Мощность 1 секции биметаллического радиатора: Мощность одной секции биметаллического радиатора

Мощность биметаллических радиаторов с секциями на 350 и 500 мм

Ключевая задача любого радиатора — эффективный обогрев помещения. По этой причине один из основных параметров, на который нужно ориентироваться при выборе, — мощность (теплоотдача) биметаллического радиатора.

Для каждой модели устройства значение различно, так как оно определяется в зависимости от объема (емкости) секций и их числа. Зная мощность 1 секции биметаллического радиатора, можно верно рассчитать оптимальные размеры прибора для конкретного помещения.

Что такое теплоотдача?

Тепловой поток, мощность и теплоотдача биметаллических радиаторов — различные обозначения одного и того же параметра, который определяет количество тепла, выделяемое устройством за определенный промежуток времени. Параметр изменяется в Ваттах. Иногда он обозначается в калориях в час. Перевести значение в нужную единицу просто: 1 Ватт = 859,8 кал/час.

Тепло, поступающее от биметаллического радиатора, обогревает помещение в результате протекания трех процессов:

• Теплообмена.
• Конвекции.
• Излучения.

Все биметаллические устройства «используют» все три вида обогрева, но пропорции могут быть различны. В стандартном случае минимум 25% тепловой энергии передается от устройства в окружающее пространство посредством излучения.

Как связана емкость секции и мощность?

Мощность биметаллических радиаторов напрямую связана с размером и емкостью устройства. Чем меньше носителя в батарее, тем более экономичным и эффективным является устройство. Это обусловлено тем, что меньшее количество рабочей среды нагревается значительно быстрее и на это затрачивается меньше ресурсов. Емкость секции зависит от межосевого расстояния:

• 200 мм — объем теплоносителя составляет от 0,1 до 0,16 литра.
• 350 мм — от 0,17 до 0,2 литра.
• 500 мм — от 0,2 до 0,3 литра.

Имея данные о емкости и мощности одной секции биметаллического радиатора, можно рассчитать, какое количество теплоносителя требуется для обогрева конкретного помещения. Для примера: если в конструкции устройства предусмотрено 10 секций с межосевым расстоянием 500 мм, то в них суммарно поместится от 2 до 3 литров воды, а радиатор из 9 секций с межосевым расстоянием 350 мм вмещает около 1,6 литра теплоносителя.

При этом сила теплового потока 9-секционного биметаллического радиатора с межосевым расстоянием 350 мм позволяет эффективно обогревать помещение площадью 14 кв. м.

Что делать, если мощность радиатора была выбрана неправильно?

Если при определении оптимальной мощности биметаллических радиаторов произошла ошибка и приобретен недостаточно эффективный прибор, ситуация поправима: многие устройства продаются посекционно, то есть при необходимости можно увеличивать число секций. Это дает возможность «собрать» радиатор оптимального размера и мощности для конкретного помещения.

Если же сомнений в точности расчета нет, можно сделать выбор в пользу цельной модели: выпускаются устройства, в конструкции которых предусмотрено до 14 секций и более.

Стандартное значение мощности для секций с межосевым расстоянием 500 и 350 мм

Значение теплоотдачи биметаллических радиаторов указывается в техническом паспорте на изделие. Перед покупкой целесообразно ознакомиться с документацией на устройство, так как для каждой модели этот параметр индивидуален. Если в техпаспорте данные отсутствуют, можно воспользоваться усредненным значением мощности 1 секции биметаллического радиатора:

• Устройства с межосевым расстоянием 500 мм являются стандартными, наиболее популярны. Традиционно устанавливаются в квартирах. Среднее значение теплоотдачи одной секции биметаллического радиатора составляет от 170 до 210 Вт. Важно учитывать, что заявленные показатели обычно оказываются чуть выше реальных, так как замеры осуществляются в идеальных условиях. Поэтому правильнее ориентироваться на минимальный показатель мощности одной секции биметаллического радиатора в 150 Вт. Рабочее давление одной секции — 20 бар, давление опрессовки — 30 бар, средняя масса — около 1,92 кг.
• Приборы с межосевым расстоянием 350 мм обычно монтируются рядом с большими окнами или в труднодоступных местах. По техническому паспорту стандартное значение мощности 1 секции биметаллического радиатора составляет от 120 до 150 Вт. Реальное значение несколько ниже — 100-120 Вт. Рабочее давление каждой секции составляет 20 бар, давление опрессовки — 30 бар, средняя масса — около 1,36 кг.

Совет экспертов: при определении оптимальной мощности биметаллического радиатора, целесообразно оставлять небольшой «запас», в противном случае может возникнуть необходимость наращивать устройство — устанавливать дополнительные секции.

Правила определения оптимальной мощности биметаллического радиатора

Для определения оптимальной мощности и теплоотдачи металлического радиатора для конкретного помещения, следует:

• Детально изучить технический паспорт на устройство, в котором указана мощность одной секции биметаллического радиатора.
• Точно определить площадь отапливаемого помещения, при этом — не целого дома, а конкретной комнаты.
• Использовать формулу расчета мощности и теплоотдачи биметаллического радиатора, в соответствии с которой на 1 квадратный метр помещения, в котором высота потолков составляет 2,7 метра, необходимо 100 Вт тепловой мощности. Нужно учитывать, что такой способ расчета является стандартным и унифицированным, то есть не учитывает индивидуальных особенностей помещения. При выполнении расчетов для комнат, находящихся на последнем этаже здания, имеющих две «наружные» стенки (то есть угловых), с большей или меньшей высотой потолков и в некоторых других случаях, вносятся дополнительные поправочные коэффициенты. Поэтому формулу для расчета стоит подбирать с учетом особенностей конкретного помещения.

Хотите узнать мощность одной секции биметаллического радиатора конкретной модели? Затрудняетесь с определением оптимальных параметров отопительного устройства? Свяжитесь с представителем «САНТЕХПРОМ» по телефону: +7 (495) 730-70-80. Наш специалист детально ответит на любые вопросы, касающиеся теплоотдачи биметаллических радиаторов.

параметры одной секции, таблица, видео и фото

Этот материал больше предназначен для тех, кто решил своими руками сделать отопление в собственном жилье и ему необходимо произвести расчет отопителей по их мощности на ту или иную комнату, с учётом температуры в помещении.

Безусловно, такие расчеты будут разными для разных климатических зон, степени утепления здания и толщины стеклопакетов в окнах, но всё это слишком сложно и мы постараемся в простой форме объяснить, как можно самостоятельно провести такие вычисления.

Биметаллические батареи разной величины

Упор в наших расчетах будет делаться на биметаллические радиаторы, как самые востребованные для автономных систем отопления, а кроме всего прочего мы покажем вам видео в этой статье.

Тепловая мощность радиаторов

Некоторые особенности отопления

Однотрубная и двухтрубная система отопления

• При монтаже автономного отопления инструкция позволяет монтировать как однотрубный, так и двухтрубный контур, но при этом будет изменяться схема подключения, а это может повлиять на мощность отопительных приборов, поэтому, давайте выясним, что представляют собой оба эти варианта.
• Начнём с однотрубной системы и здесь мы видим, что теплоноситель движется по толстой трубе, от которой отходят более тонкие, через которые вода под давлением попадает в отопитель и возвращается обратно.
  Цена такого устройства меньше, так как приходится греть меньшее количество воды, но при этом есть серьёзная проблема – с каждой батареей теплоноситель становится всё холоднее и холоднее, поэтому, в таких случаях рекомендуется обходиться тремя-четырьмя радиаторами и не более того, так как они в порядке отдаления теряют свою мощность.
• Совсем по-другому обстоят дела с двухтрубной системой – здесь, конечно, придётся греть гораздо больше воды, зато она, поступая в радиаторы по трубе подачи, не теряет своей температуры, так как охлаждённый теплоноситель сбрасывается в трубу возврата. На таких контурах расчёты мощности радиаторов разного типа будут наиболее точными.

Наиболее эффективное место размещение радиатора – под окном

Примечание. Для того чтобы в комнате создавался наиболее постоянный микроклимат, там не должно происходить утечек тёплого воздуха – это тоже поможет наиболее точно рассчитать необходимую мощность отопителей.
Так, радиаторы следует устанавливать под окном, как на фото вверху – потоки горячего воздуха будут подниматься вверх и создавать «штору» от проникновения холодного воздуха, исходящего от стекла.

Сколько нужно радиаторов на одну комнату

Монтаж биметаллического радиатора

Таблица мощности биметаллических радиаторов отопления в зависимости от бренда

Примечание. Следует отметить, что металл, из которого сделан радиатор не имеет абсолютно никакого значения при расчетах мощности отопительных приборов на то или иное помещение.
Дело в том, что производитель всегда указывает в сопроводительных документах номинальную мощность одной секции или всего прибора, если он панельный.

Мощность секции биметаллического радиатора зависит от производителя

Теперь давайте попробуем рассчитать мощность отопительных приборов по площади помещения, и для примера будем использовать комнату с периметром 4,55×6,5м по формуле S*100/P, но здесь сразу следует сказать, что данные вычисления действительны, если высота потолков не превышает 2,7м.

Итак, S (площадь) комнаты у нас получится 4,5*6,5=29,25м2, а за мощность 1 секции биметаллического радиатора (P) возьмём GLOBAL STYLE 500 185 Вт, а цифра 100 – это количество ватт, нужное на м2 для Москвы и Московской области.

Так как комната у нас достаточно большая и нам нужно будет узнать количество секций (K), значит, Kколичество секций=S*100/P=29,25*100/185=15,81 или 16 секций – это один большой или два средних радиатора.

Теперь давайте рассчитаем необходимое количество секций того же производителя и с такой же мощностью для комнаты с такой же площадью, но с потолками, высота которых более 2,7м и за расчетную единицу можно взять высоту 3м.

Следовательно, нам нужно в первую очередь вычислить значение V – кубатуру помещения, это V=4,5*6,5*3=88,5м3. Для той же Москвы и Московской области на один кубометр помещения нужно выработать 41 Вт тепловой энергии.

Значит, общая мощность, которая нужна для комнаты будет Pобщая=V*41=88,5*41=3628,5 Вт. Значит, если мощность одной секции биметаллического радиатора GLOBAL STYLE 500 185 Вт, то 3628,5/185=19,6 или 20 секций – это, конечно, уже два радиатора, так как один получится слишком громоздким.

Но эти вычисления имеют силу лишь в том случае, если здание имеет должное утепление и в комнате отсутствуют сквозняки.

Заключение

Вы можете узнать, какие нормы потребления тепловой энергии в вашем регионе на квадратный метр и на кубический метр, а затем подставить эти значения в вышеприведенные формулы. Но точно также вы можете воспользоваться нормами, приведенными в данном случае – они подойдут практически для всех регионов Российской Федерации.

Мощность 1 секции биметаллического радиатора

Сегодня предлагаю поговорить о мощности 1 секции биметаллического радиатора. Про алюминий и чугун мы уже говорили, наступила очередь биметалла. Биметалл по своим характеристикам очень похож на алюминий и поэтому их мощность практически схожа …

Напомню биметалл — это относительно новый вид материала батарей отопления, который состоит из двух металлов стального сердечника внутри и алюминиевого корпуса сверху. Такое сочетание призвано в первую очередь, работать с большим давлением в радиаторах, до 40 атмосфер.

По сути, биметалл это доработанный алюминиевый радиатор. Однако применение стального сердечника несколько ухудшает теплоотдачу радиатора. Не намного конечно, но факт остается фактом.

Биметаллические радиаторы как собственно и алюминиевые поставляются в основном в двух форматах. Высотой в 500 мм и высотой в 350 мм.

Радиатор высотой 500 мм

Стандартный биметаллический радиатор именно такой устанавливается в сотнях квартир в России. Мощность одной секции такого радиатора, по заверению производителя колеблется от 170 до 210 Вт тепловой энергии. Но по сути, после разговора с установщиками, нужно рассчитывать мощность 1 секции в 150 Вт тепловой энергии. Ведь производители всегда немного завышают характеристики (замеряют при идеальных условиях, особенно китайские).

Радиатор высотой в 350 мм

Это уменьшенная версия радиаторов устанавливается либо рядом с большими окнами. Либо в труднодоступных местах. Мощность такой секции, по паспорту колеблется от  120 до 150 Вт тепловой энергии. На деле стоит ожидать даже от хорошего производителя около 100 — 120 Вт тепла.

Как говорят мне установщики – всегда нужно брать батареи чуть – чуть с запасом, а иначе температура в комнате будет не комфортной (будет прохладно).

Конечно, всегда нужно правильно рассчитывать радиаторы отопления (почитайте в этой статье там по полкам). Тогда дома будет тепло и комфортно.

На этом все читайте наш строительный блог.

Характеристики алюминиевых и биметаллических радиаторов

Мощность радиаторов отопления биметаллических и алюминиевых

Тепловая мощность (или теплоотдача) измеряется в ваттах. От нее зависит то, насколько хорошо оборудование будет греть при идентичных условиях. Также ее учитывают при расчете количества секций.

Мощность 1 секции зависит от материала изготовления, высоты прибора и емкости теплоносителя. Все эти характеристики обязательно указываются в техническом паспорте оборудования, который прилагается к товару.

Мощность 1 секции биметаллического радиатора высотой 500 мм варьируется от 170 до 210 ВТ от 100 до 190 ВТ теплоэнергии, для приборов высотой 350 мм — 120-140 Вт, а для 300 мм – от 100 до 145 Вт теплоэнергии. Специалисты, занимающиеся монтажом отопительных систем в свою очередь, рекомендуют брать за основу нижний критерий или даже еще ниже, так как известны случаи завышения характеристик выпускаемого оборудования производителями. Чтобы избежать ошибок в расчетах и достичь нужной мощности рекомендуется учитывать этот факт.

Также в расчет необходимо брать место монтажа. Если радиатор монтируется под окном или рядом с ним, то необходимо увеличить количество секции, так как вместо 120-150 Вт тепловой энергии от прибора высотой 350 мм в реалии получим всего 100-120 Вт.

Мощность 1 секции в алюминиевом радиаторе Profi 500 по данным производителя находится в пределах 180-230 Вт. Для оборудования высотой в 350 мм этот показатель варьируется от 120 до 160 Вт. У моделей разных производителей мощность разная, стандартов здесь нет.

Рабочее давление

Это важная характеристика оборудования, она показывает, при каком рабочем давлении разрешается эксплуатировать радиатор. В продаже есть алюминиевые радиаторы двух видов: выдерживающие до 16 атмосфер и классические, рассчитанные выдерживать до 6 атмосфер. В зависимости от этих характеристик выбираются радиаторы для эксплуатации в частных отопительных системах или для подключения к тепловым магистралям высокого давления.

В домах с автономной системой отопления среднее значение давления не более 10 атмосфер. В системах, подключенных к центральным сетям отопления рабочее давление выше, оно достигает 15 атмосфер. Если система отопления подключена к тепловым магистралям, то это значение может быть еще выше и достигать отметки 30 атмосфер. Эти данные нужно учитывать при выборе радиаторов.

У каждого вида радиатора свое разрешенное рабочее давление. У биметаллических моделей варьируется от 16 до 49 атмосфер. Точные технические характеристики смотрите в техническом паспорте прибора или выясняйте у консультанта магазина. В сопровождающей товар документации также содержится информация об испытании оборудования под опрессовочным давлением. Это значение в 1,5 раза превышает рабочее давление.

При выборе оборудования учитывают, что в системе отопления централизованного типа стандартное давление не превышает 15 атмосфер, а в индивидуальных автономных системах оно не более 10 атмосфер. Также нужно знать, что биметаллические радиаторы выдерживают гидроудары до 6 МПа, а алюминиевые всего 4,8 МПа. Исходя из этих характеристик, специалисты рекомендуют алюминиевые приборы использовать в автономных отопительных системах, чтобы они дольше служили, а биметаллические – для подключения к центральному отоплению.

Предельная температура и объем теплоносителя

Радиаторы биметаллического типа выдерживают воду температурой до 90 градусов по Цельсию. А алюминиевые – температуру теплоносителя до 110 градусов С. Объем теплоносителя рассчитывается путем умножения количества секций на емкость одной из них. Он зависит от высоты прибора и толщины оболочки. Для алюминиевых секций это значение – 250-460 мл.

Емкость секций биметаллического отопительного оборудования меньше, чем у алюминиевого. Стандартные значения в среднем следующие: для батареи с межосевым расстоянием 200 мм емкость канала теплоносителя – 0,1-0.16 литров. Для приборов с расстоянием между осями в 350-мм – 0,15-0,2 литра.

Продукция каждого производителя отличается параметрами и техническими характеристиками, это относится к любому типу отопителей. Например, в алюминиевом радиаторе Profi 500 — это всего 0,28 литра, а на 10-секционный радиатор уйдет 2,8 литра. 

Какой радиатор выбрать?

Подведем итоги, биметаллический радиатор рекомендуется устанавливать в городские квартиры, офисы, производственные и промышленные помещения, которые подключены к центральным системам отопления с высоким рабочим давлением. Если у вас собственный коттедж, частный дом или даже резиденция с отдельным котлом отопления, то рекомендуется приобретать алюминиевые радиаторы.

При выборе обращаем внимание не только на рабочее давление и мощность, но и на размеры оборудования. Для стандартных подоконников выбирают модели высотой 500 мм, расстояние до подоконника должно быть около 10-15 см. В ином случае устанавливаем радиаторы высотой 350 мм. Другой немаловажной для потребителя характеристикой является цена оборудования. Алюминиевые приборы стоят дешевле на 15-20 %, чем биметаллические.

Мощность биметаллических радиаторов отопления таблица

Содержание статьи:

Технические характеристики

Роберт Зендер стал разработчиком данной системы отопления, это устройство изначально готовилось как охлаждающая основа под моторные составляющие мототехники, но с развитием технологий и течением времени это оборудование стало отопительным. Спустя десятилетия эти продукты стали применяться в промышленности и в этой сфере человеческой деятельности.

Нужно выявить определенные уникальные критерии и технические характеристики стальных батарей отопления .

• для производства такого обогрева применяется высококачественный металл, и твердые металлы, что может дать устойчивость к различным ударам и нагрузкам. Такое оборудование наиболее удачно подойдет для частных строительных планов, срок службы в таком случае увеличивается, так как в индивидуальных застройках меньшие упоры и нагрузка, нежели в многоэтажных зданиях;
• применяются простые технологии и методики, благодаря этому цена на такие изделия оптимальная, что позволяет приобретать любой вид на свое усмотрение, который подойдет для разнообразных типов зданий;
• обладание стабильности к различным атакам, ведь сварка происходит открыто, без различных химических средств, поэтому не страшны гидравлические нагрузки; внешняя оболочка основной отличительный признак таких батарей, так как железо может быть покрашено в различную цветовую гамму, которая продается в магазинах, может быть уплотнена секциями, благодаря стали может обогревать здание различных масштабов;
• универсальное средство, можно монтировать на любые крепления, однако в комплекте они присутствуют, поэтому данное оборудование можно самостоятельно быстро и четко вмонтировать.

Объемный способ расчета

Биметаллический радиатор намного эстетичнее смотрится в помещении, чем радиатор их чугуна или стали.

Расчет может основываться не на площади, а на объеме жилого помещения. Для обогрева 1 м3 жилого помещения в панельном доме необходимо 39-41 Вт тепловой мощности. Следовательно, одна секция с тепловой мощностью 180 Вт может обогреть 4,5 кубометра воздуха.

Для примера рассчитаем количество секций такого же, как в предыдущем примере, радиатора для комнаты, имеющей площадь 20 м2 и высоту потолков 2,7 м. Считаем, что для обогрева одного кубометра воздуха необходимо 40 Вт.

Необходимая для обогрева помещения тепловая мощность равна:

P = 40 Вт/ м3 * V = 40 Вт/ м3 * S * h, где V — объем помещения,  S — его площадь, а h — высота помещения.

P = 40 Вт/ м3 * 20 м2 * 2,7 м = 2160 Вт

Теперь можно рассчитать количество сегментов: N = P / P₁, где P₁ — мощность одной секции (180 Вт).

N = 2160 Вт / 180 Вт = 12

Необходим радиатор отопления, состоящий из 12 сегментов. При получении дробных значений округление производится до целого значения в большую сторону. Например, получив N=10,2, его следует округлить до 11.

В произведенные расчеты можно ввести целый ряд уточнений:

Если в помещении несколько окон, то на каждое из них число сегментов обогревателя нужно увеличить в 1,7 раза.

1. Если температура теплоносителя отличается от 70°С, отдаваемая обогревателем тепловая мощность увеличится на 15-18%, если температура увеличится на 10°С. При уменьшении температуры на 10°С тепловая мощность уменьшается на 15-18%. Например, при температуре 50°С она уменьшается в полтора раза.
2. Если в комнате находится не одно, а два обычных окна, значение расчетного числа сегментов обогревателя следует увеличить в 1,7 раза.
3. Если комната находится в торце дома или является угловой, расчетное число сегментов следует увеличить в 1,2 раза.
4. Если в доме установлены пластиковые окна с малыми тепловыми потерями, а стены хорошо утеплены, то для обогрева 1 м3 воздуха нужно уже не 40, а 34 Вт. Для жилых помещений, построенных в полном соответствии с самыми последними строительными нормами, достаточно даже 20 Вт.
5. Не стоит забывать, что теплоотдача радиаторов с течением времени уменьшается, соответственно, уменьшается мощность их отдельных сегментов и отопления в целом. По этой причине рекомендуется увеличить число сегментов в каждой комнате на 1-2 по сравнению с их расчетным количеством.

Если желательно получить более точные результаты, всегда можно обратиться за помощью к соответствующей литературе. Эти расчеты будут учитывать температуру в помещении и снаружи, тепловые потери, теплопроводность материалов, температуру теплоносителя и т.д.

http:

Для практических же целей точность расчетов радиаторов из биметалла, приведенных в этой статье, вполне достаточна. Но памятуя о том, что наши зимы нередко бывают весьма суровыми, лучше приобрести радиаторы с небольшим запасом.

Выбор биметаллических радиаторов отопления

Осуществляя выбор биметаллических батарей, следует обращать внимание на ряд критериев, от которых будет зависеть эффективность эксплуатации. .
Больше информации о производителях биметаллических радиаторов найдете

Больше информации о производителях биметаллических радиаторов найдете

Конструкция

Как уже отмечалось, радиаторы могут быть монолитными и секционными. Для того, чтобы подобрать наиболее оптимальный вариант для конкретной отопительной системы, нужно знать, какое рабочее давление в системе. Если она подвергается воздействию мощных гидроударов, то лучше отдать пользу монолитным моделям. Во всех остальных случаях рекомендуется приобретать секционные, поскольку они намного дешевле.

Чтобы приобрести устройство более надежное, следует знать, что есть два типа. Первый вид изготавливается из стального каркаса, другой снабжается только усиленными сталью каналами, по которым движется теплоноситель.

Большей прочностью и надежностью характеризуются батареи, относящиеся к первому типу. В таких конструкциях теплоноситель не контактирует с алюминиевым сплавом, в результате чего риск появления коррозии минимален.

Основными признаками, характеризующими первый тип являются вес и стоимость. Производят их такие фирмы: Royal Thermo BiLiner, Global Style, Rifar (модель Monolit) и отечественная компания Сантехпром БМ.

Другой тип называется полубиметаллическими радиаторами. Основные характеристики таких устройств: высокая теплоотдача и более низкая цена. Наиболее популярны устройства марок Gordi, Sira и Rifar, исключая модель Monolit.

Межосевое расстояние

Большинство выпускаемых моделей биметаллических радиаторов одинаково функциональны. Однако, дистанция между осями у моделей разнится. Стандартные показатели расстояния между осями: 35 и 50 см.

Можно найти радиаторы, в которых промежуток равняется 20 см, такая длина считается минимальной. Батареи с таким расстоянием выпускают фирмы: Sira, BiLUX и RIFAR. Максимальная дистанция составляет 80 см, такие модели присутствуют у производителя Sira.

Материал изготовления

Важно, чтобы радиатор хорошо противостоял воздействию агрессивной среды в случае, если теплоноситель недостаточно высокого качества и содержит большое количество щелочи и кислотности. В основном это характерно для батарей в многоквартирных домах

Также:

1. Важно, чтобы внутренние каналы были выполнены из одного металла, желательно из нержавейки.
2. Толщина стенок внутренней трубы должна составлять 3-3,5 мм.
3. Очень важную роль играет качество и эластичность прокладок. Именно они оказывают влияние на надежность соединений, поэтому обычно в качестве материала изготовления для них выступает резина или силикон. Чтобы проверить качество уплотнительного кольца, достаточно согнуть его пальцами. Если прокладка жесткая и неэластичная, то это свидетельствует о ее низком качестве.
4. Если радиатор секционный, то здесь следует обратить внимание на ниппели. Важно, чтобы они были выполнены из высококачественной стали. О низком качестве этих деталей свидетельствует мягкость металла. Если он некачественный, то зацепы для ключа точно сорвутся и в этом случае ниппель нужно будет распиливать при помощи шлифовальной машинки и доставать его части из отверстий секций.
5. Ширина фронтальной части ребра радиатора должна быть более 70 см. В случае, если этот показатель ниже, то это отразится на теплоотдаче радиатора в отрицательную сторону. Наиболее оптимальный соотношение размера секции в сечение составляет 80*80 мм. С такими показателями теплоотдача точно будет высокой.
6. Толщина выступающих ребер также свидетельствует о качестве. Этот показатель должен быть не ниже, чем 1 мм.

Гарантия

Гарантийный срок также говорит о качестве изделия. Если производитель дает срок эксплуатации всего 1-2 года, то это значит, что вероятность того, что радиаторы будут работать с высокой эффективностью мала, т.к. эксплуатационный период качественного изделия составляет 20-30 лет.

Плоские радиаторы

В некоторых случаях играет роль не высота, а глубина радиаторов: нужны плоские батареи. Тут выбор не очень большой.

Малой глубины алюминиевые радиаторы  выпускает Златоустовский «Термал». Их модели РАП 500 и РАП 300 имеют глубину 52 мм, тепловая мощность при этом приличная — 161 Вт и 105 Вт.

Плоскими можно считать панельные радиаторы: они в зависимости от количества нагревательных панелей имеют глубину от 60 мм. Тоже толщина небольшая.

Небольшая глубина бывает у трубчатых стальных радиаторов: двухтрубные делают толщиной от 50 мм, трехтрубные от 100 мм до 110 мм, все остальные уже солиднее — от 135 мм и больше.

Стальной трубный радиатор может меть от двух до шести колон труб

Ни биметалл, ни, тем более чугун, плоским не бывает. Зато есть очень неплохой и совершенной плоский тип отопления — При такой системе отопительные приборы располагаются вдоль пола по периметру. Их размеры при этом — около 30 мм глубины и 100-120 мм высоты.

Что нужно знать о размерах радиаторов и на что они влияют

Первым важным размером является расстояние между осями. Чаще всего встречаются в продаже алюминиевые радиаторы, имеющие расстояние между верхним и нижним коллектором 35 или 50 см.

Есть и модели, у которых это показатель – 80, 70, 60, 40 и 20 см.

По длине алюминиевые радиаторы имеют практически не ограниченные размеры. Чем длиннее радиатор, тем выше его мощность. Для достижения нужного уровня мощности берут определенное количество секций. Общая длинна радиатора зависит от необходимой мощности, размеров секции алюминиевых радиаторов отопления и их мощности.

Чтобы состыковать радиатор с трубами отопительной системы, используют комплект для монтажа.

• 1. Кронштейны (2 или 4 штуки) для навешивания радиатора на стену.
• 2. Специальный кран для стравливания лишнего воздуха (кран Маевского).
• 3. Ключ для крана
• 4. Радиаторные проходные пробки, имеющие диаметр в 3/4 или 1/2. Они могут быть левого или правого типа.
• 5. Радиаторные заглушки (глухие пробки).
• 6. иногда еще дюбеля для крепления кронштейнов.

Монтажный комплект для алюминиевых радиаторов.

По типу изготовления радиатор из алюминиевого сплава может быть литым или экструзионным.

1. Литье делает прибор более прочным и надежным. В этом случае секции представляют из себя отлитые целиком отдельные детали, которые собираются в один радиатор. Нижняя часть батареи приваривается в самом конце.

2. Применение экструзионного оборудования предполагает продавливание нагретого сплава алюминия через металлическую пластину с отверстиями – фильеру. Это позволяет получить алюминиевый длинный профиль нужной формы. После остывания его надо порубить на отрезки, соответствующие размерам радиатора. Затем приваривают верхнюю и нижнюю части. В этом случае регулировать радиатор по длинне не представляется возможным, секции из него не отнять не прибавить. В продаже встречаются они редко но все же они есть.

Выбор габаритов батарей отопления

Габариты радиаторов отопления выбирают исходя из вырабатываемой ими тепловой мощности. Если радиаторы отопления помещать, как рекомендуется, под окнами, следует учитывать следующие особенности:

Длина радиатора отопления должна быть больше ширины окна на 55 — 75%.

Радиаторы отопления, которые уже, чем ширина окна, могут не создать достаточной тепловой завесы, т.е. не станут преградой для проникающего в помещение через оконные проемы холодного воздуха

Жизнь непредсказуема, а водонагреватель необходим. Если вопрос о покупке стал на первый план, то читайте, где солнечный водонагреватель купить.

Как сэкономить на отоплении расскажет статья «отопление на солнечных батареях: цена, удобство, монтаж». Читаем здесь.

Все про водонагреватели накопительные электрические горизонтальные плоские узнаем по ссылке: http://prootoplenie.com/otopitelnoe-oborudovanie/vodonagrevateli/gorizontalnye.html

Стальные панельные радиаторы виды и определение мощности

Стальные панельные радиаторы — конкурент привычных отопительных приборов секционного типа. Они привлекательны тем, что по сравнению со всеми секционными моделями при меньших габаритах имеют более высокий коэффициент теплоотдачи. Состоят из панелей, в которых по сформированным ходам, движется теплоноситель. Панелей может быть несколько: одна, две или три. Вторая составляющая — пластины гофрированного металла, которые называют оребрением. Вот за счет этих пластин и достигается высокий уровень теплоотдачи этих устройств.

Стальные панельные радиаторы имеют разные размеры и мощность

Для получения разной тепловой мощности панели и оребрение комбинируют в нескольких вариантах. Каждый вариант имеет разную мощность. Чтобы правильно подобрать размер и мощность нужно знать, что каждый из них собой представляет. По строению стальные панельные батареи бывают следующих типов:

• Тип 33 — трехпанельный. Самый мощный класс, но и самый габаритный. Имеет три панели, к которым подсоединены три пластины оребрения (потому и обозначается 33).
• Тип 22 — двухпанельный с двумя пластинами оребрения.
• Тип 21. Две панели и между ними одна пластина с гофрированным металлом. Эти отопительные приборы при равных размерах имеют меньшую мощность по сравнению с типом 22.
• Тип 11. Однопанельные стальные радиаторы с одной пластиной оребрения. Имеют еще меньшую тепловую мощность, но и меньший вес и габариты.
• Тип 10. В этом типе имеется только одна панель с теплоносителем. Это самые маломощные и легкие модели.

Все эти типы могут иметь разную высоту и длину. Очевидно, что мощность панельных радиаторов зависит как от типа, так и от габаритов. Так как рассчитать этот параметр самостоятельно невозможно, то каждый производитель составляет таблицы, в которых заносит результаты испытаний. По этим таблицам и подбираются радиаторы для каждого помещения.

Типы стальных панельных радиаторов

Особенность радиаторов из биметалла

Выбирая тип обогревателя, потребители ориентируются на несколько параметров, которые указывают даже неопытным новичкам, насколько устройство подходит или не подходит для имеющейся системы отопления. Среди них основными являются те, что характеризуются техническими характеристиками конструкции:

• Теплоотдача биметаллических радиаторов выше, чем алюминиевых. за счет встроенного внутри стального сердечника. Хотя сталь не назовешь идеальным проводником тепла, так как ее коэффициент составляет всего 47 Вт/м*К, но обрамление из алюминия, который разогревается практически мгновенно и имеет показатель теплоотдачи 200-236 Вт/м*К, создало из них отличных «партнеров».
• Долговечность конструкции считается одной из самых длительных, и составляет 20-25 лет, о которых заявляют производители. На самом деле, подобные радиаторы способны работать без перебоев до 50 лет и более. Это связано с тем, что алюминиевый кожух не соприкасается с теплоносителем, а значит, не подвергается коррозии, чем обычно «страдают» батареи, полностью изготовленные из этого металла.
• Мощность одной секции биметаллического радиатора определяет, сколько потребителю необходимо элементов для каждого отдельного помещения с учетом всех возможных теплопотерь в нем. Даже если произвести самые элементарные расчеты по площади комнаты, установить радиатор, а тепла не будет хватать, то нарастить еще одну – две секции можно в любой момент. То же самое, если в помещении переизбыток тепла, их можно демонтировать.
• Противостояние мощным гидроударам, которыми «страдает» централизованная система обогрева, это один из самых важных параметров, позволяющий применять батареи из биметалла в многоквартирных домах.

Примечательно, но строение радиаторов этого типа устраняет еще один крупный недостаток других видов обогревателей: им не страшен состав и качество теплоносителя. Если для алюминия, например, требуется чистая вода с определенным уровнем Ph, которую невозможно обеспечить в общегородской системе обогрева, то стальные коллекторы внутри биметаллических батарей готовы «сотрудничать» с любым типом теплоносителей.

Как правильно подобрать размер секций радиатора

Определение габаритов секций и их количества — самый важный шаг в создании классической системы отопления.

При стандартном расположении

От размеров батарей и материала зависит мощность, которую они способны развить.

Длина почти всегда одинакова и составляет 80 мм. Сначала определяют высоту. Для этого выбирают место установки, от которого зависит доступное пространство.

И также большую роль играет дизайн. По этим параметрам определяют вертикальную составляющую. Обычно решают между 350 и 500 миллиметрами.

В зависимости от особенностей помещения, можно приобрести устройства от 200 мм. Если радиатор приобретают для санузла или ванной комнаты, рекомендуют узкую модель, способную полностью закрыть пространство между полом и потолком. Высотные устройства имеют различные вариации от полутора до трёх метров.

Определив две линейных характеристики и материал, переходят к расчётам глубины и количества секций. Число последних обычно принимают равным 10, но встречаются и другие. Толщину находят из объёма. Кубическую величину делят на длину и высоту. Определение мощности также тесно связано с этими показателями: зная необходимую, можно найти количество секций.

При оригинальном интерьере

Для создания дизайна производители зачастую жертвуют техническими характеристиками.

В первую очередь это касается изделий из чугуна. Отечественные радиаторы выглядят серьёзно, при этом просто покрыты краской.

Европейские изящней, но слабее в обогреве. В любом случае необходимо узнать из документации о мощности, которую они способны развить, поскольку выбирать устройства нужно по передаче тепла.

Справка! Существуют батареи в стиле «ретро». Они обладают приятным внешним видом, но дороги.

Алюминиевые имеют одинаковую форму, за исключением заказных, но отличаются разнообразием расцветок. Кроме того, широкий диапазон габаритов помогает вписать их практически в любой участок комнаты.

Биметаллические радиаторы, в отличие от аналогов, выполняют не только прямыми, но также изогнутыми. Благодаря этому они хорошо смотрятся в помещениях с плавными углами.

Вне зависимости от выбранного материала, перед покупкой следует ознакомиться с технической документацией и узнать габариты внутренних частей секций, вмещающих теплоноситель.

Это поможет определиться с батареями не только по внешним признакам, но и по способности к обогреву.

Следует помнить о возможности сочетаний. Так, если определённое устройство подходит по дизайну, но его мощности недостаточно, можно установить дополнительный обогрев, спрятав его за боковой панелью. Или объединить радиаторное отопление с тёплыми полами.

Хорошим вариантом для гостевых комнат станет установка камина. Хотя последний чаще выполняет декоративную роль, он также способен уменьшить количество или размер секций, установленных в помещении. Иногда лучше пожертвовать красотой, чем замерзать каждую зиму.

Если возникло желание создать особый дизайн, следует обратиться к производителям батарей. Они помогут выполнить расчёты. Благодаря этому готовое изделие будет красиво выглядеть и осуществлять свою прямую функцию.

Какие размеры бывают

Встречаются радиаторы следующих размеров.

Чугунные

По спецификации стандартные габариты:

• Ширина — 93 или 108 мм.
• Глубина от 85 до 140 с шагом 5.
• Высота — 588.

Секции, произведённые на заказ, могут иметь практически любой размер.

Зная длину, определяются габариты собранного устройства, поскольку между частями размещают паронитовую прокладку в 1 см толщиной.

Если монтаж производится в точке с недостатком места, добавляют величину крана промывки.

Важно! Расстояние между осями обычно составляет 500 мм. Маленькие батареи с величиной 350 встречаются редко

Каждая секция способна выдавать от 160 Вт, если среднесуточная температура воздуха и теплоносителя отличается на 70 градусов. Чугун выдерживает рабочее давление до 9 атм.

Алюминиевые

Разные модели имеют близкие внутренние габариты. Ширина составляет 80 или 88 мм. Глубина варьируется в диапазоне 10—90 м

биметаллические, алюминиевые, стальные, чугунные батареи, видео и фото

Чтобы отопление жилища было эффективным, следует купить качественные его элементы. Перед этим – осуществить правильный расчет их мощности.

При расчетах следует учитывать теплопотери жилья.

Вычисления производятся с учетом:

• площади комнаты;
• высоты ее потолка;
• числа окон,
• длины помещения;
• особенностей климата в регионе.

Рассчитать производительность приспособлений можно своими силами. Для этого надо знать, сколько кВт в 1 секции алюминиевого радиатора или чугунного, стального, биметаллического аналога.

Правильный выбор

1. Производительность отопительных приспособлений должна составлять 10% от площади комнаты, если высота ее потолка составляет менее 3 м.
2. Если он выше, то прибавляются 30%.
3. Для торцевого помещения надо прибавить еще 30%.

Необходимые подсчеты

Пример теплопередачи алюминиевого изделия.

После определения тепловых потерь нужно определить производительность прибора (сколько кВт в стальном радиаторе или других приборах должно быть).

1. Например, надо отопить помещение, площадью 15 м² и высотой потолка 3 м.
2. Находим его объем: 15∙3=45 м³.
3. Инструкция говорит, что для обогрева 1 м³ в условиях Средней полосы России надо 41 Вт тепловой производительности.
4. Значит, объем комнаты перемножаем на данную цифру: 45∙41=1845 Вт. Такую мощность должен иметь отопительный радиатор.

Обратите внимание!
Если жилище расположено в регионе с суровыми зимами, надо полученную цифру умножить на 1.2 (коэффициент потери тепла).
Итоговая цифра составит 2214 Ватт.

Количество ребер

Далее надо рассчитать число секций в батарее. В инструкциях к изделиям указывается параметр каждого их ребра.

Из нее вы узнаете, сколько кВт в одной секции биметаллического радиатора и алюминиевого аналога – это 150-200 Вт. Возьмем максимальный параметр и разделим на него общую требуемую мощность в нашем примере: 2214:200=11.07. Значит, для обогрева комнаты нужна батарея из 11 секций.

Тепловая мощность

На фото – примерная теплопередача чугуна.

В комнате отопительные приспособления ставятся у наружной стены под оконным проемом. Вследствие этого, излучаемое прибором тепло распределяется оптимально. Холодный воздух, поступающий от окон, блокируется нагретым потоком, идущим наверх от радиатора.

Батареи из чугуна

Чугунные аналоги имеют такие плюсы:

• обладают продолжительным эксплуатационным ресурсом;
• имеют высокий уровень прочности;
• они устойчивы к поражению коррозией;
• отлично подходят для применения в коммунальных системах, работающих на низкокачественном теплоносителе.
• сейчас производители изготавливают чугунные батареи (цена их выше, чем обычных аналогов), имеющие улучшенный внешний вид, благодаря использованию новых технологий отливки их корпусов.

Недостатки изделий: большая масса и тепловая инерционность.

Нижняя таблица озвучивает, сколько кВт в чугунном радиаторе, исходя из его модели.

Обратите внимание!
Чтобы отопить комнату, площадью 15 м², мощность, то есть кВт чугунного радиатора, должно быть не менее 1.5. Иными словами, батарея должна состоять из 10-12 секций.

Радиаторы из алюминия

Так меняется теплоотдача алюминиевой продукции.

Изделия из алюминия имеют большую тепловую мощность, чем аналоги из чугуна. При вопросе о том, сколько кВт в одной секции алюминиевого радиатора, специалисты отвечают, что она доходит до 0.185-0.2 кВт. В итоге для нормативного уровня прогревания пятнадцатиметрового помещения будет достаточно 9-10 секций алюминиевых секций.

Преимущества таких приборов:

• легкий вес;
• эстетичный дизайн;
• высокий уровень теплопередачи;
• температурой можно управлять своими руками при помощи термостатических вентилей.

Но изделия из алюминия не имеют такой прочности, как аналоги чугунные, например масляный радиатор 2 кВт. Поэтому они чувствительны к скачкам рабочего давления в системе, гидравлическим ударам, излишне высокой температуре носителя тепла.

Обратите внимание!
Когда у воды уровень рН (кислотность) повышенный, алюминий выделяет много водорода.
Это негативно влияет на наше здоровье.
Исходя из этого, такие приборы желательно применять в обогревательной системе, теплоноситель в которой обладает нейтральной кислотностью.

Биметаллические изделия

Строение биметаллического изделия.

Прежде чем выяснить, сколько кВт в 1 секции биметаллического радиатора, следует учесть, что такие батареи обладают похожими эксплуатационными параметрами с алюминиевыми аналогами. Однако у них нет минусов, им свойственных.

Это обстоятельство обусловила конструкция приборов.

1. Они состоят из медных либо стальных труб, по которым течет теплоноситель.
2. Трубки спрятаны в алюминиевом пластинчатом корпусе. В итоге вода, циркулирующая внутри, с алюминием корпуса не взаимодействует.
3. Исходя из этого, кислотные и механические характеристики носителя тепла на работу и состояние прибора никоим образом не влияют.

Именно стальные трубы сообщают биметаллическому изделию отличные технические характеристики.

Благодаря стали труб приспособление имеет высокую прочность. Повышенную теплоотдачу обеспечивают внешние ребра из алюминия. Пытаясь узнать, сколько кВт в стальном радиаторе, учтите, что биметалл имеет самую высокую теплоотдачу – около 0.2 кВт на одно ребро.

Вывод

Выяснив, сколько кВт в 1 секции стального радиатора либо аналога из другого металла, вы сможете рассчитать теплопередачу приобретаемой продукции. Это позволит вам обустроить эффективную отопительную систему в своем жилище.

Видео в этой статье продолжает наглядно информировать вас по теме.

Подробный расчет мощности радиаторов отопления

Проблема отопления в наших широтах стоит значительно острее, чем в Европе с ее мягким климатом и теплыми зимами. В России значительная часть территории находится под властью зимы до 9 месяцев в году. Поэтому очень важно уделить достаточное внимание выбору систем отопления и расчету мощности радиаторов отопления.

В отличии от теплых полов, где учитывается только площадь, расчет мощности радиаторов отопления производится по иной схеме. В этом случае следует учитывать также высоту потолков, то есть общий объем помещения, в котором планируется установка или замена системы отопления. Бояться не стоит. В конечном итоге весь расчет строится на элементарных формулах, совладать с которыми не составит труда. Радиаторы будут обогревать помещение благодаря конвекции, то есть циркуляции воздуха в комнате. Нагретый воздух поднимается вверх и вытесняет холодный. В этой статье Вы получите самый простой расчет мощности радиаторов отопления

Пример расчета мощности батарей отопления

Возьмем помещение площадью 15 квадратных метров и с потолками высотой 3 метра.Объем воздуха, который предстоит нагреть в отопительной системе составит:

 V=15x3=45 метров кубических

Далее считаем мощность, которая потребуется для обогрева помещения заданного объема. В нашем случае — 45 кубических метров. Для этого необходимо умножить объем помещения на мощность, необходимую для обогрева одного кубического метра воздуха в заданном регионе. Для Азии, Кавказа это 45 вт, для средней полосы 50 вт, для севера около 60 вт. В качестве примера возьмем мощность 45 вт и тогда получим:

45×45=2025 вт — мощность, необходимая для обогрева помещения с кубатурой 45 метров

Выбор радиатора исходя из расчета

Стальные радиаторы

Оставим за скобками сравнение радиаторов отопления и отметим только нюансы, о которых необходимо иметь представление при выборе радиатора для вашей системы отопления.

В случае расчета мощности стальных радиаторов отопления все просто. Есть необходимая мощность для уже известного помещения — 2025 вт. Смотрим по таблице и ищем стальные батареи, выдающие необходимое число Вт. Такие таблицы несложно найти на сайтах производителей и продавцов подобных товаров. Обратите внимание на температурные режимы, при которых будет эксплуатироваться система отопления. Оптимально использовать батарею в режиме 70/50 С.

В таблице указывается тип радиатора. Возьмем тип 22, как один из самых популярных и вполне достойных по своим потребительским качествам. Отлично подходит радиатор размером 600×1400. Мощность радиатора отопления составит 2015 Вт. Лучше брать немного с запасом.

Алюминиевые и биметаллические радиаторы

Алюминиевые и биметаллические радиаторы зачастую продаются секциями. Мощность в таблицах и каталогах указывается для одной секции. Необходимо разделить мощность, необходимую для обогрева заданного помещения на мощность одной секции такого радиатора, например:

2025/150 = 14 (округлили до целых)

Получили необходимое число секций для помещения объемом 45 кубических метров.

Не переборщите!

14-15 секций для одного радиатора — это максимум. Ставить радиаторы по 20 и больше секций неэффективно. В таком случае следует разбивать число секций напополам и устанавливать 2 радиатора по 10 секций. Например, 1 радиатор поставить возле окна, а другой возле входа в комнату или на противоположной стене.

Со стальными радиаторами так же. Если комната достаточно велика и радиатор выходит слишком большой — лучше поставьте два поменьше, но той же суммарной мощности.

Если в комнате того же объема 2 окна или более, то хорошим решением будет установка радиатора под каждым из окон. В случае с секционными радиаторами все довольно просто.

14/2=7 секций под каждым окном для комнаты того же объема

Радиаторы обычно продаются по 10 секций,  лучше взять четное число, например 8. Запас в 1 секцию лишним не будет в случае серьезных морозов. Мощность от этого особенно не изменится, однако инерция нагрева радиаторов уменьшится. Это может быть полезно, если в комнату часто проникает холодный воздух. Например, если это офисное помещение, в которое часто заходят клиенты. В таких случаях радиаторы будут нагревать воздух немного быстрее.

Что делать после расчета?

После расчета мощности радиаторов отопления всех комнат, необходимо будет выбрать трубопровод по диаметру, краны. Количество радиаторов, длину труб, количество кранов для радиаторов. Подсчитать объем всей системы и выбрать подходящий для нее котел.

Для человека дом часто ассоциируется с теплом и уютом. Чтобы дом был теплым, необходимо уделить должное внимание системе отопления. Современные производители используют новейшие технологии для производства элементов систем отопления. Однако, без грамотного планирования подобной системы, для определенных помещений эти технологии могут оказаться бесполезны.

В первую очередь необходимо понимать, для каких целей будет использоваться помещение. Какой температурный режим в нем желателен. В этом деле существует множество тонкостей, которые необходимо учитывать. Желательно сделать проект отопления с точным расчетом мощности радиаторов отопления и теплопотерь. Радиаторы отопления лучше устанавливать в той части комнаты, где холоднее всего. В вышеизложенном примере была рассмотрена установка батарей отопления возле окон. Это один из наиболее выгодных и эффективных вариантов размещения элементов отопительной системы.

Видео по расчету мощности батареи

Читайте так же:

Разработка биметаллических катализаторов на основе Pd для ORR: расчетное исследование DFT

Разработка катализаторов с обедненным Pd для реакции восстановления кислорода (ORR) является ключевым моментом для крупномасштабного применения топливных элементов с протонообменной мембраной (PEMFC). В настоящей статье мы предложили стратегию с несколькими дескрипторами для разработки эффективных и долговечных катализаторов из сплава на основе Pd для ORR. Мы продемонстрировали, что идеальный катализатор из биметаллического сплава на основе Pd для ORR должен обладать одновременно отрицательной энергией образования сплава, отрицательной энергией поверхностной сегрегации Pd и более низкой способностью связывать кислород, чем чистая Pt.При выполнении подробных расчетов методом DFT термодинамики, химии поверхности и электронных свойств сплавов Pd-M было выявлено, что Pd-V, Pd-Fe, Pd-Zn, Pd-Nb и Pd-Ta имеют стабильную сегрегированную поверхность Pd. и улучшенная активность ORR. Анализируются факторы, влияющие на эти свойства. Энергия образования сплава Pd с переходными металлами M может в основном определяться их электронным взаимодействием. Это может быть причиной отрицательной энергии образования сплава для сплавов Pd-M. Энергия поверхностной сегрегации Pd в первую очередь определяется поверхностной энергией и атомным радиусом M.Металлы M, которые имеют меньший атомный радиус и более высокую поверхностную энергию, будут иметь тенденцию способствовать поверхностной сегрегации Pd в соответствующих сплавах Pd-M.

1. Введение

Топливные элементы привлекли большое внимание в последние годы, поскольку глобальные усилия по сокращению нашей зависимости от ископаемого топлива возросли. В частности, топливные элементы с низкотемпературной протонообменной мембраной (PEMFC) обладают большим потенциалом в качестве замены обычных двигателей внутреннего сгорания в будущих мобильных приложениях, которые могут эффективно преобразовывать химическую энергию в электрическую.Однако развитию PEMFC серьезно препятствует тот факт, что реакция восстановления кислорода (ORR) идет медленно, даже при использовании Pt в качестве катализатора. Медленная кинетика ORR требует значительного количества этого драгоценного металла на их катодах в реальных электрохимических системах, что ограничивает масштабирование соответствующих технологий возобновляемых источников энергии. Следовательно, PEMFC по-прежнему оставляют место для снижения затрат и повышения эффективности, чего можно было бы достичь, найдя более активные и стабильные электрокатодные катодные катализаторы для ORR.Поскольку платина дорогая и дефицитная, сплавы вызвали интерес в связи с запросом на разработку передовых электрокатализаторов в последние годы [1–4]. Некоторые сплавы Pt, такие как Pt-Fe, Pt-Co, Pt-Ni и Pt-Cu [5–14], значительно более активны, чем Pt, и были тщательно изучены в отношении усовершенствованных электрокатализаторов ORR. Например, Стаменкович и др. обнаружили, что на Pt ₃ Ni ORR в 90 раз быстрее, чем на чистой Pt [8]. Легирование Pt неблагородными переходными металлами Fe, Co и Cu может повысить каталитическую активность и стабильность этих катализаторов, причем их катализаторы из сплавов на основе Pt, как сообщается, в 2-10 раз более активны, чем поликристаллическая Pt для ORR [6, 9, 13, 15–22].Однако одним из основных недостатков коммерциализации PEMFC является высокая стоимость катализаторов на основе Pt. Таким образом, для устранения катализаторов на основе Pt необходимо разработать альтернативные экономичные катализаторы. В недавних исследованиях электрокатализа ORR была сделана попытка заменить Pt менее дорогими материалами.

В последние годы некоторые сплавы Pd-M (M — переходные металлы) использовались в качестве электрокатализаторов ORR [23–30], в которых легирование Fe и Co, как было обнаружено, сильно увеличивает электрокаталитическую активность Pd.Это представляет собой значительный прогресс в исследованиях катализаторов не Pt ORR для PEMFC. Например, Адзич [28, 29] изучал электрокатализаторы сплава Pd-M и обнаружил, что сплавы Pd-Fe и Pd-Co становятся очень активными для ORR, а атомы Pd выделяются на поверхность, образуя чистую пленку Pd на объемных сплавах. Результаты показали, что активные электрокатализаторы ORR могут быть созданы без Pt, и их активность может превосходить активность чистых электрокатализаторов Pt [29]. Дальнейшее повышение каталитической активности ORR и стабильности Pd представляет значительный интерес, и замена Pt менее дорогим металлическим сплавом Pd может значительно снизить эксплуатационные расходы, тем самым способствуя более быстрому и более широкому применению PEMFC.В поисках улучшенных материалов из сплава-катализатора использовались различные стратегии и схемы, от экспериментального высокопроизводительного каталитического экрана [31] до исследования идеализированных модельных систем [8]. Но на сегодняшний день были предприняты лишь ограниченные усилия по использованию вычислительных методов, основанных на теории функционала плотности (DFT), для поиска улучшенных катализаторов ORR [32]. Темпы открытия материалов для электрокатализаторов из сплавов можно в принципе ускорить за счет разработки эффективных методов компьютерного скрининга.В некоторых исследованиях предложены термодинамические руководящие принципы для разработки электрокатализаторов на основе сплава Pd для ORR. Например, Bard et al. [30, 33, 34] предположили, что для сплавов Pd-M место разрыва связи O – O образовано переходным металлом M, а затем образованный мигрирует в полые участки, образованные атомами Pd, где он легко восстанавливается до воды. . Основываясь на этом механизме, поверхность сплава должна состоять из относительно химически активного металла, такого как Co, и атомное соотношение этого переходного металла должно составлять от 10% до 20%, чтобы существовало достаточное количество центров для реакций разрыва связи O – O на M и для восстановления в полых узлах, где преобладают атомы Pd.Ван и Бальбуэна [35, 36] предложили аналогичное термодинамическое руководство для разработки катализаторов из биметаллических сплавов на основе Pd. Для Pd с полностью занятыми валентными d-орбиталями легирование переходными металлами, такими как Co, с незанятыми валентными d-орбиталями, значительно снижает свободную энергию Гиббса как для первой стадии переноса заряда, так и для стадий, связанных с восстановлением промежуточных соединений. Хотя эти исследования убедительно показали, что разработка первых принципов катализатора теперь стала реальностью для ORR, и в этом отношении был достигнут соответствующий прогресс, эти аргументы в пользу электрокатализа ORR на биметаллических поверхностях на основе Pd не могут объяснить относительно хорошую активность и стабильность Pd. -М сплавы в кислой среде [37].С другой стороны, обогащенная Pd пленка может объяснить как хорошую активность, так и стабильность этих сплавов [38–40]. Следовательно, полностью основанный на DFT, высокопроизводительный, вычислительный дизайн и скрининг катализаторов из сплавов на основе Pd еще предстоит реализовать, и дальнейшая разработка схем скрининга все еще необходима для разработки биметаллических катализаторов на основе Pd.

Как мы все знаем, ORR возникает в электрохимических средах в условиях высокого электродного потенциала и, таким образом, ожидается, что он будет подвержен проблемам стабильности, упомянутым выше.В самом деле, недавние отчеты подчеркнули важность соображений стабильности при идентификации улучшенных катализаторов ORR [8, 41]. Известно, что материалы Pd кинетически стабильны в электрохимических системах в течение относительно длительного периода эксплуатации [42, 43]. Он также является одним из металлических элементов, устойчивых к высоким потенциалам и кислым условиям PEMFC [44]. Кроме того, частицы ядро-оболочка, которые имеют недорогое ядро, окруженное оболочкой из Pd, широко обсуждаются как многообещающие каталитические материалы PEMFC и могут в настоящее время определять как хорошую активность, так и стабильность сплавов на основе Pd.Однако вопросы стабильности почти не учитывались в предыдущих расчетах и ​​экранах катализаторов из сплава на основе DFT. Поэтому в данной статье мы сосредоточим наше внимание на катализаторах из сплавов на основе Pd, которые могут образовывать защитную оболочку из Pd на самом верхнем поверхностном слое и обладают высокой тенденцией к сегрегации, свойством, тесно зависящим от энергии поверхностной сегрегации.

Поскольку электрокаталитические реакции на катализаторах слишком сложны для полного теоретического описания, сложность сначала снижается.Следовательно, в настоящем исследовании мы ограничиваем наши расчеты плотноупакованными поверхностями, и в этой статье мы ищем основанную на DFT вычислительную процедуру скрининга катализатора, включая энергию адсорбции атома O, энергию образования сплава и поверхностную сегрегацию. энергия Pd, которые считаются достаточно способными предсказывать каталитическую активность и стабильность катализаторов из сплава. Общая цель — найти сплавы состава Pd ₃ M (M — переходные металлы) с повышенной активностью и стабильностью ORR.Мы проиллюстрировали использование этой схемы на ORR и успешно использовали эти стратегии для определения нескольких многообещающих новых катализаторов для этой реакции, и некоторые катализаторы сплава были синтезированы и испытаны экспериментально и показали улучшенные характеристики ORR по сравнению с чистой Pt. Хотя наши результаты не всегда были точными количественно, выводы о тенденциях были достаточно точными качественно, потому что нынешний экспериментальный феномен ЧОО подтвердил результаты компьютерного скрининга.

2. Модели и методы

Расчеты проводились на основе метода периодической DFT-пластины с использованием приближения обобщенного градиента с обменно-корреляционным функционалом Perdew-Burke-Ernzerhof [45]. Ядра и остовные электроны описывались с помощью потенциалов PAW [46]. Уравнения Кона-Шэма решались самосогласованно с использованием базиса плоских волн. Ограничение кинетической энергии 26 Ry и ограничение плотности заряда 260 Ry использовались, чтобы сделать базисный набор плоских волн конечным.Поверхность Ферми обрабатывалась методом размытия Метфесселя-Пакстона с параметром 0,02 Ry [47]. Все расчеты в этом исследовании были выполнены с использованием кодов PWSCF, включенных в дистрибутив Quantum ESPRESSO [48], а рисунки химических структур были получены с помощью графического пакета XCRYSDEN [49–51].

Кристаллическая структура сплавов на основе Pd рассчитана по структуре кубической системы L1 ₂ со стехиометрическим соотношением 3: 1 [52], в которой атомы Pd занимают гранецентрированные позиции, а M (M составляет 3d , Переходных металлов 4d и 5d) атомы расположены по углам элементарной ячейки.Для каждой структуры Pd ₃ M постоянная решетки была получена после объемной оптимизации. Во всех расчетах для моделирования поверхности Pd ₃ M (111) использовались (2 × 2) пятислойные пластины из ГЦК (111) с теоретической равновесной постоянной решетки. В суперячейке каждый слой пластины содержит 3 атома Pd и 1 атом M.

Структуры сегрегации были достигнуты путем обмена атомами M в первом слое и атомами Pd во втором слое. Следовательно, самый верхний слой полностью покрыт атомами Pd, а второй слой содержит 50% атомов Pd для каждой структуры сегрегации Pd.K-сетка с равномерным смещением (4 × 4) использовалась для описания первой зоны Бриллюэна для плиты (2 × 2). Вакуумные слои толщиной 16 sl были добавлены над верхним слоем плит во всех случаях, что достаточно велико, чтобы гарантировать, что взаимодействия между повторяющимися плитами будут незначительными. В расчетах плиты структура двух нижних слоев плиты была зафиксирована в теоретических объемных положениях, тогда как геометрия трех верхних слоев и все другие структурные параметры на пятислойной плите (2 × 2) допускались полностью расслабьтесь, чтобы свести к минимуму общую энергию системы.Критерии для полной энергии и компонент декартовой силы, действующие на каждую используемую сходимость атомов, находились в пределах 10 ^-5 Ry и ниже 10 ^-3 Ry / Bohr в отношении структурной оптимизации, соответственно.

Центр -полосы поверхностных атомов, является ключевым параметром, влияющим на характеристики поверхностной адсорбции [53, 54]. Поэтому был рассчитан для различных каталитических материалов, и была исследована взаимосвязь между значениями и энергией адсорбции атома O.Центр -зоны рассчитывался как первый момент проекции плотности состояний -зон на поверхностных атомах, привязанный к уровню Ферми.

3. Расчетные схемы легированных катализаторов ORR

3.1. Дескриптор стабильности биметаллических катализаторов на основе Pd

Можно представить, что формирование биметаллических катализаторов на основе Pd с сегрегированной поверхностью Pd можно разделить на две стадии. В первую очередь, объемные сплавы должны образовываться в результате жидкофазных или твердофазных реакций между Pd и переходными металлами M.Таким образом, требуется тот факт, что энергии образования сплавов реакции n Pd + m MPd _n M _m отрицательны. В противном случае между Pd и переходными металлами M образуется отдельная фаза. Рассчитывается по формуле, где — полная энергия сплава, а — полная энергия составляющих и постоянная решетки при равновесии соответственно. Затем происходит поверхностная сегрегация внутренних атомов Pd с образованием сегрегированной поверхности Pd посредством некоторых специальных процессов, таких как высокотемпературный отжиг или адсорбция поверхности.В общем, энергия поверхностной сегрегации — это энергия перемещения атома изнутри на поверхность кристалла. В данной работе он определяется как разность полных свободных энергий между пластинами с сегрегированной структурой поверхности Pd и с объемной структурой. Отрицательная энергия сегрегации на поверхности указывает на то, что внутренние атомы Pd способны сегрегировать на поверхность, в то время как положительная энергия сегрегации предполагает, что сегрегация Pd на поверхности не происходит. Хотя структура сегрегированной поверхности Pd может быть достигнута путем осаждения Pd на переходные металлы или удаления легирования катализаторов из сплавов на основе Pd, это не влияет на тот факт, что энергия поверхностной сегрегации является отрицательным действием в качестве дескриптора стабильности катализаторов из сплава с поверхностью, сегрегированной Pd.

3.2. Дескриптор активности биметаллических катализаторов на основе Pd

В нашем предыдущем исследовании механизмов ORR [55] результаты показали, что протонирование адсорбированного атома O с образованием OH является этапом, определяющим скорость (rds) на поверхности Pd (111). ; такой вывод о rds ORR указывает на то, что активность ORR сегрегированной поверхности Pd может быть оценена по их способности связывания с оксигенированными частицами, и катализаторы на основе Pd, которые более слабо связывают атомарный кислород, чем чистая Pt, могут иметь лучшую активность ORR.В литературе хорошо установлено, что Pd и Pt в некоторой степени слишком оксофильны, так что оксигенированные частицы на поверхности, образующиеся в результате диссоциации O ₂ , имеют тенденцию блокировать участки поверхности для ORR [56]. Таким образом, энергия адсорбции кислорода может быть хорошим показателем каталитической активности ORR биметаллических сплавов на основе Pd. Если энергия адсорбции атома O на стабильных катализаторах из сплава с сегрегированной поверхностью Pd близка или немного ниже, чем у чистой Pt, катализаторы из сплава должны иметь улучшенные характеристики ORR по сравнению с чистой Pt.Энергии адсорбции рассчитываются с помощью энергий пустой пластины Pd ₃ M (111) () с сегрегированной поверхностью Pd и изолированным атомом кислорода, поскольку ссылки, приведенные здесь, относятся к полным энергиям оптимизированной системы пластина / O.

Таким образом, для идеальных катализаторов из сплава ORR на основе Pd должны одновременно выполняться три критерия: (1) <0; (2) <0; (3). Поэтому мы применили метод DFT для расчета вышеупомянутых трех критериев для катализаторов из сплава на основе модели Pd ₃ M, а затем ожидаем, что возможные катализаторы ORR с высокой активностью и стабильностью могут быть обнаружены теоретически.

4. Результаты и обсуждение

В соответствии с последовательностью элементов периодической таблицы, рассчитанные методом DFT постоянные решетки () и значения для трех критериев различных сплавов Pd ₃ M показаны в таблицах 1, 2 и 3, когда M представляет собой переходные металлы 3d, 4d и 5d соответственно. Также дана валентная электронная конфигурация (VEC) переходных металлов M.

.

Hvac Systems Лучшая цена производителей биметаллических радиаторов в Китае

«Настенный биметаллический алюминий для горячей воды

производители радиаторов Китай

Спецификация стальной трубы биметаллического радиатора: