию отнесены инфракрасные полы, потому что у них несколько иначе происходит отопление. лучи, выделяющиеся пленкой, обогревают все предметы, в комнате, мебель, а также самого человека.Не говоря уже об утеплении пола. Это показывает эффективность теплопередачи, которая выше, чем в других подобных системах. Но многие опасаются создавать в помещении дополнительный источник электромагнитных волн. Это основная причина выбора кабельного теплого пола.

А максимальная температурная мощность

Работа полов с подогревом по нормам и правилам. В первую очередь это касается температуры, для которой предел 28 градусов. Если вы создадите отличное представление, оно станет вредным для здоровья человека.В тех местах, где постоянно проживают люди, обычно рекомендуется норма 26 градусов. Превышение норм допустимо только в тех местах, где возможно понижение температуры. Это касается мест вдоль стен, вокруг окон. Можно поднять уровень тепла до 33 градусов. То же самое и в ванных комнатах, куда люди ходят за душой и часто без обуви.

Что касается напольного отопления с возможностью выбора мощности, то обычно она составляет 80 Вт на квадратный метр. Но если помещение активно теряет тепло, то такой мощности может не хватить.Это касается небольшой комнаты (тесная ванна, спальня с большой кроватью). Здесь система теплого пола подходит только для небольшой части пола. Его эффективность значительно снижена. Следовательно, придется искать способы устранения подобных ошибок в работе.

гипоаллергенный пол

Многие думают, нужен ли теплый пол, в чем его основные преимущества. Очень важный фактор в этом направлении - гиппоаллергенность. При его использовании на поверхность напольного покрытия не будет прилипать пыль.Если температура нагрева прибора составляет 55 градусов, происходит отгонка сухой пыли. После этого они вместе с нагретым воздухом начинают подниматься вверх. Дыхательные пути, их слизистая, начинает раздражаться, в горле начинает появляться ощущение сухости. Все это негативно сказывается на здоровье любого человека.

На здоровье влияют различные виды пыли, появляющейся в воздухе. Раздражение усиливается с увеличением их объема, что возникает при температуре выше 55 градусов. Использование вместо радиаторов теплого пола, сводит проявление аллергических реакций практически к нулю.

Помогает ответить на вопрос, нужен ли теплый пол в доме или квартире, как источник комфорта и здорового образа жизни.

правильный выбор

К выбору системы теплого пола относятся со всей тщательностью. В пользу того или иного вида говорят многие факторы. Но отрицательных проявлений при эксплуатации у них мало или совсем нет. Для быстрого обогрева пола и вентиляции в помещении отлично подойдет инфракрасный пол с подогревом. Достаточно всего 15-20 минут после. Отличный вариант для детской спальни или ванной.

Для спален альтернативой выступает электрический пол с подогревом, можно заменить все радиаторы. Они нагревают стяжку пола и без лишних потерь передают все тепло в комнату. Перед началом работ следует продумать, как выровнять кухонный пол. Для этого существует множество вариантов стяжки пола в зависимости от используемых материалов и оборудования. Каждый отдельный вид отвечает за свои функции и способен выполнять определенный набор задач.

Любой вариант теплого пола безопасен для здоровья человека.Можно прекрасно оформить в любом помещении и при этом передать в комнату необходимое количество тепла. Необходимость очевидна при рассмотрении системы с любой стороны.

Видео:

Видео:

Видео:

Видео:

.

12 поджаренных советов, как согреться в холодную погоду

Если вы ищете специальные предложения на такие товары, как Keurigs, пылесосы BISSELL и диффузоры для эфирных масел, то, как правило, это довольно скудный выбор, пока не начнутся праздничные распродажи. К счастью, Amazon начинает эти сделки немного раньше с их Big Fall Sale, где клиенты могут получить до 20 процентов скидок на все, от домашнего декора до предметов первой необходимости WFH и кухонных гаджетов. Теперь вам не придется ждать Черной пятницы, чтобы получить нужную сделку.Обязательно просмотрите все предложения, которые предлагает эта распродажа, здесь и ознакомьтесь с нашими избранными ниже.

Электроника

- Легкий вертикальный пылесос BISSELL 170 долларов США (экономия 60 долларов США)

- Фритюрница Dash Deluxe 80 долларов США (экономия 20 долларов США)

- Кухонная плита с 6 яйцами Dash Rapid 17 $ (сэкономьте 3 $)

- Одинарная кофеварка Keurig K-Café 169 долларов (экономия 30 долларов)

- COMFEE Toaster Oven 29 долларов США (сэкономьте 9 долларов США)

- AmazonBasics, осциллирующий керамический нагреватель мощностью 1500 Вт 31 доллар США (экономия 4 доллара США)

Основы домашнего офиса

- Лазерный принтер HP Neverstop 250 долларов США (экономия 30 долларов США)

- Планшетный сканер HP ScanJet Pro 2500 f1 OCR 274 долл. США (экономия 25 долл. США)

- Бумага для принтеров HP (500 листов) 5 долларов США (экономия 2 доллара США)

- Набор книг по композиции для медовухи из 5 блокнотов в линейку 11 $ (сэкономьте 2 $)

- Настольный дырокол Swingline 7 долларов США (экономия 17 долларов США)

- Officemate OIC Achieva Лоток для писем с боковой загрузкой 15 долларов США (экономия 7 долларов США)

- Гелевые ручки с роллингом PILOT G2 Premium, 12 штук в упаковке 10 долларов США (экономия 3 доллара США)

Игрушки и игры

- Рации для старых детей Selieve Toys $ 17 (экономия $ 7)

- Yard Games Giant Tumbling Timbers $ 59 (экономия 21 $)

- Ракетные пусковые установки Duckura 11 долларов США (экономия 17 долларов США)

- Автоматическая бейсбольная бита EXERCISE N PLAY 14 долларов США (экономия 29 долларов США)

- Дроны Holy Stone HS165 с GPS и камерой 2K HD 95 долларов США (экономия 40 долларов США)

Товары для дома

- Ручные светодиодные фонари рабочего освещения DEWALT 20V MAX 54 $ (сэкономьте 65 $)

- Упаковочная лента Duck EZ с дозатором, 6 рулонов 11 долларов США (экономия 6 долларов США)

- Bissell MultiClean Wet / Dry Garage Auto Vacuum 111 долларов США (экономия 39 долларов США)

- Фильтр для раковины Full Circle с пробкой 5 долларов США (экономия 2 доллара США)

Домашний декор

- Рождественская история Реплика опоры лампы на 20-дюймовой ножке от NECA $ 41 сэкономьте $ 5

- SYLVANIA 100 LED тёпло-белые мини-светильники $ 8 (сэкономьте 2)

- Yankee Candle Large Jar Candle Vanilla Cupcake 17 долларов США (экономия 12 долларов США)

- Матовая фоторамка для коллажей Malden с 8 отверстиями 20 $ (экономия 8 $)

- Пара штор с синим и серым цветком Lush Decor 57 $ (сэкономьте 55 $)

- Диффузор эфирного масла LEVOIT $ 25 (экономия $ 5)

Зарегистрируйтесь сегодня: Получайте эксклюзивные предложения, новости о продуктах, обзоры и многое другое с информационным бюллетенем Mental Floss Smart Shopping!

Эта статья содержит партнерские ссылки на продукты, выбранные нашими редакторами.Mental Floss может получать комиссию за покупки, сделанные по этим ссылкам.

.

% PDF-1.7 % 289 0 объект > endobj xref 289 38 0000000016 00000 н. 0000002240 00000 н. 0000002342 00000 п. 0000002807 00000 н. 0000003360 00000 н. 0000003423 00000 н. 0000003535 00000 н. 0000003649 00000 п. 0000003741 00000 н. 0000004283 00000 н. 0000004903 00000 н. 0000007215 00000 н. 0000007871 00000 н. 0000008540 00000 н. 0000009188 00000 п. 0000009292 00000 н. 0000011488 00000 п. 0000012076 00000 п. 0000012610 00000 п. 0000013217 00000 п. 0000015677 00000 п. 0000017910 00000 п. 0000020283 00000 п. 0000022493 00000 п. 0000025005 00000 п. 0000027028 00000 п. 0000032890 00000 н. 0000039268 00000 п. 0000039323 00000 п. 0000039406 00000 п. 0000044664 00000 н. 0000044894 00000 н. 0000055459 00000 п. 0000066024 00000 п. 0000070116 00000 п. 0000087507 00000 п. 0000097107 00000 п. 0000001056 00000 н. трейлер ] / Назад 6424780 >> startxref 0 %% EOF 326 0 объект > поток hb``b``ic`c```c @

.

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 осведомлены об ограничениях литий-ионных аккумуляторов.Несмотря на то, что чипы и операционные системы становятся более эффективными для экономии энергии, мы все еще рассматриваем только один или два дня использования смартфона перед подзарядкой.

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 Уокера 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 кобальт

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 количества редкоземельных металлов, компания заявляет, что они обладают более высокой плотностью энергии, что может привести к дальности полета 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 обеспечивать питание смартфона 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 аккумуляторов, 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 батареях с низкой горючестью электролитов.

IBM Research указывает, 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 жизнеспособный коммерческий аккумулятор.

Panasonic

Система управления батареями Panasonic

Хотя литий-ионные батареи повсюду и их число 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 батарей 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 можно найти в электромобиле. Panasonic сообщает, 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 уменьшает 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 современных 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 батареи 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 своего 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 эта технология может быть использована 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 нанопроволочные батареи

Великие умы Калифорнийского университета в Ирвине создали треснувшие нанопроволочные батареи, способные выдержать 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 избежать этого. 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, чтобы полностью зарядиться или разрядиться 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 ста 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, заявляет, 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 лазерного производства

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 гибкие 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, достигнув 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 факультета 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 обеспечивает 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 из воздуха для заполнения своего катода. Это делает его намного легче, чем заполненные жидкостью литий-ионные аккумуляторы, 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, способный 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 собственный 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, способными выдержать до 3000 циклов зарядки, а также более безопасными 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 пять-десять 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.

Аккумуляторы со встроенным огнетушителем

Литий-ионные аккумуляторы нередко перегреваются, загораются и даже взрываются.Аккумулятор в Samsung Galaxy Note 7 - яркий тому пример. Исследователи из Стэнфордского университета придумали литий-ионные аккумуляторы 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 из 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, чем две кредитные карты, и заменяет жидкость электролита пластиковой пленкой, которая имеет аналогичные свойства.Он может противостоять прокалыванию, измельчению и нагреванию, поскольку 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 прерывистых 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, которая может производить 1,4 Вт мощности на квадратный см, при этом 1 Вт мощности зарезервирован для питания аккумулятора.

Zap & Go Карбон-ионный аккумулятор

Оксфордская компания ZapGo разработала и произвела первую угольно-ионную аккумуляторную батарею, готовую к использованию уже сейчас.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, намного более дешевый, чем существующие методы.Цинково-воздушные батареи можно считать более совершенными, чем литий-ионные, поскольку они не загораются. Единственная проблема в том, что они полагаются на дорогие компоненты.

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 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 вырабатываемой 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, поскольку он выдерживает 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 в пять раз быстрее, чем рекомендуемые текущие пределы. Технология постоянно измеряет температуру батареи гораздо 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