Как задекорировать батарею: Как закрыть батареи

Содержание

декоративные панели, накладки, короба, как декорировать и закрыть и украсить батарею, фото и видео примеры

Содержание:

1. Декорирование батарей отопления окрашиванием
2. Декор батареи отопления своими руками с помощью декупажа
3. Декоративная панель для батареи, накладки

Чугунные батареи до сих пор встречаются во многих общественных зданиях и жилых домах, ведь они практичны и долговечны. Чаще всего они окрашены в белый цвет и выглядят слишком скучно и уныло, поэтому возникает желание сделать декор батареи отопления своими руками.

Кроме того, радиаторы из чугуна не всегда удается удачно вписать в интерьер. Если хочется превратить их в украшение помещения, то можно выполнить декорирование батарей отопления. В результате отопительные приборы станут выглядеть совершенно по-другому. Примеры можно увидеть на фото.

Декорирование батарей отопления окрашиванием

Самый простой способ, как декорировать батарею отопления – это покрасить ее. Вовсе не обязательно выбирать белый цвет – краска может быть любой. Перед этим нужно демонтировать радиатор, удалить ржавчину, обезжирить с помощью ацетона или обжечь горелкой или паяльной лампой.

Те места, которые не будут окрашиваться, заклеиваются малярным скотчем. Если батарея ранее не была окрашена, то ее обрабатывают алкидной грунтовкой с пигментом.

Окрашивать радиаторы начали еще много лет назад. Раньше для этого использовали варежку – с ее помощью можно выполнить работу качественно и без множества подтеков и слоев. В результате краска ложится ровно, поэтому батареи выглядят аккуратными.

Варежку делают из меха – для этого берут его кусок, складывают пополам и сшивают таким образом, чтобы получился мешочек. Потом надевают резиновую перчатку, чтобы не испачкать руки, и на нее – варежку. Теперь можно приступать к покраске батарей отопления – краска ляжет тонким слоем и равномерно, без подтеков.

Очень интересно выглядит оформление батарей в виде ювелирного изделия – для этого потребуется сделать специальный состав для патинации. Он делается очень просто – нужно только смешать черный и красный цвета. Получившуюся в результате краску бронзового цвета наносят марлей на радиатор. Дополнительно можно украсить батарею рисунками.

Декор батареи отопления своими руками с помощью декупажа

С помощью техники декупажа имеется возможность превратить обычную батарею в стильное, оригинальное и красивое изделие. Нужно лишь только проявить немного фантазии и потратить пару часов своего времени.

Чтобы выполнить декор батареи отопления своими руками, потребуются такие материалы:

акриловые краски;
матовая белая краска;
клей ПВА;
кисточки;
термостойкий лак;

декупажная бумага с нужным рисунком.

Работа выглядит следующим образом:

До того как украсить батареи отопления своими руками, поверхность тщательно моют и обрабатывают мелкой наждачной бумагой.
Батарею вытирают, чтобы на ней не осталось пыли и грязи, окрашивают матовой краской. Если перед этим батарея была покрыта масляной краской, то использовать нитро составы нельзя – в противном случае поверхностью изделий покроется мелкими пузырьками (прочитайте: «Чем и какой краской покрасить батареи отопления»).
Спустя 18 часов, когда краска полностью высохнет, можно начинать клеить декупажную бумагу на батарею. Декоративные накладки на батареи отопления наклеивают, начиная с середины мотива. Чтобы клей равномерно распределился по поверхности, его обязательно разбавляют.

После того как рисунок будет полностью наклеен, с помощью краски можно дорисовать какие-либо элементы, дополнить картину.
В завершение батарею покрывают термостойким лаком. Читайте также: «Как сделать декупаж батареи отопления своими руками – варианты и возможности».

На этом работа завершена, и интерьер помещения украшен стильным отопительным прибором.

Сейчас в продаже можно найти специальные наклейки для батарей отопления. Так как они созданы именно для радиаторов, они прекрасно переносят высокие температуры. Однако выбирать нужно только высококачественные наклейки, которые не испортятся из-за нагревания.

Декоративная панель для батареи, накладки

В настоящее время декоративные панели для батарей отопления пользуются немалой популярностью. Экраны бывают разными – их конструкция может быть плоской, навесной, висячей, в виде короба. Данные элементы выбирают исходя из конструкции радиаторов, особенностей интерьера, личных предпочтений и финансовых возможностей хозяев жилья. Ну а установить экран для батареи отопления своими руками можно.

Декоративная панель для батареи может быть изготовлена из металла, дерева, пластика, стекла, МДФ-панелей. При выборе экрана нужно учитывать и особенности материала – например, металл более долговечен, чем дерево, которое при высоких температурах утрачивает свой внешний вид.

Декоративный короб для батареи прекрасно скрывает невзрачные отопительные приборы. Экраны могут иметь очень интересный дизайн, благодаря чему они нередко становятся украшением интерьера. Если возникнет желание поменять стиль помещения, декоративные панели для радиаторов отопления можно просто поменять на другие.

При выборе декоративного экрана нужно обращать внимание не только на его внешний вид. Основное предназначение отопительных приборов – это обогрев помещений. Экраны с большой площадью сплошной поверхности препятствуют эффективному отоплению, поэтому от таких изделий стоит отказаться. Лучше всего выбирать панели с крупной сеткой – они не препятствуют нормальному теплообмену. Кроме того, желательно, чтобы верхняя часть радиатора оставалась открытой – теплый воздух поднимается вверх.

Что касается конструкции панелей, то предпочтительнее, чтобы они были приставными. Делать сплошные короба из гипсокартона не рекомендуется – в случае появления необходимости проведения ремонта его придется разрушать.

В том, как декоративно закрыть батарею, нет ничего сложного. Достаточно просто нацепить декоративный экран на радиатор (детальнее: «Как и чем закрыть батареи отопления, декорировав их в комнате»).

Придать отопительным приборам декоративность очень просто – их можно окрасить, нанести на поверхность интересный рисунок или просто установить специальную панель. При желании можно превратить радиатор в настоящее украшение помещения, которое не только не будет портить интерьер, но и станет выгодно его дополнять. К тому же на то, чтобы окрасить батареи или наклеить на них декупажную бумагу, много времени не потребуется. С решетками еще проще, но такой вариант декора обойдется дороже.

На видео показан пример декора батареи отопления своими руками:

Как Красиво Задекорировать Батарею Отопления? 11 Способов

Отопительные системы изготавливаются из разных сплавов и материалов.

В основном виды радиаторов не отличаются многообразием. Это заставляет владельцев квартир искать способы их декорирования. Важно, чтобы новая обстановка не ухудшила проникновение тепла, а в случае возникновения чрезвычайной ситуации легко демонтировалась.

Содержание

1 Покраска в цвет стен
2 Декупаж
3 Навесные экраны
4 Плоские экраны
5 Экран-короб
6 Пластиковые решетки
7 Стеклянный экран
8 Шторы в пол
9 Спрятать радиатор с помощью мебели
10 Встроенная мебель
11 Заменить на дизайнерскую модель
12 Итог

Покраска в цвет стен

Легче всего сменить обстановку путем перекрашивания радиатора в тон поверхности, на которой он размещен. Затраты минимальны, но количество преимуществ в данном случае превосходит все другие способы декорирования:

сохраняется полный доступ к системе отопления;

конвекция ничем не затрудняется;
обогрев комнаты осуществляется на высоком уровне.

Даже советские варианты радиаторов после ремонта становятся стильными и привлекательными. Для покраски батареи применяется только определенный состав, созданный для этих целей. Приобрести его можно в специализированных магазинах.

Декупаж

Результат зависит от фантазии и оригинальности мастера. Создание декупажа осуществляется при помощи следующих материалов:

краситель матового белого цвета;
кисти;
салфетки, декупажная бумага либо распечатанные образцы с выбранным рисунком;
клей ПВА;
акриловая краска;
термостойкий лак.

На первом этапе мастер тщательно вымывает и обрабатывает наждачной бумагой поверхность радиатора, далее окрашивает матовым белым цветом. Наносить узоры нужно после высыхания красителя при помощи клея ПВА. Рисунок можно дополнить рукописным орнаментом. В конце декор покрывается термостойким лаком.

Навесные экраны

Дизайнеры считают их самими оптимальными, а поэтому востребованными. Обычно в основе конструкции лежит металл, что обеспечивает ее следующими преимуществами:

легко устанавливается;
не влияет на уровень теплового обмена;
имеет закругленные края, что значительно снижает риск травмирования.

Идеально подходят приставные и съемные модели, не обладающие основательными крепежами, поскольку доступ к радиатору должен быть открыт в любой момент. В противном случае надежно монтированную к стене конструкцию ломают в срочном порядке, что приносит владельцам дополнительные расходы.

Плоские экраны

Часто такие конструкции применяются для радиаторов, встроенных в нишу. Популярны, поскольку по стилистике имеют множество вариантов исполнения:

в виде решетки;
с принтом растительной либо геометрической тематики;
с резьбой;
кованные.

Если радиатор вмонтирован в нишу, то выстроив широкий подоконник, владельцы могут организовать небольшой рабочий уголок. Модели данного плана обрели популярность благодаря своей универсальности и высоким техническим показателям. Выбор плоских панелей невероятно огромен. Представлены модели с резьбовым оформлением, разнообразными кованными деталями и рисунками. Если же отопительный прибор расположен далеко от стены, на его месте можно установить скамейку.

Все обозначенные преимущества позволяют плоским экранам пользоваться популярностью не только в целях декорирования отопительных приборов. Скрытые таким образом батареи выглядят необычно, привлекательно, и уж точно никого не оставляют равнодушным.

Экран-короб

Конструкция закрывает радиаторы полностью. В неотопительный сезон может играть роль подставки, поскольку в зимний период предметы искажают потоки теплого воздуха. Изготавливаются модели двух видов: закрытые только с одной стороны либо полностью. Подбираются они в зависимости от типа подводки отопительного механизма.

Организации, трудящиеся над созданием коробов, разрабатывают как стандартные модели, так и оригинальные, в соответствии с предпочтениями заказчика. При желании жильцы могут изготовить неплохое эстетическое решение самостоятельно, проявив немного оригинальности и фантазии.

Пластиковые решетки

Конструкции отличаются невысокой ценой, однако монтировать их в жилых помещениях крайне не рекомендуется. Проблема в том, что полимерные вещества при повышении температуры выделяют вредные соединения, при контакте с которыми у человека начинаются проблемы со здоровьем.

Стеклянный экран

Основным материалом в изготовлении является огнеупорное стекло, поскольку оно отличается большой толщиной. Обычно поверхность украшается красивыми принтами и орнаментами, поэтому прекрасно вписывается в любой стиль интерьера. Несмотря на легкую установку, цена стеклянных экранов достаточно высокая, из-за чего они не могут похвастаться большой популярностью. Конструкция надежно прикрепляется на специальные винтовые держатели, имеющие эластичные прокладки. Они качественно защищают стеклянную поверхность навеса.

Шторы в пол

Наверное, нет человека, который на практике не сталкивался с данным способом. Обычно через некоторое время жильцы забывают о том, что за шторами скрывается не очень привлекательный радиатор отопления. Единственное условие – занавес должен идеально вписываться в стилистику интерьера и максимально скрывать за собой детали. При желании отдельно к подоконнику прикрепляется штора на липучках. Ткань может быть и той, из которой изготовлены сами занавески, и подобранная в тон обоев. В деревенской тематике такой стиль исполнения считается наиболее удачным.

Спрятать радиатор с помощью мебели

Вариант предусматривает только перестановку, поэтому не нуждается ни в каких финансовых вложениях. Перед радиатором устанавливается все что угодно – комод, диван, кресло, консоль и прочее. Главное, чтобы предмет имел высоту до подоконника и ширину, равную батарее, либо немного больше. Располагать его следует на некотором расстоянии. В противном случае в помещении нарушается циркуляция воздуха. От слишком глубоких предметов следует отказаться, поскольку с ними окна открываются достаточно проблематично. Аналогичная ситуация обстоит с кроватями. Длительное пребывание вблизи радиатора становится причиной возникновения головных болей.

Встроенная мебель

Хорошо подходят откидные столики, диванчики, полки и шкафы. Эти предметы изготавливаются исключительно под заказ. Особенно часто таким образом декорируется кухонная батарея, если новая обстановка подразумевает расположение шкафчика вблизи окна. Обычно мастера делают отверстия для воздуха непосредственно в цоколе, а также в верхней части столешницы. Нередко вокруг радиатора устанавливаются ящики для хранения, скамья с мягкими подушками для сидения и стеллаж. Такая обстановка делает оконную область более функциональной.

Заменить на дизайнерскую модель

Уникальные дизайнерские разработки изготовлены для тех, кто не готов тратить много времени и выдумывать что-то новое. Такие радиаторы не только отлично выполняют свои отопительные функции, но и являются прекрасным украшением дизайна. Эти изделия не продаются большими партиями, поэтому жильцам придется подыскивать мастера самостоятельно и взаимодействовать с создателем уникального радиатора отопления.

Итог

Отопительные системы всегда располагаются на видном месте, при этом привлекательностью они никогда не отличались. Сменить дизайн радиаторов можно несколькими способами, ориентироваться исключительно на стоимость ремонта не рекомендуется. Главное, чтобы эстетическая привлекательность не стала препятствием для проникновения тепла.

Как задекорировать батарею своими руками

Невозможно представить нашу жизнь без труб и радиаторов отопления. Это нужные в доме предметы, но их трудно отнести к числу тех объектов, которые украшают интерьер.

Поэтому многие задаются вопросом, как задекорировать батарею, чтобы она стала менее заметна. Не всегда есть возможность скрыть радиаторы и трубы в стене.

При покупке обогревающего устройства следует обращать внимание на мощность и тип обогревателя.

Однако если подключить фантазию и воспользоваться специальными приемами, то можно декорировать любую батарею, не затрачивая много усилий и средств.

Краска решает все проблемы

Любую батарею в доме можно сделать менее заметной, если покрасить ее в цвет стены. Для этого понадобятся:

Специальная термостойкая краска для радиаторов.
Кисть.
Резиновые перчатки для защиты рук.

Для покраски батареи понадобятся следующие материалы: специальная термостойкая краска для радиаторов, резиновые перчатки для защиты рук, кисть.

Сначала покрасить стену, а потом батарею. Такой способ больше всего подходит для приборов, которые имеют современный внешний вид и ровную поверхность.

Систему отопления можно задекорировать более интересно, если покрыть ее и стену рядом мелким цветным орнаментом. На пестром фоне радиаторы будут совершенно незаметны. Для этого существует большой выбор гибких виниловых трафаретов, которые легко можно наклеить на любую поверхность. Пользоваться нужно только специальной термостойкой краской. Если нет возможности использовать трафарет, то выполнить простые завитушки или волнистые линии сможет каждый своими руками. В этом поможет тонкая кисточка.

Интересным дизайнерским элементом станет радиатор, покрашенный в необычный цвет или в несколько цветов одновременно. Вместо привычной белой краски можно использовать серебристую, золотую или бронзовую. Ребра батареи сделать более яркими: красными, желтыми, оранжевыми или любого другого цвета, который подскажет фантазия. Это очень трудоемкий процесс, но такая батарея будет смотреться нестандартно и станет настоящим украшением интерьера.

Вернуться к оглавлению

Декоративный экран – практичное решение

Схема кованого декоративного экрана.

Прекрасный способ декорировать радиаторы – установка экрана. В этом случае не придется даже красить или реставрировать старую батарею. Экраны могут быть изготовлены из разных материалов: дерева, металла, из МДФ, гипсокартона или другого материала. Главное условие, чтобы подобный декор максимально вписывался в общий стиль оформления помещения.

Для дизайна, в котором преобладают природные декорации, лучше всего подойдет экран, изготовленный из дерева. Он принесет в комнату уют и душевное тепло. Его можно подобрать любой расцветки и текстуры, чтобы максимально приблизить к мебели, установленной в помещении. Если планируется использовать этот элемент декора как импровизированную полку или столик, то нужно учитывать, что от высокой температуры древесина может деформироваться.

В помещении, интерьер которого выполнен в стиле хай-тек, с характерными прямолинейными образами, лучше декорировать батарею отопления элегантным металлическим экраном. Сравнительно невысокая стоимость делает их очень популярными. Недостатком может считаться только однообразность заводской покраски. Но, если подключить фантазию и воспользоваться специальными красками, то можно изменить внешний вид любой конструкции по своему желанию.

Большое разнообразие фактур и оттенков, а также легкость и компактность делают экраны из панелей МДФ практически универсальными. Можно подобрать модель, подходящую под любой интерьер.

Собираясь устанавливать на радиатор декоративный экран, следует помнить, что некоторое количество тепла эта конструкция «отберет». Чтобы сократить теплопотери, за батареей устанавливается теплоотражающая поверхность из фольги.

Вернуться к оглавлению

Интересный декор своими руками

Красивый экран для батареи отопления можно сделать самостоятельно. В этом помогут:

деревянные бруски для каркаса;
строительный степлер или клей;
рулетка;
материал для экрана.

Вначале делается каркас из деревянных брусков, размер которого соответствует размеру батареи. Материал, который выбран для экрана, крепится к каркасу клеем или строительным степлером. В качестве материала можно использовать декоративную сетку, деревянную решетку или красивую плотную ткань. Получится не только красиво, но и практично. И можно быть полностью уверенным, что такого экрана не будет больше ни у кого.

Если нет желания загромождать комнату громоздкими каркасными экранами, то украсить батарею отопления можно декоративной занавеской. Из ткани, которая подойдет под общий интерьер, нужно сшить штору для батареи. Чтобы ее прикрепить можно использовать обыкновенную тканевую липучку. Одна часть пришивается сверху на занавеску, а вторая крепится клеем или степлером внизу подоконника. Сделать таких шторок можно несколько штук, а потом менять их в зависимости от времени года или настроения. Батарею в детской комнате можно украсить чехлом в виде животного. Сам чехол станет «туловищем», мордочку прикрепить с одной из сторон вверху, а снизу «ножки».

Если радиаторы не скрыты мебелью, то будет интересно задекорировать их под камин, стол, скамейку или любой другой предмет мебели. Чтобы сделать «камин», нужно прикрепить к радиатору сетчатый металлический экран, а по периметру закрепить резную раму для картины. Несколько каминных принадлежностей, поставленных рядом, завершат общую стилизацию.

Вариантов, как декорировать радиаторы, много. Когда встанет вопрос об украшении старой батареи, не стоит спешить с визитом в строительные магазины. Лучше обратиться к своему воображению, которое обязательно подскажет интересное решение.

Как спроектировать аккумулятор для автоспорта за 7 шагов

Батарейки, используемые в автоспорте, далеки от батареек АА, которые мы вставляем в заднюю часть пульта дистанционного управления телевизором. Итак, как вы подходите к разработке аккумуляторной батареи для автоспорта? Мы поговорили с ведущими экспертами, чтобы выяснить это. Аккумулятор McLaren Formula E участвовал в гонках с 5 сезона

1. Низкое напряжение против высокого напряжения

В современных гоночных автомобилях используются два основных типа аккумуляторов:

Низкое напряжение (LV) — система 12 В, которая питает низковольтную электронику и системы безопасности, такие как система управления батареями (BMS), блоки контроля элементов, контроль изоляции, датчики тока и регистрация данных.
Высокое напряжение (ВН) – питает электродвигатели и инверторы, сохраняя при этом энергию, накопленную во время рекуперативного торможения. Также работает блок распределения питания (PDU), шинная сеть и устройство ручного отключения обслуживания (MSD).

Принципиальная схема типичного электрического гоночного автомобиля.

Двигатели, используемые в электрических и гибридных гонках, требуют большой мощности, поэтому для их питания необходима батарея высокого напряжения. «Вообще говоря, если вы хотите обеспечить такое же количество энергии, есть два способа сделать это», — объясняет доктор Билли Ву, старший преподаватель кафедры энергетики и производства в Имперском колледже Лондона. «В соответствии с законом Ома [ P = IV ] вы можете получить одинаковую мощность с помощью высокого напряжения и низкого тока или высокого тока и низкого напряжения. Проблема в том, что когда вы пропускаете ток через провод, возникает конечное сопротивление, из-за которого провод нагревается до квадрата силы тока. Таким образом, выделяемое тепло равняется квадрату тока, умноженному на сопротивление [ P=I ² R]. Следовательно, чтобы свести к минимуму выделяемое тепло и повысить эффективность, необходимо уменьшить ток, поэтому батарея должна быть высокого напряжения».

Как работают батареи? Узнайте в нашем мартовском номере ЗДЕСЬ!

2. Плотность мощности в зависимости от плотности энергии

Однако конструкция, размер и компоновка этих высоковольтных батарей сильно различаются между гибридными и электрическими гоночными автомобилями. «Нам нужно понять, что важно для батареи ERS в Формуле-1 и что важно для батареи Формулы E, потому что это разные звери», — подчеркивает Дуглас Кэмплинг, главный инженер по автоспорту в Williams Advanced Engineering. «Самое большое отличие заключается в том, что батарея ERS разряжается и перезаряжается несколько раз за круг по сравнению с Формулой E, где разряжается одна батарея за всю гонку. Поэтому в Ф1 ищешь лучшую удельную мощность. F1 — это получение мощности, необходимой для этого ускорения, в наименьшем корпусе, поэтому ключевую роль играют объемная и гравиметрическая плотность мощности», — продолжает Кэмплинг. «С полностью электрическим двигателем это уравнение энергии. Вы должны довести все машины до конца гонки, и у вас есть фиксированное количество джоулей энергии, чтобы сделать это. Таким образом, Формула E направлена на получение как можно большего количества накопленной энергии и ее эффективное использование при соблюдении уровня мощности, необходимого для Чемпионата».

Силовой агрегат Mercedes F1 2016 года

Следовательно, элементы ERS F1 имеют более высокую удельную мощность (приблизительно 10–17 кВт/кг), но более низкую плотность энергии (приблизительно 90–120 Вт·ч/кг) по сравнению с аккумулятором Formula E Gen2 (приблизительно 2,2 кВт). /кг и 232 Втч/кг соответственно). Эти различия возникают из-за разного химического состава, используемого в Формуле-1 и Формуле-Е. «Но даже в рамках одного и того же химического состава вы можете получить одни клетки, которые являются «энергетическими», а другие — «энергетическими», — говорит Ву. «Всегда существует компромисс между мощностью и энергией. Грубо говоря, если вы хотите больше мощности, вы должны принять удар с точки зрения плотности энергии».

5 фактов о пятом сезоне Формулы Е

3. Типы ячеек Пример ячейки-мешка. ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ: Xalt Energy

Ячейки должны иметь не только правильный химический состав, но и желаемый размер и форму, чтобы поместиться в гоночном автомобиле. «Клетки могут быть трех разных форматов. Во-первых, цилиндрическая клетка, которая абсолютно вездесуща по всему миру. Это то, что находится в ваших электроинструментах или беспроводном пылесосе. Они названы в честь своих размеров, поэтому наиболее часто используемой ячейкой в мире является 18650. Это 18 мм в диаметре и 65 мм в длину, что примерно соответствует размеру вашего большого пальца. У него положительный вывод на одном конце и отрицательный на другом», — объясняет Кэмплинг. «Тогда есть ячейка-мешочек, которая может быть разных размеров, но, по сути, представляет собой плоский набор электродов в полимерном мешочке, в отличие от скрученных электродов в цилиндрических ячейках. Положительные и отрицательные выступы могут быть на одном или противоположных концах. Наконец, есть призматическая ячейка с жестким кожухом вокруг плоских электродов, размеры которых могут быть нестандартными».

4. Серия против параллельной

После выбора типа ячейки возникает следующий вопрос: сколько? Сначала это можно рассчитать, разделив требуемую полезную энергию всего блока батарей на полезную энергию отдельного элемента. Затем необходимо учитывать требуемое напряжение системы, непрерывную выходную мощность и требуемую скорость зарядки. Затем на требуемую полезную энергию батареи влияют тип и количество двигателей на транспортном средстве, а также ожидаемая деградация батареи.

Количество последовательно соединенных элементов определяет напряжение батареи. «Каждая ячейка имеет диапазон напряжения. В полностью заряженном состоянии оно обычно составляет около 4,2 В, а нижний предел обычно составляет от 2,5 до 2,7 В, но каждая ячейка отличается», — говорит Кэмплинг. «У вас есть диапазон напряжений от трансмиссии, и особенно в Формуле E, где вы ищете максимальную эффективность, вы должны быть очень конкретными в отношении требуемого диапазона напряжения аккумуляторной батареи. Если вы соедините все элементы последовательно, вы суммируете напряжение каждого элемента, поэтому вы достигнете верхнего предела напряжения аккумуляторной батареи до достижения необходимой полезной энергии. Поэтому, как правило, вам необходимо соединить несколько ячеек параллельно, чтобы отрегулировать мощность без изменения выходного напряжения. Таким образом, вы разрабатываете аккумулятор, который соответствует целевому уровню полезной энергии, а также целевому выходному напряжению. Важно максимизировать рабочее напряжение, потому что чем выше напряжение, тем ниже ток, что приводит к уменьшению размера шин и проводки и, следовательно, к значительной экономии веса».

Существует множество различных способов подключения элементов и модулей для достижения требуемой полезной энергии и выходного напряжения. «Существует компромисс между использованием небольшого элемента с низким содержанием энергии и более крупного элемента с высоким содержанием энергии», — объясняет Энтони Лоу, руководитель отдела аккумуляторов для автоспорта в McLaren Applied Technologies. «Например, цилиндрические элементы 18650 дают вам гораздо больше гибкости с точки зрения пространства, количества и того, сколько вы можете подключить параллельно в аккумуляторном блоке. Вы можете втиснуть эти типы ячеек в более необычные пространства, уменьшив размер упаковки. В то время как большие типы пакетов немного более ограничены. Таким образом, существует компромисс между дополнительным весом, связанным с отдельным типом ячеек, и тем, как они все соединены вместе, количеством шин и соединений и гибкостью конструкции».

5. Температура и производительность

Следующим фактором является температура. Чем горячее батарея, тем быстрее она деградирует. Но слишком сильно уменьшите температуру, и батарея потеряет производительность. «F1 использует свои батареи намного выше рекомендованных спецификаций с точки зрения температуры, что позволяет им получить гораздо больше производительности от батареи, но затем она быстрее разряжается», — говорит Кэмплинг. «Это абсолютно нормально в Ф1, потому что они могут обновлять батареи несколько раз за сезон, но это неприемлемо в Формуле Е, потому что этим командам нужна батарея, которой хватит на весь сезон. Поэтому пределы температуры строго определены на основе результатов моделирования и испытаний деградации».

Существует два способа износа аккумулятора:
1. Циклическое старение – заряд аккумулятора со временем становится все меньше и меньше.
2. Календарное старение — литий-ионные элементы теряют емкость, даже когда они не используются, что чрезвычайно сложно смоделировать и предсказать.

В Формуле-1 календарное старение не является угрозой, но для батареи Gen2 Formula E, которая должна работать в течение двух сезонов, это серьезный фактор. Кроме того, существует также риск катастрофических отказов, таких как тепловой разгон.

Прочтите полную статью о технологиях аккумуляторов в нашем мартовском номере

‘Вы можете получить тепловой разгон, когда ваша батарея превысит примерно 80 или 90 градусов по Цельсию. Это запускает химические реакции внутри батареи, которые являются экзотермическими и поэтому выделяют большое количество тепла», — объясняет Ву. «Вы попадаете в эту петлю, где экзотермические реакции генерируют тепло, которое затем еще больше подпитывает тепловой разгон. Часто после этого батарея загорается, потому что электролиты, используемые в батареях, легко воспламеняются. Он фактически становится мини-огнеметом». Тонкий баланс между производительностью батареи и температурой — вот что делает проектирование батареи одной из самых сложных задач, стоящих перед современными инженерами.

Аккумулятор Formula E поколения 1, разработанный Williams Advanced Engineering

6. Охлаждение

Снижение износа аккумулятора можно снизить двумя способами. «Вы можете либо использовать меньшую доступную емкость, либо поддерживать оптимальную температуру батареи», — объясняет Пол Макнамара, технический директор Williams Advanced Engineering. «Если диапазон емкости вашей батареи увеличивается с 5% до 95% от общей емкости, она будет деградировать больше, чем если вы перейдете от 10% до 90%. Тогда у вас есть компромисс между использованием большего количества охлаждения, которое увеличит вес, и упаковкой большего количества ячеек для увеличения емкости».

Существует три основных способа охлаждения аккумулятора: 1) Воздушное охлаждение 2) Двухфазное охлаждение 3) Однофазные охлаждающие жидкости (жидкостное охлаждение)

использовал. «Вопрос в том, пропускаете ли вы эту жидкость через охлаждающую пластину или охлаждаете затоплением», — подчеркивает Ло. «При затопленном охлаждении вы используете диэлектрическую жидкость, потому что она непроводящая, поэтому вы используете тот факт, что эта жидкость может находиться в прямом контакте с ячейками. Таким образом, вы по существу заполняете аккумулятор диэлектрической жидкостью. Преимущество этого заключается в том, что вы избегаете любого дополнительного теплового сопротивления, которое вы можете получить при использовании охлаждающей пластины. Охлаждающая пластина обычно представляет собой металлический радиатор, внутри которого течет охлаждающая жидкость, которая прикрепляется к нижней части ячеек с помощью термоклея. Для этого в идеале вы должны использовать воду, поскольку она является гораздо более эффективной охлаждающей средой, чем диэлектрическая жидкость, и она менее плотная и, следовательно, более легкая. Дальнейшая экономия веса достигается за счет того, что вы не заполняете каждый закоулок батареи, а современные охлаждающие пластины теперь могут быть сделаны с очень тонкими стенками, но при этом выдерживать высокое давление». батарея, извлекает тепло и затем выходит из батареи, оно течет к обычному радиатору, где это избыточное тепло отводится в окружающий воздух, подобно обычной системе охлаждения для двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Пример охлаждающей пластины. ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ: PWR

Интересно отметить, что F1 и WEC используют воду для своих систем охлаждения. «В гонках вы можете использовать диэлектрические жидкости только в том случае, если это предписано правилами из соображений безопасности», — подчеркивает Кэмплинг. «Так было в первые четыре сезона Формулы Е. Безопасность не подвергалась никаким компромиссам, и это также было перенесено на новые аккумуляторы Gen2». напряжение и производительность каждой ячейки в аккумуляторной батарее, которая может содержать до 5000-6000 ячеек, требует сложной сети проводки. Все это должно контролироваться сложным мозгом: BMS. «У нас были термопары и датчики напряжения на каждой отдельной ячейке, поэтому мы могли отслеживать перепад напряжения и, следовательно, определять, какие ячейки переживают труднее, чем другие, в зависимости от того, где они расположены в аккумуляторной батарее», — объясняет Макнамара. «Поэтому мы могли гарантировать, что производительность каждого пакета будет одинаковой для честной конкуренции».

В дополнение к термопарам, есть также положительное и отрицательное сильноточное соединение, которое идет от одной ячейки к другой, чтобы позволить току течь между ячейками, а также слаботочное измерительное соединение. Наконец, система охлаждения, для которой может потребоваться соединение ячейки с охлаждающей пластиной с помощью термоклея сверху или снизу ячейки. «У вас также часто будут шины для соединения ячеек, которые передают ток от всех ячеек параллельно к следующей группе ячеек или модулю, — говорит Ло.

Количество, тип и упаковка этих диагностических разъемов являются сегодня одной из ключевых областей развития автоспорта, наряду с исследованиями новых химических веществ. Все для того, чтобы извлечь максимальную энергию из аккумулятора при минимально возможном весе. С 2007 года вес системы ERS на F1 уменьшился на 81%, эффективность повысилась на 56%, при этом удельная мощность увеличилась в 12 раз, а плотность энергии — в два раза. Именно это стремление к победе в автоспорте будет продолжать менять облик аккумуляторных технологий, какими мы их знаем.

Джемма Хаттон — Заместитель редактора

Джемма имеет степень бакалавра технических наук в области машиностроения в Университете Бата и степень магистра в области передовых технических наук в области автоспорта в Университете Крэнфилда. Она работала на трассе в BTCC, GT и F1 в качестве инженера по шинам в Pirelli, а затем в Manor F1. Она пишет для Racecar с 2010 года, используя свой инженерный опыт для изучения современных технологий автоспорта.

Как разработать серию тестов физической подготовки

от консультанта по спортивному фитнесу

Что такое набор тестов физической подготовки и как его составить?

Это просто группа фитнес-тестов, которые точно отражают различные физиологические потребности вашего вида спорта или мероприятия .

Первый шаг — разбить спорт (или это может быть оценка для вооруженных сил или пожарной службы) на различные компоненты физической подготовки. Для такого мероприятия, как спринт на 100 м или марафон, это довольно просто. Например, такие игры, как баскетбол, регби и волейбол, немного сложнее.

Одним из наиболее сложных примеров является футбол. Это сложное сочетание аэробной и анаэробной выносливости, силы, мощи, скорости и ловкости. Батарея тестов должна включать тесты физической подготовки, которые измеряют каждый из этих компонентов. Но недостаточно просто проверить силу или выносливость как таковые…

Каждое испытание должно воспроизвести потребность в энергии и в рамках данного вида спорта. На минутку вернемся к примеру с футболом:

Прохождение 1 мили как можно быстрее (тест Рокпорта) менее специфично для вида спорта, чем бег 20-метровыми рывками вперед и назад (многоэтапный челночный бег).

После того, как будут поняты точные энергетические и двигательные потребности в спорте, можно выбрать наиболее подходящие тесты физической подготовки. На самом деле, спортсмен или тренер может даже провести свой собственный тест, если он соответствует следующим критериям…

Качество теста

Независимо от того, используются ли стандартные тесты физической подготовки или самодельные тесты физической подготовки, они всегда должны соответствовать нескольким стандартам качества. :

Валидность
Это относится к степени, в которой тест измеряет то, что он должен измерять. Обычно это просто – например, бег на длинные дистанции не является допустимым показателем взрывной силы. иногда различие может быть немного менее четким — например, измеряет ли конкретный спринтерский тест сверхкратковременную мощность?

Надежность
Относится к постоянству или воспроизводимости фитнес-теста. Если человек не меняет свои спортивные способности, то надежный тест, повторенный дважды, не покажет никакой разницы. Только переменная, которую должен измерять тест, — это та, для которой он предназначен.

Показательный пример: весы для определения содержания жира в организме используют анализ биоэлектрического импеданса для определения процентного содержания жира в организме человека. Они полагаются на тот факт, что разные ткани тела состоят из разного количества воды. Если тест не контролируется должным образом, весы могут показать изменение уровня жира в организме, хотя на самом деле они измеряли только изменение уровня гидратации. Это может легко произойти, например, если женщину тестируют в разное время месяца, и если это не контролируется, то тест считается ненадежным.

Надежность сложнее контролировать, чем достоверность. ненадежный тест может быть получен, потому что:

Для повторного тестирования используются разные экзаменаторы, которые используют несколько иной протокол.
Исследователь использует плохую технику, не способную стандартизировать тест и откалибровать оборудование.
Внешние факторы не контролировались, например, условия окружающей среды, порядок испытаний или использование другого оборудования.
Внутренние факторы не контролировались, например, когда спортсмен в последний раз ел/пил, время суток или месяц, когда проводились тесты, уровень усталости и т. д. Используйте эти важно также общие рекомендации, чтобы стандартизировать процедуру тестирования и обеспечить точность и надежность…
Всегда тщательно разминайтесь перед выполнением тестов физической подготовки. Выполните 5-10 минут легких аэробных упражнений с последующей растяжкой всех основных групп мышц.
Сначала завершите короткие взрывные испытания. Например, перед многоэтапным челночным бегом следует выполнить вертикальный прыжок с места (подробнее о порядке выполнения теста см. ниже).
Всегда сохраняйте порядок фитнес-тестов при повторном тестировании.
попытайтесь протестировать в одно и то же время дня и в аналогичных условиях окружающей среды.
Используйте одно и то же оборудование, проверяя его надлежащую калибровку перед каждым сеансом тестирования.
Если измерения проводит экзаменатор, пусть измерения каждый раз проводит один и тот же человек. Излишне говорить, что они должны иметь опыт проведения тестов.
Избегайте приема пищи в течение 3 часов после проведения теста, а также избегайте курения, употребления кофе и алкоголя в день проведения теста.
Избегайте тяжелых тренировок за день до экзамена по физической подготовке и вообще не тренируйтесь в день экзамена.

Образцы тестов физической подготовки

Вот несколько надежных тестов физической подготовки, которые измеряют силу, скорость, мощь, выносливость и гибкость. Они требуют небольшого количества оборудования или вообще не требуют его — или, конечно, оборудования, которое легко доступно большинству людей.

Тесты на силу

Максимум за одно повторение — Стандартный тест на силу для всех спортсменов.
Тест на приседание — хороший показатель силы кора.
Тест на отжимание — Используется для проверки силовой выносливости.

Тесты скорости и мощности

Спринт на 30 м — Простой фитнес-тест для измерения мощности.
Усталостный спринт на 30 м — Отлично подходит для мультиспринтерских видов спорта, таких как баскетбол, футбол, хоккей и т. д.
Иллинойсский тест на ловкость — Еще один отличный фитнес-тест для мультиспринтерских видов спорта.
Прыжок в длину с места — Простой тест для измерения взрывной сверхкратковременной силы
Вертикальный прыжок из положения стоя — Стандартный фитнес-тест, используемый для измерения взрывной силы. Особенно актуально для баскетбола и волейбола.
Шестигранная дрель — Отличный тест для измерения скорости, ловкости и равновесия.

Тесты на выносливость

Balke 15-минутный бег — фитнес-тест для косвенного измерения аэробной мощности (VO2max).
Купер, 12-минутный пробег — См. выше
Многоэтапный челночный бег — также используется для оценки аэробной мощности, но больше подходит для мультиспринтерских видов спорта. Также эффективен для одновременного тестирования больших групп.
Тест Рокпорта — простой тест ходьбы для менее активных людей.

Тесты на гибкость

Существует всего несколько надежных тестов для измерения гибкости. Лучшим инструментом является гониометр (очень простой и дешевый транспортир). Его можно использовать для измерения гибкости большинства суставов и диапазона движений для десятков движений.

Тест «Сесть и дотянуться» — Стандартный тест на гибкость, который измеряет гибкость нижней части спины и подколенного сухожилия.
проверка поворота туловища
Тест на гибкость паха

Заказ на тестирование

В соответствии с NSCA (1) серия тестов на физическую пригодность должна проходить в следующем порядке:

Неутомительные тесты (росто-весовые измерения, кожные складки, вертикальные прыжки и прыжки в длину)
Тесты на ловкость (Т-тест, тест Иллинойса)
Тесты максимальной силы и мощности (1-RM, 3-RM)
Спринтерские испытания (спринт на 40 ярдов, спринтерское испытание на усталость)
Тесты на мышечную выносливость (12-минутный бег, челночный тест)

Пример набора тестов физической подготовки

Вот идея для набора тестов для нашего футбольного примера…

Пример тестовой батареи для футбола
Номер теста	Тест	Компонент для фитнеса	Время (мин)
1	Измерение кожной складки	Состав кузова	20
2	Прыжок с места	Взрывная сила	10
3	Спринтерский бег на 30 метров	Кратковременная мощность	10
4	Испытание на спринтерскую усталость	Обслуживание электропитания	10
5	1-RM тест	Максимальная прочность	15
6	Тест на пресс	Мышечная выносливость	5
7	Проверка положения сидя	Мышечная выносливость	5
8	Многоступенчатый челночный ход	Аэробная выносливость	20
9	Тест «Сесть и дотянуться»	Гибкость	5
10	Тест на гибкость паха	Гибкость паха	5

Теперь, когда вы разработали свою батарею тестов на физическую подготовку, используйте ее в начале вашей тренировочной программы (обычно в начале предсезонной подготовки. Используйте точно такой же набор тестов, чтобы измерить себя примерно через 6 недель). позже и отметьте свои успехи. Рекомендуется проверить себя всего 9 0127 до до начала соревновательного сезона, а затем пару раз в течение спортивного сезона.

Каталожные номера
1. Baechle TR и Earle RW. (2000) Основы силовой тренировки и кондиционирования: 2-е издание. Шампейн, Иллинойс: Human Kinetics

Понимание, проектирование и оптимизация аккумуляторных систем

Литий-ионные аккумуляторы

В модуле проектирования аккумуляторов представлены самые современные модели литий-ионных аккумуляторов. Вы найдете различные механизмы старения и высокоточные модели, такие как модель Ньюмана, доступные в 1D, 2D и полном 3D. Помимо самостоятельного моделирования электрохимических реакций, вы можете комбинировать их с теплообменом и учитывать структурные напряжения и деформации, вызванные расширением и сжатием в результате интеркаляции лития. Модуль также предоставляет функциональные возможности для настройки гетерогенных моделей, описывающих фактические формы пористого электролита и электродных частиц. Изучение микроструктуры батареи помогает глубже понять ее характеристики.

Свинцово-кислотные батареи

Для моделирования свинцово-кислотных батарей программа включает зависимые переменные для ионного потенциала и состава электролита, а также электрического потенциала и пористости твердых электродов. Модель учитывает растворение и отложение твердых веществ. Встроенные функции позволяют также изучить, как различные конструктивные параметры влияют на производительность батареи, такие как толщина и геометрия электродов и сепараторов, геометрия токосъемников и фидеров и многое другое.

Generic Batteries

«Рабочая лошадка» модуля «Конструирование аккумуляторов» — это подробная модель отдельных элементов аккумулятора с положительным электродом, отрицательным электродом и сепаратором. С помощью общего описания пористых электродов вы можете определить любое количество конкурирующих реакций в электроде, а также связать их с электролитом произвольного состава. Модуль позволяет описать пористый электролит и электролит в сепараторе любого состава с помощью теории концентрированных, разбавленных (уравнения Нернста-Планка) и фоновых электролитов в сочетании с теорией пористого электрода.

Что можно моделировать с помощью модуля проектирования батарей

Выполнение различных электрохимических анализов батарей с помощью программного обеспечения COMSOL ^®.

Гетерогенные и гомогенные модели

Моделирование подробной структуры пористых электродов и пористого электролита для типового элемента батареи.

Рост границы твердого электролита (SEI)

Моделирование старения отрицательного графитового электрода литий-ионной батареи.

Напряжения, вызванные диффузией

Расчет интеркаляционных напряжений и деформаций, вызванных расширением и сжатием. ¹

Короткое замыкание

Исследование внутреннего короткого замыкания батареи.

Pseudo-Dimension

Моделирование интеркаляции лития в частицы электрода.

Двухслойная емкость

Модели электрохимических конденсаторов и наноэлектродов.

Аккумуляторы NiMH и NiCd

Аккумуляторы моделей с бинарными щелочными (1:1) электролитами.

Flow Batteries

Моделирование проточных свинцово-кислотных и ванадиевых аккумуляторов во время прикладного цикла зарядки-разрядки.

Металлическое покрытие

Укажите емкость узла электрода, чтобы избежать металлического литиевого покрытия во время высокоскоростной зарядки.

Эффекты пористости

Моделирование химических реакций под влиянием переноса частиц в пористой среде.

Спектроскопия импеданса

Изучение гармонического отклика батареи с использованием моделей высокой точности, основанных на физике.

Сосредоточенные модели с оценкой параметров

Определите упрощенную модель батареи на основе небольшого набора сосредоточенных параметров, которые соответствуют результатам высокоточных моделей экспериментальным результатам. ²

Требуется модуль механики конструкций
Требуется модуль оптимизации

Особенности и функциональные возможности модуля проектирования аккумуляторов

Модуль проектирования аккумуляторов предлагает набор специализированных инструментов для имитации работы аккумуляторов в различных условиях эксплуатации.

Упрощенное моделирование аккумуляторов

Для более быстрого теплового анализа трехмерных аккумуляторных блоков можно использовать проверенные сосредоточенные (упрощенные) модели для каждого аккумулятора в аккумуляторном блоке. После проверки сосредоточенные модели могут давать превосходную точность в определенном диапазоне операций. Модуль проектирования батарей содержит сосредоточенные модели, основанные на физике и решающие электрохимические уравнения в нескольких пространственных измерениях.

Интерфейс Single Particle Battery моделирует распределение заряда в аккумуляторе с использованием отдельной одночастичной модели для положительного и отрицательного электродов аккумулятора. Интерфейс Lumped Battery использует небольшой набор параметров с сосредоточенными параметрами для добавления вкладов в сумму всех потерь напряжения в батарее, обусловленных омическими сопротивлениями и, опционально, процессами переноса заряда и диффузии. Кроме того, вы можете определить модель батареи на основе произвольного количества элементов электрической цепи с помощью Интерфейс эквивалентной цепи батареи .

Пористые электроды с произвольным количеством электрохимических реакций

Аккумуляторные системы и химические вещества часто подвержены нежелательным побочным реакциям на электродах, и вы можете исследовать их влияние на циклы заряда и разряда, а также на саморазряд.

Типичные побочные реакции, которые вы можете смоделировать, включают выделение водорода, выделение кислорода, рост границы раздела твердого электролита, нанесение металлического покрытия, коррозию металла и окисление графита.

Исследования полностью нестационарной и импедансной спектроскопии

Аккумуляторные системы часто представляют собой закрытые системы, которые трудно изучать во время работы. Переходные методы, такие как скачок потенциала, прерывание тока и спектроскопия импеданса, могут использоваться для характеристики батареи во время работы.

Выполняя исследования переходных процессов, вы можете выполнять оценку параметров в различных временных масштабах и на разных частотах, чтобы отделить омические, кинетические, транспортные и другие потери, которые могут быть причиной старения батареи. Используя методы переходных процессов, моделирование и оценку параметров, вы можете очень точно оценить состояние аккумуляторной системы.

Высокоточное моделирование аккумуляторов

Интерфейс Lithium-Ion Battery используется для расчета распределения потенциала и тока в литий-ионном аккумуляторе. Можно использовать несколько промежуточных электродных материалов, а также учитывать потери напряжения из-за слоев SEI.

Интерфейс Battery with Binary Electrolyte используется для расчета распределения потенциала и тока в обычной батарее. Можно использовать несколько интеркалирующих электродных материалов, а также можно учитывать потери напряжения из-за образования пленки на пористых электродах.

Интеркалирующие частицы и транспорт в пористых структурах

Частицы в пористых аккумуляторных электродах могут быть твердыми (литий-ионный электрод) или пористыми (свинцово-кислотный, NiCd). В случае твердых частиц пористость в электроде находится между упакованными частицами. Однако перенос и реакции могут происходить в твердых частицах для небольших атомов, таких как атомы водорода и лития. Эти интеркалирующие частицы моделируются с помощью отдельного уравнения диффузии-реакции, определяемого по радиусу твердых частиц. Поток интеркалирующих частиц соединяется на поверхности частиц с частицами, которые транспортируются в поровом электролите между частицами. Виды интеркаляции и реакции предопределены для литий-ионных аккумуляторов, но вы можете использовать те же функции для моделирования интеркаляции водорода, например, в NiMH батареях.

В случае пористых частиц получается бимодальная структура пор: макропористая структура между упакованными частицами и микропористая структура внутри частиц. Уравнения реакции-диффузии в пористых частицах определяются так же, как и для интеркаляции частиц в твердых частицах.

Встроенная термодинамика и свойства материалов

База данных материалов аккумуляторов, включенная в модуль, содержит записи для ряда распространенных электродов и электролитов, что существенно сокращает объем работы, необходимой для создания новых моделей аккумуляторов.