Теплоотражающая пленка для батарей: Теплоотражающий Экран за Радиатором: Ставить или Нет? — FotoNaStenu.ru — интернет магазин

Содержание

материалы, виды, особенности конструкции, монтаж

На чтение 7 мин Просмотров 453 Опубликовано 19.02.2020 Обновлено 31.01.2020

Тепловые потери серьезно увеличивают затраты на отопление. Часть стены за радиатором является местом с максимальными потерями тепла, поэтому там рекомендуется ставить теплоотражатель. Отражающие поверхности используются для направления тепловых потоков внутрь помещения. Они применимы для сложных конструкций с углами и изгибами. Теплоотражающие экраны за радиатором изготавливаются из различных материалов, часто с фольгированной поверхностью. С их помощью можно добиться повышения эффективности работы отопительной системы в среднем на 20%, что приводит к росту температуры обогреваемого помещения на 2-3°С.

Принцип действия

Фольгированный материал направляет тепло в помещение, чем увеличивает температуру в комнате

Есть несколько основных способов передачи тепла от одного покрытия к другому:

теплопроводность, которая заключается в способности проводить тепло;
конвекция, во время которой тепло передается по воздуху;
излучение, связанное с выделением тепловой волны нагретыми телами.

Эти процессы связаны с теплопотерями, которые могут достигать нескольких десятков процентов. Чтобы эффект теплоизоляции был максимальным, нужно их уменьшить. Сделать это можно при помощи теплоотражающих экранов, имеющих фольгированную поверхность. Такой вид изоляции работает по всем принципам теплообмена и тормозит процессы потери тепла.

Материалы экранов

Фольгопласт из вспененного полиэтилена и алюминиевой фольги

Отражающий экран изготавливается из следующих материалов:

Фольгопласт СП. Это аналог утеплителя, представляющий собой самоклеящуюся пленку со слоем фольги. Производится из вспененного полиэтилена. Материал хорошо крепится на разные поверхности. Обладает высокими теплоизоляционными свойствами, не впитывает влагу, не гниет и является экологически чистым. Подходит для установки в жилых помещениях.
Фольгопласт СПМП. Это алюминиевая фольга, которая покрыта слоем металлизированной лавсановой пленки. Она защищает материал от механических повреждений и окисления.
Фольгопласт П. Материал, в котором нет клеевой основы на алюминиевой фольге.
Фольгопласт ПМП. Слой вспененного полиэтилена, который с одной стороны имеет металлизированную лавсановую пленку.

Для установки за радиатором может применяться пенол в различных модификациях.

Применение отражателей

Теплоотражающие материалы можно применять для труб отопления

Теплоотражающие экраны могут использоваться для разных целей. Основной сферой применения является внутреннее утепление разных по назначению помещений, в основном жилых. Благодаря отражающей поверхности все тепло от радиаторов направляется внутрь комнаты. Это можно сделать двумя способами. Первый вариант – создают два воздушных зазора между стеной и материалом, а также между изоляцией и облицовкой. Для этого применяется ТИМ с двойным фольгированием. Также зазор можно сделать между внешней стеной и изоляцией. В таком случае применяется материал, который имеет одну фольгированную поверхность. Фольга всегда должна быть направлена внутрь комнаты.

Теплоизоляционный экран можно использовать и для крыши. Он создает тепловую и паровую изоляцию, защищая кровлю от влаги.

Отражающие поверхности нашли свое применение в утеплении труб и вентиляции. В таком случае применяют изоляцию с фольгой с двух сторон. Для труб с диаметром менее 159 мм не нужен воздушный зазор, в остальных случаях он обязателен. Создается крепление из колец из фольгированной пленки на дистанции 300-400 мм друг от друга, сверху обматывают изоляцией. Также можно вдоль труб проложить деревянные бруски 10×10 мм или 20×20 мм, а сверху – изоляция. Все стыки заклеивают алюминиевым скотчем.

Монтаж экрана за радиатор отопления – один из наиболее популярных способов применения. Цены на источники энергии постоянно растут, поэтому важно сохранить как можно больше тепла в доме. В пространстве между батареей и стеной отмечаются наибольшие теплопотери, поэтому самостоятельная установка экрана в этом месте значительно уменьшит расходы.

Конструкция изделий

Отражающий экран для металлической печи может обустраиваться из нержавейки

Отражающий экран для батареи отопления производится из материалов, основным свойством которых является низкая теплопроводность, не превышающая 0,05 Вт/м*С. Все экраны имеют слой утеплителя. Лист состоит из фольги и прослойки, сохраняющей тепло.

В качестве утеплителя часто используется вспененный полиэтилен. Он имеет хорошие теплоизоляционные свойства, технические характеристики и отличается низкой стоимостью. Для термозащиты печей преимущественно используют базальтовый картон.

Фронтальные отражатели для батарей отопления в банях являются хорошей заменой кирпичной кладке. Они позволяют увеличить температуру и произвести обогрев смежных помещений. Толщина стального листа должна быть не менее 0,8 м. В качестве покрытия используют кремнеорганическую краску.

При установке экранов под деревянное покрытие на стене в парной увеличивается безопасность помещения. В роли экрана выступает алюминиевая фольга, стыки между листами которой заделывают специальным металлическим скотчем. Применяется, если температура наружных стен печи не выше 400°С.

Специальные огнеупорные материалы для защиты строений от огня

Основные преимущества теплоотражающих экранов:

Широкая сфера применения. Они подходят для установки дома, в торговых центрах, банях, производствах и других жилых и нежилых помещениях.
Достижение энергосбережения за счет сохранения тепла в комнате.
Легкость монтажа. Не требуется вызов мастера для установки экрана за батарею.
Не требуется специализированный уход и сложное обслуживание.
Легкий вес и гибкость. Для транспортировки не требуются особые условия.
Широкий выбор материалов из любого ценового диапазона.
Малая теплопроводность.
Легко нарезать на куски необходимого размера с помощью обычного строительного ножа.
Защита от влажности.
Возможность утепления внутренних поверхностей.
Обеспечение отражения тепловых волн с эффективностью 97%.

Приобрести экран можно в специализированных магазинах.

Особенности монтажа

Ниша для радиатора оклеивается фольгированным материалом

Для сохранения комфортной температуры в доме отражатель тепла ставится за радиатором и трубами. Он позволяет сэкономить около 10% тепла. Во время выбора материала для монтажа нужно учитывать, что размеры листов должны быть больше отопительной батареи. Также учитывается тип подключения радиатора.

Крепление теплоотражающего экрана можно выполнить на строительный степлер. Произвести установку можно самостоятельно по инструкции от производителя.

Основные советы от специалистов по монтажу экрана за батарею:

Лучше не покупать матовый металлизированный материал. В качестве теплоотражателя больше подходит полированная фольга.
Для установки за радиатор достаточно теплозащитной пленки с односторонним покрытием. Двухсторонняя используется для других целей. Ее стоимость выше, а эффективность не изменится.
Необходимо оставлять забор 1-2 см с обеих сторон от изолятора. Благодаря наличию дистанции будет получено оптимальное термальное сопротивление отражателя, экран сможет эффективно отразить все тепло внутрь помещения.

Характеристики материалов для теплоотражающего экрана

Правила установки отражателя за радиатор:

Необходимо обеспечить герметичность экрана. Для этого все стыки заделывают металлизированным скотчем.
Эффективность достигается только при использовании металлизированной алюминиевой фольги. В случае применения материала с металлическим напылением или произведенным термическим способом необходимый эффект достигнут не будет. Это связано с малой толщиной металлического отражающего слоя.
При невозможности поставить профессиональный отражающий экран можно сделать самостоятельный отражатель. Для этого берут фанеру и покрывают ее фольгой или используют оцинкованную жесть.
Эффективность экрана напрямую зависит от расстояния между отражателем и батареей.
Толщина изоляции должна быть не менее 5 мм.
Отражающая поверхность должна быть направлена в сторону радиатора.

Установка делается с помощью степлера, жидких гвоздей или другого клеящего состава, который рекомендует производитель.

Перед монтажом экрана радиатор лучше снять

Порядок действий:

Замеры настенных участков и радиатора.
Покупка материалов. К полученному размеру нужно добавить запас.
Проверка наличия расстояния между нагревателем и местом установки пленки. При отсутствии свободного пространства необходимо отрегулировать подвеску батареи.
Снятие радиатора.
Создание меток на стене, где будут установлены крепежные скобы. Демонтаж крепежей, на которых висит батарея.
Осмотр целостности кладки стеновой поверхности. При необходимости следует заделать трещины, щели и другие дефекты. Выравнивание стен.
Приклеивание экрана.
Установка подвесов и радиатора на место.

Вместо клея или жидких гвоздей можно использовать скобы степлера. Важно, чтобы они проходили через материал и не вызывали его разрыв.

Теплоотражающий экран за радиатором-преимущества, установка

В квартирах батареи могут быть расположены в нишах или под окнами, в результате они горячие, а в помещении прохладно, так как тепло уходит к внешней стене. Происходит большая потеря тепла, чтобы его перенаправить в помещение, необходимо выполнить теплоотражающий экран за радиатором. Это также помогает сэкономить расходы на отопление.

Из каких материалов производится изготовление теплоотражающего экрана?

Материалы для изготовления должны иметь маленький процент теплопроводности. К ним относится пенофол, порилекс, фольгопласт и другие. Они состоят из слоя фольги и утеплительного материала. Чтобы добиться полной герметизации, все швы закрывают специальным скотчем.
Фольга является отражателем, при термическом металлическом напылении, толщина слоя маленькая, поэтому одного материала будет недостаточно для изготовления экрана. Под неё укладывают специальные материалы, описанные выше. Это следует учесть во время приобретения материала.

В качестве основания можно взять фанеру или жесть, а к ней прикрепить фольгу. Чтобы теплоотражающий экран выполнял все свои функции, необходимо выполнить зазор от радиатора от 4 сантиметров.
Отражательный элемент можно соорудить из пенопласта в рулонном виде, он имеет толщину от 3 миллиметров, поэтому все тепло перенаправляется в помещение.
Также для этих целей можно применить полиэтилен вспененного вида, толщина которого от 4 миллиметров, при его закреплении поверхность с фольгой должна быть направлена к радиатору. Для фиксации материала используют клеевые составы, перед закреплением можно установить специальную решетку, чтобы накопился воздух, который будет увеличивать переход тепла в помещение.

Такой материал, как фольгопласт покрыт фольгой из алюминия, а также специальной пленкой, которая защищает поверхность от повреждения и окислительного процесса.
Теплоотражающий экран состоит также из утеплительного материала, а чтобы обеспечить герметизацию, швы соединяют специальным металлизированным скотчем.

Установка теплоотражающего экрана

Установка теплоотражающего экрана позволяет увеличить температуру в помещении. При выполнении работы необходимо соблюдать такие правила:

Изоляция должна быть толщиной не меньше 5 миллиметров.
Фольга, которая является отражателем, должна направляться к радиатору.
Если на экране нет самоклеящейся основы, то его фиксируют скобами с помощью степлера для строительства.
Чтобы экран был установлен правильно, его помещают за радиатор, соблюдая зазор от 4 сантиметров. Если это расстояние будет слишком маленьким, то качественный обогрев воздуха не произойдет. При большом расстоянии отражательная функция уменьшается.
Для эффективной работы размер экрана должен быть больше, чем радиатор.
Если радиатор располагается в нише, то слой теплоизоляции должен быть толще.

Поверхность, предполагаемая для оклейки, должна быть ровной.

Благодаря экрану, тепло сохраняется не только за батареями, но и за трубами. При этом оно переходит в помещение, а не обогревает стену внешнего вида. Помимо того, что материал предотвращает выход тепла, он препятствует попаданию влажности внутрь.
Чтобы проверить качество материала, можно поднести огонь, при этом фольга не должна расплавляться. Фиксация материала производится с помощью клеевых составов или степлера для строительства. Всю работу можно выполнить самостоятельно, без привлечения специалистов.

Для установки элемента, необходимо:

Произвести замеры радиатора, и вычислить количество необходимого материала, с тем учетом, что его должно быть немного больше.

Затем приобретают материал, толщиной от 3 миллиметров. Пенопропилен, фольгопласт или другой материал производится в рулонном виде.
Из материала вырезают экраны индивидуального размера для каждой батареи.
Помещают экран за радиатор, и фиксируют с помощью клеевого состава или степлера. При этом оставляют зазор от 4 сантиметров для нормальной циркуляции воздуха.

Для фиксации материала можно использовать жидкие гвозди или клеевой состав для обоев, имеющих немалый вес.

Материал для изготовления экрана «Изоспан»

Многие производители изготавливают специальный материал «Изоспан», который отражает энергию тепла. Такие экраны размещают с обратной стороны радиатора, и прикрепляют их к стене. При установке экрана происходит соприкосновение металлизированной части с радиатором, и энергия тепла уходит внутрь помещения.
При укладке этого материала, необходимо соблюдать расстояние от радиатора от 4 сантиметров, чтобы воздух имел возможность правильно циркулировать. Все швы экрана закрывают металлизированным скотчем. То есть монтаж теплоотражающего экрана из «Изоспана» ничем не отличается от других материалов.
Если в качестве экрана используют только фольгу, то она не поможет сэкономить на отоплении, так как для полного результата, необходимо провести комплексную работу:

утеплить стены снаружи;
выполнить такие же действия с полами и перекрытиями;
материалы должны быть качественными;
уставить теплоизоляционные окна;
обустроить качественное расположение теплоизоляции.

Как правильно выбрать материал для изготовления теплоотражающего экрана?

Благодаря различным материалам, можно предотвратить потерю тепла, и обеспечить качественный обогрев помещения. Теплоотражающие экраны выполняют самостоятельно.

Чтобы получить ожидаемый результат, необходимо приобретать металлическую фольгу, если на материале просто напыление, то он может расплавиться под действием высокой температуры.

Чтобы это проверить, к фольге подносят огонь, материал не должен плавиться.
Толщина выбранного материала должна быть от 3 миллиметров, швы соединения закрывают специальным скотчем на металлизированной основе.
Для изготовления основания такого элемента можно применять сталь нержавеющего вида, дерево, стекло или пластик.
Пластик является дешевым материалом, но при нагревании может выделять токсические вещества, это следует учесть при выборе материала.
Материалы из стекла могут быть декоративными, то есть с различными узорами, они являются самыми дорогими, и в то же время хрупкими, могут треснуть под нажатием.

Экраны из металла нержавеющего вида имеют различные преимущества:

они требовательны к ремонту и окрашиванию;
теплообменный процесс происходит беспрепятственно;
материал экологически безопасен, не выделяет токсических веществ;
при нагревании не происходит деформация.

Экраны, основанием которых является дерево, экологически безопасные, имеют декоративную функцию, их цена зависит от породы материала.

Если сэкономить на материале, при этом нарушая технологию, то элементы экрана могут дать трещины.

Преимущества теплоотражающего экрана за радиатором

Теплоотражающий элемент позволяет перенаправить тепло внутрь помещения, а не обогревать стены внешнего вида. За счет этого можно увеличить температуру в комнате, при этом сэкономить на отоплении.
Такие радиаторы могут быть декоративного вида, то есть благодаря этому, подчеркиваются невзрачные места под батареями.
Радиаторы не забиваются пылью из-за подходящего холодного воздуха снизу, они становятся удобными в уборке.

Основным преимуществом является подача теплого воздуха в помещение, а также препятствие проникновения влажности.

Итоги

Теплоотражающий элемент вырезают большего размера, чем радиатор. Его прикрепляют по всему периметру к стене, расположенной за батареей. Элементы радиатора не должны прикасаться к фольге. Материал для теплоотражающего элемента приобретают в строительных магазинах, его стоимость будет зависеть от толщины слоя.
Радиаторы устанавливают под окнами, чтобы воздух, идущий от стен внешнего вида, превращался в тепло. Но в результате происходит обогрев стены, а часть тепла, которое должно идти в комнату теряется. Чтобы уменьшить потери тепла, устанавливают теплоотражающий элемент за радиатором.

Также отражающий экран металлизированного вида предотвращает внешние стены от попадания влаги и пара.
Соединения между материалом закрывают специальным металлизированным скотчем, который не повреждается при нагреве. Фиксацию экрана производят с помощью клеевого состава или степлера.
Во время приобретения материала, нужно учесть, что фольга должна быть металлической, так как обычное напыление не даст желаемого результата, проверить это можно, поднеся к ней огонь, при этом плавление не происходит. В качестве основы под фольгу можно использовать такие материалы, как стекло, дерево, металл нержавеющего вида. Последний вариант будет более практичным и надежным, выбирая пластик, нужно учитывать, что при нагреве он может выделять токсические вещества.

Качественно подобранный материал, и правильная установка теплоотражающего элемента, поможет сохранить и перенаправить тепло в помещение, а также сэкономить на расходах, а не обогревать стену внешнего вида. Приобретая материал, нужно проверить его качество.

Теплоотражающий экран за радиатором | Блог инженера теплоэнергетика

Здраствуйте, уважаемые читатели! Такое энергоэффективное мероприятие, как установка теплоотражающего экрана за радиатором — технически несложное при монтаже радиатора, и в то же время позволяет сэкономить до 5-10 процентов количества тепла на отопление помещения. Другое дело, что мало где это делается реально. Думаю, что просто не задумываются над этим, не обращают внимание. Я практически не видел, чтобы в зданиях использовалась эта энергосберегающая методика. А ведь некоторый процент тепла, выделяемого радиаторами, уходит через стену здания на улицу, вместо того чтобы остаться в доме.

Ведь при нагреве внутреннего воздуха помещения, нагревается также и область стены за радиатором отопления. И как раз в этой области происходят потери тепла, так как температура внутренней поверхности стены за радиатором выше, чем температуры прочих поверхностей стены.

Чтобы устранить это нежелательное явление, можно установить теплоотражающие экраны за приборами отопления. Обычно это делается с помощью теплоотражающей пленки. Это может быть теплоизолирующая пленка, например Стизол, Тепофол, или подобная. Сейчас выпускается достаточно много видов фольгированной отражающей изоляции.

С помощью такой пленки увеличивается термическое сопротивление теплопередаче стены за отопительным прибором, и происходит отражение теплового излучения от радиатора обратно в комнату. Отражающий слой теплоизоляции обязательно должен обращен в сторону источника тепла. Размер защитного экрана должен быть немного больше размера отопительного прибора.

При монтаже теплоизолирующей пленки необходимо также обращать внимание на геометрическое расположение радиаторов относительно стены. Для увеличении полезной площади комнаты желательно устанавливать радиаторы в нишах под оконными проемами. Но соответственно, если монтировать радиатор в такой нише, то происходит уменьшение толщины стены, и это надо учитывать. Слой теплоизоляции в этом случае увеличивается. Также необходимо смотреть и на способ подключения радиаторов.

Известно, что лучше подключать отопительные приборы по односторонней (боковой) схеме, либо по диагональной схеме. Одностороннее подключение, это когда задействованы верхний и нижний патрубки только одной стороны радиатора, диагональное подключение — подводящая труба монтируется к верхнему патрубку радиатора с одной стороны, а отводящая к нижнему патрубку отопительного прибора с другой стороны. Реализация энергосберегающего мероприятия по установке теплоотражающих экранов за радиаторами позволяет пусть и незначительно, но все таки экономить тепло в доме.

А что вы думаете об установке защитных экранов?

теплоотражающее «третье стекло» для окон и теплоизоляционная пленка для батарей, для пола и для стен

Особенности материала

Это композитный материал состоит из нескольких элементов, покрытых защитным слоем золота, серебра или сплавов никеля с хромом. Металлический слой настолько тонкий, что не препятствует прохождению светового потока, поэтому покрытие не нарушает видимость. Но этого достаточно, чтобы воздух не покидал пределы помещения.

Пленка — эффективный теплоизолятор, в основе ее действия лежит эффект преломления. Для создания этого уникального полотна используются передовые технологии. Теплоизоляционный материал полезен не только в зимний период, но и летом, когда хочется прохлады в помещении.

Данное покрытие эффективно сберегает тепло

В основе этой современной технологии лежит взаимодействие солнечного света с металлами, которые есть в составе полотна. Материал отталкивает инфракрасное излучение и не дает ему пройти в помещение. Также покрытие на 70% сберегает тепло.

Внешне покрытие напоминает обычный полиэтилен, но немного тоньше него. Вакуумным методом металлизированный слой наносится на пленку, в результате этого материал приобретает теплосберегающие свойства. В последнее время некоторые стеклопакеты сразу снабжаются теплосберегающей пленкой.

Теплосберегающая пленка для окон «третье стекло» – рекомендации по выбору

Перед тем как заказать материал, необходимо обратить внимание на основные характеристики покрытия. По способу нанесения пленка для окон делится на несколько типов:

По способу нанесения пленка для окон делится на несколько типов:

Самоклеющаяся. Она схожа с защитной пленкой для экранов мобильной техники и электроники. Материал поставляется с жесткой подложкой, приклеивать его самостоятельно нужно очень аккуратно, в противном случае на поверхности останутся пузыри или замятые места.
Термоусадочная. Для монтажа используется специальный расходный материал – термоскотч. За счет этого между стеклом и пленкой образуется прослойка воздуха, отлично удерживающая тепло. При нанесении поверхность имеет мятый вид, при прогреве обычным феном оно разглаживается и приобретает идеальную текстуру.
Под мыльный раствор. Она похожа на пленку для тонировки автомобильных стекол, долговечна, практична, хорошо задерживает тепло. Эта теплоизолирующая пленка очень проста в работе, для наклеивания необходимо использовать простое мыло без ароматических отдушек.

Наиболее эффективными являются самоклеющиеся разновидности, блокирующие большую часть инфракрасного излучения

Кроме способа нанесения, требуется обращать внимание и на другие критерии:

Производитель. Самыми надежными считаются товары немецкого, польского, британского и американского производства, китайские и российские материалы стоят меньше.
Размер, форма поставки (в листах либо рулонах).
Наличие антибликовой поверхности, затемнения, других дополнительных эффектов.

Эффективность защитного покрытия

Повышенная прочность стекла. Плёнка, покрывающая стекло, создаёт дополнительный защитный слой. Это позволяет повысить ударостойкость на 7-8 кг/м2. Но если стекло и разобьётся, оно не превратится в острые осколки, что исключит возможные травмы, а также затруднит проникновение в дом злоумышленников.
Высокая экономичность. Поскольку теплопотери значительно уменьшатся, энергопотребление для отопления дома или кондиционирования помещений снизится. Поэтому такие плёнки превращают окно в своеобразный и надёжный тепловой щит. Помещения, в которых свет и тепло распределяются более равномерно, получают повышенную комфортность. Можно полнее использовать участки возле оконных проёмов, ранее подверженные агрессивному солнечному воздействию.
Фильтрация ультрафиолета. Плёнка способна задерживать до 90% ультрафиолетовых и от 30% инфракрасных лучей. Это позволяет сохранять в естественном виде красоту интерьера. Солнце не щадит мебель, обои, деревянную отделку, предметы искусства. Теплоотражающая плёнка успешно противостоит такому воздействию.
Уменьшение яркости света. При помощи защитных плёнок можно уменьшить этот параметр от 20 до 80%. Это позволит защитить глаза и облегчит работу с компьютером, сделает комфортным просмотр телевизора.
Быстрота и лёгкость установки. Нанесение покрытия на окна производится очень оперативно. Для выполнения монтажа нужно лишь обеспечить доступ к месту работы.
Зеркальная плёнка. Это оригинальное дополнение, способное создать одностороннюю видимость в доме. Если материал подобран правильно, изнутри помещения просмотр будет обычным, а вот снаружи заглянуть в дом не получится. Для этого наружный уровень освещения должен быть выше, нежели внутри.
Защита информации. Плёнки, которые имеют очень большой коэффициент поглощения инфракрасного излучения (90-99%), являются препятствием для утечки информации. Они ослабляют внутри помещений интенсивность действия внешних электромагнитных полей.

Что это такое?

Структура плёнки, которая по своим характеристикам относится и к энергосберегающему классу, не очень сложна. Этот композитный материал состоит из многих слоёв ничтожной толщины – порядка нескольких микрон. Каждый слой покрыт металлом или керамикой, нанесёнными методом плазменного разряда в аргонной атмосфере. Применяются драгоценные и редкоземельные металлы, сплавы хрома и никеля.

Для достижения энергосберегающих свойств все металлизированные слои располагают в определённой последовательности. Они симметричны по расположению к среднему слою: металл 1 – металл 2 – металл 3 – металл 2 – металл 1. Это делается для уменьшения переотражения внутри плёнки теплового излучения.

Толщина металлических слоёв ничтожно мала, поэтому задерживание видимого света незначительно. Такая структура позволяет некоторым образом регулировать температуру в помещении.

Преимущества и недостатки

Изоляция окна пленкой позволяет поддерживать в помещении комфортную температуру, препятствуя выходу тепла из дома. Применение этого материала экономит средства на поддержание комфортного микроклимата. Нет необходимости приобретать кондиционер.

Покрытие не портит внешний вид помещения, оно тонкое и незаметное. Материал фильтрует ультрафиолет, это способствует тому, что интерьер (обои, шторы, декор) не выгорает от солнечных лучей.

Прозрачность и отсутствие зеркального эффекта тоже является достоинством пленки. В случае нарушения целостности стекла оно не разобьется на мелкие осколки и не травмирует человека. Материал способствует тому, что стекло становится прочнее. Для жителей первых этажей актуальна защита от посторонних глаз, покрытие с односторонней видимостью дает возможность не закрывать окно плотными шторами.

У теплосберегающей пленки есть некоторые недостатки. Не стоит надеяться, что в период отключения центрального отопления, когда ночью на улице еще прохладно, помещение будет хорошо прогреваться. В этом случае она не сможет заменить кондиционер или обогреватель.

Использование пленки может негативно сказаться на домашних цветах, которым для нормального роста необходимы ультрафиолетовые лучи.

Обзор видов

Архитектурная теплопленка прозрачна, ее применяют на стеклах окон зданий, строений и автомобилей. Обычная не обладает прозрачностью, ее ставят под натяжной потолок, стеновые панели, ламинат и паркет, прячут под обшивку (обивку) салона авто. И та, и другая отграничивает хозяев и/или работников летом от жары снаружи, а зимой – сохраняет большую часть тепла. В обоих случаях затраты на кондиционирование и отопление заметно снижаются.

Обычная (потолочная и стеновая, подпольная) теплоизоляционная пленка изготавливается на основе следующих материалов:

вспененный полиэтилен;
волокнистый полипропилен;
лавсановое волокно или ткань.

По способу нанесения теплоотражателя пленка делится на следующие разновидности:

фольгированный слой;
полученный с помощью напыления композитный слой.

Фольга в сырых помещениях подвержена ускоренному разрушению. Из-за этого фольгированный пенофол или волокно не используют в банях и саунах, ванных, туалетах и на кухне. Напыление защищено тонким, микроскопическим слоем пластика, пылинки металла (алюминия) не портятся. Разогретое напыление немного вплавляется в полимерную основу еще на стадии производства. Это более высокая, чем фольгирование, технология, за соблюдением которой на заводах обеспечивается тщательный контроль.

Теплопленка для стен и пола – стенофон – похожа на обычный пенофол. Она имеет пористую или пузырчатую структуру

Она кладется под декоративное покрытие, отчего избежать нагрева стеновой панели изнутри помещения не удастся, но это не так важно, как реальный уход избытка тепла сквозь стену наружу

Самоклеящаяся

Этот подвид похож на пленку, используемую для экрана смартфона или планшета. Для четкого наклеивания, без пузырьков воздуха под соринками и ворсинками, в комнате производят генеральную уборку и выносят все «пылящие» вещи и предметы. Для защиты клейкой стороны от пыли и влаги при транспортировке на нее заводом-изготовителем наложен защитный слой. Производство «самоклейки» – технология, требующая сверхчистых заводских условий; такая же чистота обеспечивается на объекте у потребителя.

Самому наклеить эту пленку сложно – один перекос, и морщины убрать сложно, так как снятие и повторное наклеивание все того же отрезка пленки резко отразится на прозрачности и приглядности окна, стекла. Эту пленку клеят, начиная с любого из углов, постепенно оттягивая защитный слой. Тонировка машины требует не меньшей аккуратности, чем наклеивание пленки на окна дома или здания.

Термоусадочная

Термоусадочный вариант – пленка для рамы окна. Она закрепляется на двусторонний скотч. Под ней образуется воздушный зазор, мешающий теплу быстро покидать помещение. Изначально приклеенная теплозащитная пленка напоминает смятый полиэтилен. Чтобы ее расправить, направьте на нее горячий воздух из фена – теперь натянутый материал выглядит опрятно.

Под мыльный раствор

Такое покрытие похоже на тонированное стекло, отличается долговечностью. Второе достоинство – легкость нанесения. В качестве притягивающего слоя подходит любое мыло без аромадобавок.

Почему третье стекло работает?

Работает ли теплоотражающая пленка третье стекло? И да, и нет. После утепления теплосберегающей пленкой третье стекло, температура в помещении повышается. На 1-3 градуса, не на 6 или 8, как заявляют мошенники-продавцы.

Почему так происходит? Раньше в деревнях на стекла зимой прибивали клеенку. Это помогало сохранить тепло в доме. Точно так же работает пленка 3-е стекло. Только вы ее крепите внутри, а не снаружи окна. Да и света она пропускает больше. Многие и сейчас поступают так:

При утеплении такой пленкой образуется дополнительная камера, аналогичная той, что в стеклопакете. Потери тепла за счет конвекции уменьшаются. Чем больше камер, тем лучше сохраняется тепло.

Уменьшаются потери за счет конвекции. Инфракрасное тепловое излучение продолжает покидать помещение, а это – основные теплопотери. Получается, энергосберегающая пленка для утепления окон третье стекло не так уж сберегает энергию.

Теплоизоляционная пленка

Теплоизоляционная пленка являет собой доступный и надежный теплоизолятор для окон, который изготавливается с помощью новых технологий. Максимально тонкий слой данного материла покрывается особым молекулярным веществом, которое и обеспечивает теплоизоляционный эффект. При этом он абсолютно прозрачен и не повреждает поверхность стекла.

Основные характеристики данного материла:

Может отталкивать пыль.
Его можно применять как в летний сезон, так и в зимний.
Им можно утеплять не только окна, но и теплицы, двери и лоджии.

Также, теплоизоляционное покрытие может иметь и непрозрачную структуру, что делает ее прочнее. Такой материал можно применять несколько раз.

Монтаж этого материла производиться по такой технологии:

Сначала необходимо подготовить поверхность окна – очистить его от пыли. Также понадобятся такие инструменты: Фен. Нож. Ножницы. Скотч (двусторонний). Если окно имеет щели или трещины, то их следует заделать. После этого на раму нужно приклеить двусторонний скотч. Далее достать покрытие и отрезать нужную часть

Осторожно приклеить ее на скотч
При этом очень важно не натягивать с силой саму пленку, иначе можно нарушить ее целостность, что приведет к ухудшению теплоизоляции. Клеить материал необходимо плотно, чтобы он хорошо прилегал ко всей поверхности стекла
Далее следует включить фен и разогреть материл, чтобы он еще лучше «прилег» к стеклу и как бы полностью с ним слился

Принцип действия

По сравнению с солнцезащитными аналогами, теплозащитные пленки более эффективны, создают барьер тепловому (инфракрасному) спектру солнечного излучения, исключая перегрев квартиры. Для отражения тепловой энергии солнца теплозащитные материалы применяют на окнах частных домов, офисных помещений, на панорамных окнах, стеклянных крышах.

Уровень солнечного тепла сокращается на 70%. Снижается нагрузка на кондиционер, материалы и мебель не выгорают, не теряют яркость оттенков, не страдает обзор из окна – защита остается прозрачной.

Площадь остекления современных домов, квартир, офисов – не менее 20%, с помощью атермальной пленки для окна можно сэкономить электроэнергию, предотвратить перегрев помещения.

Принцип действия атермального покрытия

Благодаря многослойной композитной структуре, энергосберегающее пленочное покрытие эффективно отражает ИК-лучи, не препятствует прохождению света.

При изготовлении материала используется высокотехнологичный метод – спаттеринг: слои пленки покрываются микроскопическим керамическим или металлическим слоем.

Куда приклеивать пленку – снаружи или изнутри: обзорное видео

Результаты исследований

В 2014 году в украинском Государственном научно-исследовательском институте строительных конструкций было проведено исследование. На раму стеклопакета наклеивали полиэтиленовую пленку, проверяли его характеристики до и после оклейки. Вот результат:

Испытания приведенного сопротивления оконного блока показали, что дополнительное использование пленки, устанавливаемой на поверхность створки или рамы, приводит к увеличению сопротивления теплопередачи стеклопакета на 0,2 м2*К/Вт. При использовании пленки приведенное сопротивление теплопередаче оконных блоков, которые использовались для испытаний, увеличилось с 0,45 до 0,56 м2*К/Вт, а сопротивление теплопередаче стеклопакета с 0,32 до 0,46 м2*К/Вт.
Результаты расчета температуры на поверхности стеклопакета и пленки в центральной зоне показали, что температура на внутренней поверхности стеклопакета, не закрытого пленкой, составляла 5,3 °С, а температура на поверхности пленки составляла 10,4 °С.
Во время эксперимента на поверхности пленки. не наблюдалось выпадение конденсата, в то время как поверхность стеклопакета, не закрытая пленкой, была покрыта конденсатом.
Расчет теплопотерь через ограждающую оболочку здания за отопительный период показал снижение теплопотерь на 64,6 кВт/ч, что в процентах составило 13%, для рассматриваемого типа стеновой конструкции.

По результатам исследования можно сказать, что утепление полиэтиленовой пленкой имеет смысл. Оклейка оконного блока позволяет уменьшить потери тепла на 30,3%. Точно такого же эффекта можно добиться с помощью энергосберегающей пленки третье окно, но она будет стоить дороже из-за красивой упаковки.

ПЭТ-пленка на окна от запотевания: плюсы и минусы

Термосберегающий материал обладает множеством достоинств:

Эффективная защита от холода. В квартире или доме будет царить комфортный микроклимат и зимой, и летом, не потребуется тратить много денег на отопление или покупать сплит-систему либо кондиционер.
Сохранение целостности стекол при мелких механических воздействиях. Если все же окно разобьется, например, от попадания камня, осколки повиснут на пленке и не высыплются в помещение. Это снижает риск получения случайных травм.
Наносимое покрытие не создает бликов, защищает текстиль, напольные покрытия и предметы мебели от выгорания при попадании внутрь солнечных лучей.
Сравнительно невысокая цена, за счет чего на утепление не придется тратиться слишком сильно. Монтаж такой пленки обходится дешевле установки усиленных стеклопакетов с несколькими камерами.
Простой монтаж. В продаже можно встретить самоклеющуюся оконную пленку, нанесение которой занимает минимум времени.
Богатый перечень доступных на рынке утеплительных пленок, производящихся как российскими, так и зарубежными брендами. В магазинах можно приобрести товары фирм Thermolayer, «Термок», «А-Солар» и других компаний.

Надо заметить, что использование изоляционной пленки для утепления не лишено недостатков. К числу минусов относят следующие факторы:

Становится сложно содержать комнатные растения на подоконнике. Количество ультрафиолетового излучения уменьшается, поэтому они начинают чахнуть. Для решения проблемы можно установить фитолампы, которые обеспечивают 12-часовой цикл подсветки. Минус этого варианта – повышение затрат на электроэнергию, что делает энергосберегающие свойства пленки бессмысленными.
Снижение эффективности теплозащитного покрытия весной и осенью. Оно препятствует прогреву помещения солнечными лучами, при этом, если отопление уже выключили или еще не включили, в комнате будет холодно. В некоторых случаях на окнах вдобавок образуется конденсат.
Некоторые пленки, создающие эффект «термо», способны отражать большинство радиоволн, и в помещении будет слабо работать сотовая связь.

Инструкция по монтажу теплосберегающей пленки

Процедура установки вспомогательного изделия не отличается сложностью и не требует покупки специального инструментария, нужно лишь соблюдать ряд правил.

Материалы и инструменты

В процессе понадобятся:

пленка;
рулетка;
маркер либо карандаш для разметки;
хлопчатобумажные перчатки,
прозрачный двусторонний скотч;
ножницы либо канцелярский нож;
длинная линейка;
обычный бытовой фен.

Перед тем, как приступить к работе, следует удостовериться в отсутствии щелей и трещин в рамной конструкции. Эта проблема не характерна для пластикового профиля, но в деревянном встречается часто. В последнем случае присутствие переплетов ведет к образованию многочисленных зон стыков, сквозь которые проникает холодный воздух. Данного эффекта можно избежать, если взять на вооружение силикон, любой прозрачный герметик. После нанесения их следует оставить нетронутыми до полного высыхания.

Первым делом окно тщательно моют

Пошаговое руководство

Утепление производится в следующем порядке:

Необходимо тщательно вымыть окна изнутри, желательно с применением мыльного раствора, чистящей бытовой химии.
Раму нужно обработать любым обезжиривающим составом, нанести на нее по периметру двусторонний скотч.
Рулон пленки следует развернуть на чистой горизонтальной поверхности, лучше на большом столе. Изделие, сложенное вдвое, нужно предварительно расслоить, аккуратно подув на стыки. Далее необходимо взяться за края обеими руками, потянуть так, чтобы они разделились без повреждений.
Нужно замерить с помощью рулетки все параметры стеклопакета, затем следует разметить пленку, основываясь на полученных геометрических параметрах. Со всех сторон нужно оставить припуск на 1,5-2 см, чтобы можно было качественно зафиксировать изделие с помощью скотча. Материал разрезают по разметке.
Со скотча, уже закрепленного на раме, удаляют защитный слой бумаги. Далее фиксируют обрезанный кусок пленки, начиная сверху, аккуратно прижимая края к липкой полосе.
Полотно нужно немного натянуть, прежде чем совместить края с вертикальными клеящими полосками.

По периметру на раму наклеивают двусторонний скотч

Последний шаг – фиксация нижнего края с последующим дополнительным разглаживанием по периметру.

Полотно нужно немного натянуть, прежде чем совместить края с вертикальными клеящими полосками

Чтобы облегчить процесс, стоит воспользоваться следующими рекомендациями мастеров:

для обеспечения полноценной герметизации проема стекла должны быть качественно вымытыми;
хлопчатобумажные перчатки помогут избежать образования отпечатков пальцев, разводов и следов на пленочном полотне;
если в ходе монтажа поверхность материала покрылась складками, их можно устранить посредством бытового фена. Дело в том, что продукция неизбежно подвергнется усадке, если ее обдать струями горячего воздуха. В данном аспекте наиболее удобна для монтажа термоусадочная пленка;
нельзя чрезмерно натягивать изделие в процессе установки, так как оно легко деформируется и рвется;
обустройство габаритного окна легче проводить вдвоем.

Прогибы пленки и ее плотный контакт со стеклом снижают ожидаемые показатели теплосбережения.

Если в ходе монтажа поверхность материала покрылась складками, их можно устранить посредством бытового фена

Светоотражающая пленка

Отличается от других тем, что она может и вовсе не пропускать лучи солнца, но при этом эффективно сохранять то тепло, которое находиться в помещении. Ее можно применять круглогодично.

Плюсы данного материала:

Долговечность.
Большой выбор.
Эффект даже при температуре в -35 градусов.
Подходит под любой интерьер.
Сохраняет тепло, исходящее от батарей и обогревателей.
Минимизирует теплопотерю.
Благодаря особому алюминиевому напылению, она отражает тепло, исходящее снаружи.
Защищает мебель, обои и растения от перегрева и потери цвета от действия солнца.
Создает в помещении комфортный микроклимат.
Благодаря светоотражению оберегает от посторонних взглядов снаружи, но, тем не менее, нисколько не ухудшает видимость изнутри.
Помогает устранить проблему перегревания и имеет эффект кондиционера.
Имеет абсолютную прозрачность, точно такую же, как и обычное стекло.
Смягчает свет и делает его более приятным для человеческого глаза.

Главным минусам светоотражающего утеплителя является его высокая стоимость

Клеить данный материал нужно таким образом:

Подготовить моющее средство для окон, нож, резиновый шпатель и пульверизатор для воды. Тщательно вымыть всю поверхность окна и стекла с обеих сторон. Насухо вытереть так, чтобы не было никаких разводов. Используя пульверизатор, нанести на клеящуюся пленочную поверхность и стекла раствор из мыла, который был предварительно разведен водой. При этом не нужно его сильно взбалтывать, иначе появиться множество мыльных пузырей. Это нужно для того, чтобы мыло дало возможность спокойно передвигать пленку по поверхности стекла до нужного положения. Приложить пленку к стеку

Как только она «сядет», ее следует осторожно разгладить шпателем от центра к краешкам, и удалить оттуда все пузыри. После того, как вся поверхность станет ровной, нужно дать пленке подсохнуть

В конце обрезать краешки ножницами или ножом.

Ухаживать за таким материалом нужно предельно осторожно, чтобы он не отклеивался. Лучше всего изредка протирать его влажной салфеткой или тряпкой для пыли

Преимущества материала

Особенности покрытия:

Энергосберегающий материал многослойный. Светоотражающими, теплосберегающими качествами его наделяет металлическое напыление – золото, серебро, никель, хром. Сохраняется высокая прозрачность покрытия.
Каждый слой обладает минимальной толщиной – несколько микрон.
Покрытие универсально – повышает комфорт пребывания в помещении и летом, и зимой.

Применение на балконе

Достоинства материала:

Обеспечение приватности помещения. Видимость остается только изнутри.
Снижается уровень шума, поступающего через окна с улицы.
Мебель, отделочные материалы не выгорают, благодаря снижению УФ – излучения.
Липкий слой при механическом повреждении стекла удерживает осколки.
Стекло становится прочнее, приобретает противоударные качества. Защита от взлома обеспечивается, если пленку наклеить со стороны улицы.
Яркость солнечного света уменьшается, становится комфортной для глаз.
Зимой уменьшаются затраты на отопление, благодаря снижению теплопотерь до 60 %, летом – на кондиционировании помещения.
Срок эксплуатации – свыше 10 лет.

Особенности монтажа

Перед наклеиванием пленки на окно, необходимо подготовить поверхность стекла. С него удаляют загрязнения скребком, моющим средством. Промывают уплотнители, раму окна. Можно воспользоваться универсальным моющим средством с пульверизатором. От абразивных чистящих средств нужно отказаться – они повреждают пластик, царапают стекло.

Подходит для мытья окон тряпка из микрофибры – позволяет качественно вымыть поверхность без разводов и ворсинок, удалить излишки влаги. Чистое окно просушивают бумажным полотенцем.

Мыть нужно стекло, раму
Наличие самоклеящейся основы делает монтаж пленки проще

Перед наклеиванием необходимо вырезать полотно. Сначала измеряют параметры окна. Пленку укладывают на ровную поверхность защитной подложкой вверх, переносят замеры. На каждую сторону прибавляют по 2-3 см. Вырезают фрагмент канцелярским ножом.

Монтаж: стекло необходимо смочить мыльным раствором. Для приготовления используют жидкое мыло, смешивают с водой, не взбалтывая, в емкости пульверизатора.

Мыльный раствор не взбалтывают

Пленку кладут на ровную поверхность, поддевают край, отделяют покрытие от защитной подложки, освобождая клейкий слой. Поверхность пленки сбрызгивают водой

Важно, чтобы на липкую основу не попадали пыль, ворсинки. Рекомендуется освободить не более 5 см покрытия

Материал прикладывают к стеклу в верхней части окна, выравнивают, разглаживают от центра к краям. Излишки заводят на раму.

Наклеивание полотна

Постепенно, по мере приклеивания полотна, удаляют защитную подложку. При этом, равномерно сбрызгивают полотно и стекло приготовленным раствором.

Работа выполняется по направлению сверху вниз. Воздушные пузырьки, излишки мыльного раствора выгоняются от центра к краям полотна резиновым шпателем.

Для удаления воздуха, излишков мыльного раствора используют резиновый шпатель

Когда пленка приклеена, оставляют высыхать на время, указанное производителем на упаковке. Обычно срок составляет 1-2 недели.

После нанесения, покрытие проглаживают сухой чистой тряпкой, оставляют высыхать

Завершающий этап – обрезка излишков полотна острым канцелярским ножом.

Энергосберегающая пленка – практичное, недорогое, уникальное решение для быстрого утепления помещения, легкий способ создать комфортные условия в жаркие дни, не прибегая к установке стеклопакетов с энергосберегающими стеклами.

Подробнее о монтаже защитного покрытия:

Особенности нанесения энергосберегающей пленки на окна

Если предстоит монтировать материал самостоятельно, желательно заказать разновидность под мыльный раствор. Пленочные покрытия с самоклеющейся или термоусадочной основой должны наноситься специалистами, отсутствие опыта с большой вероятностью скажется на качестве результата.

Перед тем как клеить материал, необходимо выполнить подготовительные действия:

Вымыть стекла, тщательно протереть сухой тряпкой.
Обезжирить поверхности с помощью спирта или средства на его основе.
Выполнить замеры стеклопакета, выложить полотно на стол и обрезать излишки канцелярским ножом или ножницами.
Нанести на стеклянную поверхность мыльный раствор, используя кисточку или распылитель.

После этого можно наклеивать пленку; работу проводят, начиная с верхней части. Материал разглаживают шпателем с резиновой рабочей поверхностью или валиком, орудуя от центра к краям и сверху вниз

Важно удалить все воздушные пузырьки, пока клеевой состав не затвердел. После этого проводят обработку бытовым феном, включив поток горячего воздуха: утепляющее покрытие расправится окончательно

Для монтажа разновидности на самоклеющейся основе потребуется точно так же обезжирить и очистить поверхность стеклопакета, вырезать под размер и расположить на окне максимально ровно. Слой подложки убирают, начиная с верхней стороны, сначала фиксируют углы, затем плавно снимают дальше, одновременно приклеивая пленку.

Процесс сложен тем, что требуется внимательно следить за равномерностью нанесения, сразу расправляя материал и не допуская образования пузырьков. Что касается термоусадочной пленки, то ее фиксируют на специальном скотче, располагающемся по периметру.

Минусы материала

Энергосберегающая пленка – не источник тепла, не влияет на обогрев помещения. Сохраняет тепло, производимое источниками центрального отопления. Материал удерживает имеющуюся температуру воздуха.

Через окно, оклеенное атермальной защитой, тепло с улицы не проникает

Недостатки материала:

Защита не пропускает УФ-излучение, не рекомендуется использовать в помещениях с комнатными растениями. Не подходит для тонирования стекол в парниках, теплицах на придомовой территории. Для роста растениям необходим ультрафиолет. Если в комнате с энергосберегающим покрытием есть растения, можно использовать фитолампы. Однако, об экономии электроэнергии можно забыть – для нормального роста растений, компенсации дефицита солнечного света, освещение должно работать не менее 12 часов в сутки.
Эффективность действия пленочного покрытия зависит от правильного наклеивания. Большие площади остекления – например, панорамные окна или порталы, лучше не оклеивать самостоятельно.
Покрытие препятствует проникновению в помещение естественного солнечного тепла снаружи, весной и осенью в квартире будет некомфортно – сыро, холодно. Необходимо включать мобильные отопительные приборы.
Способность отражать радиосигналы. Радиоволны извне, идущие на комнатную антенну, мобильный телефон, отражаются покрытием. Возможны перебои в работе сотовой связи.
Если в помещении установлены оконные системы с двух – или трехкамерными стеклопакетами, использовать пленку необязательно.

Критерии выбора

Для оконных стекол подойдет лишь прозрачная пленка. Она защитит от избытка ультрафиолета и задержит до 30% инфракрасного излучения, но видимый свет проникает в комнату практически полностью. Есть затемненные и даже зеркальные варианты, задерживающие часть видимого света – подобно автотонировке. Днем хозяева будут защищены от посторонних глаз извне. За такую скрытность хозяин жилья расплачивается невозможностью что-либо выращивать – растениям нужен солнечный свет. Для рамы подходит практически любая пленка, не оставляющая морщин после монтажа. Декоративная – изменит цвет рамы с белого на любой из тех, что имелись на момент покупки в ассортименте строймаркета. Не экономьте на качестве: дешевые пленки быстро выцветают и растрескиваются от ультрафиолета и излишков тепла.

Не используйте для стекла пленки, имеющие заводской дефект – отчетливые вкрапления металла, заметные невооруженным глазом. Пленка, пролежавшая несколько лет, может значительно потерять клеящую способность. Она должна удерживать осколки случайно разбитого стекла – это уменьшает травматичность людей и затрудняет ворам доступ в запертое помещение. Это же относится и к тонировке машин – при аварии водителя не засыплет битым стеклом. Для батарей, особенно расположенных в нише наружной стены здания, используется не столько тонкая пленка, сколько обычный фольгированный пенофол. Он выдерживает нагревание до +120 градусов – батарея редко выдает даже +90. Пленка прослужит минимум несколько лет постоянной тепловой нагрузки.

В каких случаях целесообразно использовать теплосберегающую пленку?

Теплосберегающую пленку рекомендуется использовать в следующих случаях:

если необходимо значительно повысить уровень тепла без использования энергозатратных и иссушающих воздух обогревателей;
если необходимо значительно снизить уровень тепла без использования кондиционеров, имеющих свойство скапливать болезнетворные бактерии в своих фильтрах;
если в помещении установлен старый стеклопакет, имеющий значительные теплоизоляционные изъяны: щели между рамой и стеной, между рамой и стеклом;
если в помещении имеются значительные по площади оконные проемы, которые занимают почти все пространство стены;
если нужно уберечь помещение от резких перепадов температуры, которые характерны для большей части территории нашей страны;
если нужно предохранить убранство помещения от воздействия ультрафиолетовых солнечных лучей, то есть от выгорания, в чем особенно нуждаются стены, мебель, антикварные вещи.

Таким образом, сфера использования теплосберегающей пленки довольно широка, и этот вид продукта в силу своей доступности и сравнительной легкости в установке набирает популярность.

Выводы и вопросы, которые в итоге напрашиваются

Зная о недостатках плёнки, можно говорить о том, что её применение оправдано в случаях, когда нужно сэкономить тепло, но нет возможности выполнить работы по капитальному утеплению здания или сооружения.

Многие потребители ценят такое качество плёнки, как защита помещения от посторонних глаз. При этом из комнаты на улицу видимость остаётся стопроцентной. Не всегда тяжёлые шторы или жалюзи бывают уместными на окнах. Плёнка хорошо вписывается в любой интерьер, не нарушая его.

Однако, всё-таки, радикальным образом плёнка не влияет на энергосбережение. Поэтому перед тем, как её клеить, нужно определиться, что важнее: эффект, который она даёт, отражая тепло назад, в комнату, или жизненно важные УФ-лучи, которые плёнка не впускает квартиру? Может быть, стоит рассмотреть и другие пути утепления, например, поставить теплосберегающие окна, или усилить стены теплоизоляционными материалами? А если её использовать, в летние месяцы, чтобы защититься от жарких солнечных лучей?

Для объективности надо сказать, что свойства теплосберегающей плёнки с каждым годом улучшаются. Производители стараются учесть все нюансы её применения, повышая в разы энергосберегающие показатели изделия.

Выводим третье стекло на чистую воду

Производители и продавцы теплосберегающей пленки для стеклопакетов утверждают, что она отражает тепловое излучение. На самом деле это 100% обман. Сейчас мы вам докажем это.

Существуют качественные энергосберегающие пленки, которые способны отражать часть ИК спектра. Их стоимость начинается от 15 долларов за погонный метр (дешевых китайских производителей). Европейские теплоотражающие пленки стоят от 20 долларов за кв.м. в зависимости от характеристик.

Важно
Термопленку третье стекло можно купить за 3 доллара. Часто в комплекте есть двусторонний скотч

Разница в стоимости говорит сама за себя.

Утепление окон термопленкой, которая работает, происходит путем наклеивания ее на стекло. Ее задача – отражать инфракрасное излучение. Если наклеить на стеклопакет пленку третье окно, никакого эффекта не будет.

В упаковке вам продают кусок термоусадочной пленки. Его можно купить в строительном магазине. Эффект будет тот же. Стоимость такой пленки от 0,5 доллара за квадратный метр.

теплоотражающее «третье стекло» для окон и теплоизоляционная пленка для батарей, для пола и для стен

Теплоудерживающая пленка – не основной, скорее, дополнительный способ снизить теплопотерю помещений и салона автомобиля в зимнее время. Удельная теплопотеря снижается примерно на 15–20%. В этой статье рассмотрим особенности и применение теплосберегающей пленки.

Что это такое?

Теплосберегающая пленка отражает тепло обратно в дом или здание. Она отсекает излучение в тепловом (инфракрасном) диапазоне, пропуская видимый свет. Значительная часть тепла не теряется в пространстве за пределами замкнутого пространства, а возвращается в комнату или салон машины. Технология изготовления теплоотражающей пленки основана на сочетании слоя металла (или напыления из него), хорошо проводящего тепло, и слоя с низкой теплопроводностью. Первый равномерно перераспределяет полученное тепло, второй – не дает ему рассеиваться дальше, за пределы отграниченной зоны.

Идеальным теплоизолирующим «пирогом» является внутренняя стенка термоса, граничащая с вакуумом, а не с пленочно-пористой структурой.

Обзор видов

вспененный полиэтилен;
волокнистый полипропилен;
лавсановое волокно или ткань.

По способу нанесения теплоотражателя пленка делится на следующие разновидности:

фольгированный слой;
полученный с помощью напыления композитный слой.

Теплопленка для стен и пола – стенофон – похожа на обычный пенофол. Она имеет пористую или пузырчатую структуру. Она кладется под декоративное покрытие, отчего избежать нагрева стеновой панели изнутри помещения не удастся, но это не так важно, как реальный уход избытка тепла сквозь стену наружу.

Самоклеящаяся

Пленка «Третье стекло», используемая для однокамерных стеклопакетов, поставляется с двусторонним скотчем такой же прозрачности.

Термоусадочная

Термоусадочный вариант – пленка для рамы окна. Она закрепляется на двусторонний скотч. Под ней образуется воздушный зазор, мешающий теплу быстро покидать помещение. Изначально приклеенная теплозащитная пленка напоминает смятый полиэтилен. Чтобы ее расправить, направьте на нее горячий воздух из фена – теперь натянутый материал выглядит опрятно.

Под мыльный раствор

Критерии выбора

Правила монтажа

Теплоотражающая пленка не используется возле банной печи и нагретой каменки. Дешевая пленка поддерживает горение – она пожароопасная. Нельзя использовать пленку без снятия защищающего клейкую сторону слоя, приклеивать этот слой с помощью клея или скотча, пытаясь сэкономить на самой пленке. Снимаемый слой защищает сторону с клеящим составом, но сам по себе мутнеет от множества «штриховых» царапин, видимость сквозь такое стекло уменьшается до почти матового состояния.

Перед наклеиванием поверхность стекла или рамы тщательно очищается и моется. Наклеивать пленку всех видов, не использующих мыльный раствор, на сырую, не высушенную тщательно поверхность нельзя – образуются пузырьки, убрать которые без потери качества нового покрытия крайне сложно.

После снятия защитного слоя пленка тут же должна быть наклеена: пылинки и соринки необратимо испортят ее, если она несколько часов полежит в защищенном месте. Некоторые клеящиеся составы за это время попросту высохнут, и пленка станет негодной для качественного монтажа.

В следующем видео вас ждет монтаж теплосберегающей пленки на окно.

Тепло

ТЕПЛО

Практические советы по экономии тепла в быту:

Не задвигайте батареи мебелью и не занавешивайте их шторами . Преграды мешают теплому воздуху равномерно распространяться по комнате и снижают теплоотдачу радиаторов на 20%.
Проветривайте быстро. Постоянно открытая форточка, остужает, но не проветривает.
Перекрасьте батареи в темный цвет , установите теплоотражающие экраны. Батарея, выкрашенная в темный цвет, отдает на 5-10% тепла больше, чем выкрашенная светлой краской. Стена за радиатором может нагреваться до 50°С. Обидно тратить столько тепла на разогрев кирпичей или бетонных плит, особенно если в квартире холодно. Установите за батареями теплоотражающие экраны из пенофола или простой фольги.
Утеплите окна ! В большинстве наших домов расходы энергии на отопление превышают аналогичные расходы в европейских странах с похожим климатом в 3-5 раз. По оценкам специалистов, до 50% потерь тепла происходит через окна. Утепление окон может повысить температуру в помещении на 4-5°С.
Повесьте на окна толстые шторы . Днем отодвигайте занавески, а на ночь снова занавешивайте окна. Плотные шторы помогут предотвратить утечку тепла.
Установите на окна теплоотражающую пленку . Теплоотражающая пленка — оптически прозрачный материал со специальным многослойным покрытием, который устанавливается на внутреннюю поверхность наружной оконной рамы. Пленка пропускает 80% видимого света, а внутри квартиры отражает около 90% теплового излучения, что позволяет сохранить тепло в помещении зимой и прохладу летом.
Утеплите стены . Делая очередной ремонт, поместите под обои тонкий слой пенополистирола или пенофола.
Не дайте теплу уйти через пол.10% теплопопотерь в жилых домах – это тепло, уходящее через подвал. Поэтому в квартирах на первом этаже, так же как и в загородном доме, имеет смысл утеплить пол.
Утеплите лоджию и балкон . Особенно тщательно стоит утеплить балконную дверь.
Установите на батареи регулятор теплоподачи . Когда вы надолго уходите или уезжаете из дома, экономьте: просто установите на регуляторах батарей отопления более низкую температуру.

Эффективные решения по экономии тепла в быту:

— утепление стен и полов возможно, например, с помощью специальных теплоизоляционных панелей различной плотности, толщины и длины. Сегодня рынок предлагает множество утеплителей (на основе каменной ваты, стекловаты, пенополиуретана и т.п.).

— утепление окон

— заделка щелей между стеной, полом, а также щелей, возникающих при монтаже окон.

Теплоотражающие пленки на окна: описание, рекомендации по монтажу

Сейчас придумано и воплощено в практику множество способов утепления жилых помещений. Ни для кого не секрет, как сделать теплоизоляцию стен, причем с двух сторон, пола и потолочных перекрытий. Однако, если верить исследованиям специалистов, занимающихся теплотехникой, основные потери тепла происходят через оконную поверхность, а если быть точнее, то посредством остекленной ее части. Как это не печально с точки зрения экономии тепла, без окон в жилых комнатах никак нельзя, поэтому стоит, или смириться с теплопотерями из-за их наличия, а это минимум 25%, или применить такой инновационный утеплитель, как теплосберегающая пленка для окон, что становится все популярнее среди потребителей.

Что же это за пленка такая, за счет чего она бережет тепло внутри дома, и как с ней обращаться, как раз и станет темой этой статьи.

Как работает пленка для утепления окна

С виду это обыкновенное полиэтиленовое полотно, которое, кстати, не так давно тоже применяли на деревянных окнах старого образца, чтобы уберечься от вездесущих сквозняков, выдувающих не только тепло, но и здоровье, нередко. Разница в том, что в теплоотражающей пленке вместо полиэтилена применен полиэстер, но это не существенно. Дело в том, что, во-первых, полиэстеровое полотно насыщено инертным газом, теплопроводность которого стремится к нулю. А, во-вторых, пленка «нашпигована» атомами золота или серебра, которых мало для того, чтобы отлить в слиток, но достаточно для отражения теплового излучения, что находится в инфракрасном спектре.

Благодаря своей сложной структуре при незначительной толщине, теплосберегающая пленка для окон, способна вернуть назад в помещение до 80% тепловых лучей, которые стремятся вылететь наружу через стеклопакет, поэтому экономия выходит ощутимая.

Кроме того, этот инновационный утеплитель характеризуется такими свойствами:

пропускает видимый спектр дневного света полностью, при этом его не искажая;
прекрасно моется всеми средствами бытовой химии, что применяются для чистки стекол и металлопластиковых рам;
является достаточно прочным материалом, почему часто используется снаружи не только для утепления, но и в качестве антивандального средства;
обладает антистатическими свойствами, что предотвращает интенсивное оседание пыли на поверхность;

все материалы и вещества, используемые при изготовлении средства для утепления абсолютно безопасны с точки зрения гигиены и экологии;
полотно легкое, удобное в раскрое и монтаже.

Монтаж пленки для утепления окна

Большинство подобных теплоотражающих прозрачных материалов сделаны как самоклеящиеся полотна, где сторона, предназначенная для монтажа на стекло окна покрыта защитной пленкой, которую перед приклеиванием нужно снимать. Итак, начинаем приклеивать теплоотражающую пленку.

Сначала нужно подготовить само окно. Для этого стекло очищается от пыли, вымывается стекломойным средством и, желательно, обезжиривается. Теперь нужно поверхность стекла насухо вытереть и, на всякий случай дополнительно подсушить с помощью бытового фена. Особенно при этом обратить внимание на места стыка стекла и штапика, где обычно остается немного влаги.
С утеплителя для окон снимается пленка, защищающая липкий слой, после чего полотно аккуратно приклеивается на стекло с небольшим заходом на штапик. Расправлять теплоотражающее полотно можно пластиковым шпателем, что предназначается для монтажа обоев. Полотно нужно распределить по стеклу так, чтобы не было морщин и складок.
В завершение нужно взять острый монтажный нож и обрезать лишнее теплосберегающее полотно по периметру стекла.

Вот собственно и вся работа. Видно, что ничего сложного здесь нет, поэтому покупайте средство утепления для окон, приклеивайте и экономьте такое необходимое и при этом не дешевое тепло.

Наноразмерный теплоперенос и упругие свойства тонких пленок из литированного аморфного Si

https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.11.333Получить права и содержание

Аннотация

Кремний — это сердце современной электроники, и благодаря ему высокая теоретическая емкость аккумулятора, он также привлек большое внимание как возможный анодный материал для литий-ионных аккумуляторов следующего поколения. Теплопроводность — одно из основных свойств при разработке литий-ионных батарей для систем преобразования энергии, и чрезвычайно важно иметь всестороннее понимание рассеивания тепла в масштабе электрохимического накопителя.В этой работе мы сообщаем о ex-situ исследовании наноразмерного термопереноса и упругих свойств анодных пленок из литированного аморфного Si (a-Si) с использованием пикосекундного термоотражения во временной области (TDTR). Радиочастотное ( rf ) магнетронное распыление использовалось для нанесения пленок a-Si толщиной ∼330 нм на стеклянную подложку. Измерения переноса тепла у поверхности в наномасштабе показывают 40% -ное увеличение теплопроводности a-Si при электрохимическом литировании, достигающем 2,2 Вт · м ^-1 K ^-1.Это значительное увеличение может быть связано с ионной теплопроводностью Li ⁺ в процессе литирования. Стандартное отклонение измеренной теплопроводности было немного выше из-за неоднородного латерального и поперечного распределения ионов Li ⁺ в подповерхностной области пленки. Измерения наносекундных лазерных импульсных индуцированных поверхностных акустических волн (ПАВ) показали уменьшение модуля Юнга после литирования в нанометровом масштабе, что объясняется объемным расширением Si при введении ионов Li ⁺.

Ключевые слова

Аморфный кремний

Тонкая пленка

Литий-ионные батареи

Тепловой перенос

Эластичные свойства

Лития

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Цитирующие статьи

6 Материалы для электрической и теплоизоляции батарей и аккумуляторов

Значение транспортных средств с электрическим приводом растет: защита климата, сокращение объемов ископаемого топлива и повышенный спрос на мобильность из-за роста численности населения требуют новых решений и альтернативных систем привода.

Электромобили могут внести значительный вклад в защиту окружающей среды и сокращение выбросов. Вот почему электромобили являются неотъемлемой частью стратегии открытых технологий немецких производителей и поставщиков. Скачок в аккумуляторных технологиях сделал электромобильность опцией мобильности будущего.

Разработчики сосредоточились на использовании существующих преимуществ электродвигателей перед двигателями внутреннего сгорания. Это, например, высокий КПД электродвигателя.

Литий-ионные аккумуляторы, используемые в электромобилях, постоянно совершенствуются. Производители автомобилей разрабатывают более мощные литий-ионные аккумуляторы, которые имеют больший радиус действия и могут быстрее заряжаться. Наряду с этими улучшениями повышение безопасности становится все более актуальным при разработке электромобилей.

Литий-ионные батареи выделяют значительное количество тепла во время работы и зарядки. Помимо использования терморегулирующих материалов для рассеивания тепла, размещение защитных, огнестойких изоляционных материалов между аккумуляторным элементом, модулем и компонентами аккумулятора может обеспечить дополнительную тепловую и электрическую изоляцию.

Материалы должны использоваться в следующих областях:

Изоляционные прокладки на плюсовых разъемах
Изоляция ячеек
Изоляция последовательных разъемов
Изоляция БМУ
Защита кромок
Обшивка аккумулятора
Изоляция аккумуляторной батареи
Изоляция корпуса

Для электрической и тепловой изоляции батарей и аккумуляторов используются 6 материалов:

Пленка полипропиленовая
Пленка полиэфирная
Огнестойкий 3M FRB
Арамидная бумага Nomex
Пленка полиимидная
Слюда

1.пленка полипропиленовая для электроизоляции и теплоизоляции батарей и аккумуляторов

Полипропилен имеет отличные диэлектрические свойства, отличную непроницаемость и легко поддается формованию. Formex — лучший выбор инженеров и дизайнеров. Он очень прочный и обладает отличной диэлектрической прочностью. Он также является огнестойким (UL94 V-0) и отвечает строгим требованиям безопасности и защиты окружающей среды. Формекс можно высекать, надрезать и складывать для создания индивидуальной динамической трехмерной формы.

2. Пленки полиэфирные для электроизоляции и теплоизоляции батарей и аккумуляторов

Полиэфирные пленки

(также известные под торговыми названиями Mylar и Hostaphan) также используются во многих областях, где требуются электрическая изоляция, термическое сопротивление и стабильность размеров. Пленки из полиэтилентерефталата полезны в качестве диэлектрического изолятора в относительном диапазоне температур. Другой продукт может быть более подходящим для более высоких температур в зависимости от области применения батареи.

3. Неорганическая изоляционная бумага Flame Barrier FRB для электрической и тепловой изоляции батарей и аккумуляторов

Неорганическая изоляционная бумага 3M Flame Barrier FRB основана на технологии неорганических материалов и специально разработана для использования в качестве пламегасителей в электрическом оборудовании. Изоляционная бумага 3M FRB обеспечивает отличную стойкость к воспламенению и воспламенению, отличную дугу, сопротивление пути утечки и диэлектрическому пробою, а также хорошую теплопроводность для защиты от поражения электрическим током.

4. Арамидная бумага Nomex для электроизоляции и теплоизоляции батарей и аккумуляторов

Арамидная бумага Nomex уже давно используется в электротехнике. Номекс, в основе которого лежат метаарамидные волокна. Этот материал незаменим для производителей двигателей, трансформаторов или генераторов. Помимо диэлектрических характеристик, он отличается очень высокой термостойкостью (220 ° C согласно UL 746) и механической прочностью. Свойства, которые также важны при производстве аккумуляторов и батарей.

5. Полиимидные пленки для электроизоляции и теплоизоляции батарей и аккумуляторов

Полиимидные пленки широко используются в приложениях, подверженных сильному нагреву и вибрации. Полиимидные пленки являются огнестойкими (UL94 V-0) и сохраняют свои электрические, химические и механические свойства даже в чрезвычайно суровых условиях.

6. слюда для электрической и теплоизоляции батарей и аккумуляторов

Слюда — минеральный материал, входящий в состав некоторых изоляционных пленок.Поскольку оно очень рассыпчатое, в связующее можно добавлять «хлопья» слюды. Затем эту смесь наносят на субстрат, чтобы получить то, что мы называем гибкой слюдой. Его также можно добавлять непосредственно во время производства пленки, как в случае с Nomex Type 818. Слюда повышает диэлектрические характеристики и обеспечивает свойства теплового барьера. Это делает его особенно подходящим для изоляции между ячейками.

Все материалы могут поставляться как высеченные, так и с самоклеящимся слоем.

границ | Взгляд на формирование литиевых сплавов в полностью твердотельных тонкопленочных литиевых батареях

Введение

Полностью твердотельные микробатареи — это интересная разработка обычных литий-ионных батарей (LIB), которые работают в одном окне потенциалов и с помощью аналогичных механизмов реакции.Полностью твердотельные тонкопленочные литиевые батареи (микробатареи) становятся важным компонентом появляющихся автономных миниатюрных электронных устройств, позволяя максимально интегрировать их источники питания. Микробатареи — это электрохимические ячейки, в которых тонкие пленки различных компонентов ячеек уложены друг с другом с помощью различных методов осаждения, чтобы сформировать функциональное электрохимическое устройство с отдельными слоями, имеющими толщину от десятков нанометров до нескольких микрометров. Как правило, системы тонкопленочных батарей состоят из кристаллических соединений интеркалирования лития в качестве катода и металлических литиевых отрицательных электродов (литиевая тонкопленочная батарея) или неорганических соединений, в которых первоначальный заряд используется для формирования отрицательного электрода путем литиевого покрытия («безлитиевый» тонкопленочные батареи ») (Dudney, Neudecker, 1999; Bates et al., 2000). Тонкие пленки обычно получают методами вакуумного осаждения, такими как распыление или испарение, которые уже широко используются в производстве микроэлектроники (Kanehori et al., 1983; Dudney and Neudecker, 1999). Формирование рисунка на каждом уровне материала, от токосъемников до слоев оболочки, может быть достигнуто либо с помощью теневой маскировки, либо с помощью фотолитографии, что позволяет настраивать отпечатки с областями от ² до ² см.

В тонкопленочных батареях, где длина диффузии сведена к минимуму, предпочтительны твердотельные электролиты.Твердотельные электролиты по своей природе имеют преимущество перед жидкими электролитами с точки зрения безопасности и обращения благодаря их электрохимической, механической и термической стабильности (Takada, 2013; Teng et al., 2014). Проблемы со снижением емкости, вызванные образованием границы раздела твердый электролит (SEI), также можно избежать с помощью твердотельного электролита. Это способствует достижению клеткой длительного календарного срока службы, хорошего сохранения емкости и стабильного электрохимического отклика (Bates et al., 2000; Fleutot et al., 2011; Cras et al., 2015). Электрохимическая стабильность твердотельных электролитов, как правило, в более широком диапазоне напряжений также позволяет элементам работать при высоких напряжениях, что позволяет достичь более высоких плотностей энергии. Кроме того, паразитные электрохимические реакции между электролитом и электродом резко сокращаются, если не подавляются (Bates et al., 1994).

Еще одним полезным преимуществом этих ячеек является их двухмерная конструкция, которая может минимизировать большие изменения объема электродов во время (де-) литиации (Zhao et al., 2015). Методы осаждения позволяют использовать широкий спектр электродных материалов, от аморфных до кристаллических, от термодинамически стабильных до метастабильных форм и от простых до сложных многофазных соединений. Толщину слоев также можно точно контролировать, что может быть полезно для уравновешивания низкой ионной / электронной проводимости. Электродных материалов, которые могут быть получены распылением или импульсным лазерным осаждением, действительно много, и они включают хорошо известные интеркаляционные материалы LiCoO ₂ (Neudecker et al., 2000; Yoon et al., 2013), LiMn ₂ O ₄ (Jones et al., 1994), LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ (Xia et al., 2007), LiFePO ₄ (Bajars et al., 2011), V ₂ O ₅ (West et al., 1992), материалы для реакции конверсии FeS ₂ (Pelé et al., 2015), CuO (Pecquenard et al., 2014 ), а также чистых или смешанных литий-легирующих материалов (Димов, 2009). В объемных аккумуляторных системах обычно избегают использования отрицательных электродов из литиевого сплава из-за значительных изменений объема, которые происходят во время процесса легирования в результате введения / удаления лития (Besenhard et al., 1997). Однако высокая плотность упаковки металлического лития и литиевых сплавов делает привлекательным пересмотр использования отрицательных электродов из литиевого сплава для тонкопленочных батарей, где изменение объема не будет таким значительным, как у основной массы, и увеличенная удельная емкость. может быть особенно полезным. Был исследован ряд систем бинарных литиевых сплавов (Massalski et al., 1986), включая Li-Al (Yao et al., 1971; Bang et al., 2001), Li-Si (Wen and Huggins, 1981), Li-Sn и Li-Cd среди других (Huggins, 1999).Высокая плотность упаковки, достигаемая при введении лития в металлическую решетку, способствует достижению лучшей удельной и объемной емкости по сравнению с внедрением лития в углеродистые материалы (Besenhard et al., 1997).

На сегодняшний день сообщается о нескольких системах, использующих отрицательный электрод из литиевого сплава (Besenhard et al., 1997; Huggins, 1999; Bang et al., 2001; Zhang, 2011). В частности, Bi является интересным кандидатом для использования в тонкопленочных батареях для питания новых, появляющихся устройств микроэлектроники (Crosnier et al., 2001). Более того, Bi, который является нетоксичным материалом, обладает высокой способностью к распылению, что позволяет создавать тонкие пленки толщиной в несколько сотен нанометров за ограниченный период времени. Сплавы Li-Bi образуются при относительно низких потенциалах (0,8–0,6 В), что позволяет избежать электрохимической активности других компонентов клетки по сравнению с литием (Crosnier et al., 2001; Xianming et al., 2002). Bi также предлагает хорошую теоретическую удельную емкость 385 мАч g ⁻¹, что сопоставимо с таковой у графита (372 мАч g ⁻¹) (Zhang, 2011), и высокую объемную емкость 3800 мАч · см ^{— 3}.Кривая гальваностатического цикла Bi по сравнению с Li ⁺ / Li согласуется с фазовой диаграммой, показывая два плато разряда, соответствующих образованию фазы LiBi, за которым следует образование Li ₃ Bi при дальнейшем введении Li. Недавно также было ясно продемонстрировано, что системы бинарных литиевых сплавов, особенно Li-Si, могут иметь большой интерес к конфигурации полностью твердотельных тонких пленок, несмотря на большой разброс объема (300% от Si до Li ₁₅ Si ₄), возникающий во время введения Li (Phan et al., 2012).

Несколько in situ структурных исследований систем LIB были выполнены с использованием как синхротронной рентгеновской дифракции (XRD), так и нейтронной порошковой дифракции (NPD) (Sharma and Peterson, 2012; Hu et al., 2013; Pang et al. , 2015; Sharma et al., 2015a; Goonetilleke et al., 2017). Эти исследования позволяют связать структурные изменения, происходящие в активных материалах, с электрохимической активностью устройств в реальном времени. В то время как большинство структурных исследований in situ были сосредоточены на обычных LIB с использованием жидкого электролита (Sharma et al., 2015b), in situ сообщалось о структурных характеристиках тонкопленочной батареи, использующей полимерный электролит (Gustafsson et al., 1992). Твердотельные батареи идеально подходят для дифракционных исследований, поскольку отсутствие жидкого электролита и аморфных компонентов, таких как сепараторы, устраняет значительный фоновый вклад. Таким образом, учитывая их превосходное электрохимическое поведение, универсальность с точки зрения материалов и простую конструкцию, твердотельные тонкопленочные литиевые микробатареи 2D выглядят многообещающими устройствами для проведения in situ структурных исследований различных электродных материалов. In situ и / или operando характеристики электродных материалов, работающих в полностью твердотельных элементах, встречаются редко. В основном они сосредоточены на химическом профилировании глубины с помощью нейтронных методов (Oudenhoven et al., 2011; Wang et al., 2017) или химическом анализе границ твердое тело-твердое тело с помощью сканирующей туннельной электронной микроскопии-электронной спектроскопии потерь энергии (STEM- EELS, (Ma et al., 2016; Wang et al., 2016; Gong et al., 2017). Насколько нам известно, структурная характеристика in situ не проводилась с помощью дифракции рентгеновских лучей на цельнотвердой керамике. -государственные аккумуляторы пока.

Мы сосредоточили наше исследование на следующем стеке: Bi | LiPON | Li, потому что он составляет модельный набор для анализа на месте , причем Bi является тяжелым элементом и кристаллическим материалом (хорошо адаптированным для рентгеноструктурного анализа) и потенциальным кандидатом на замену Li в качестве отрицательного электрода в твердотельных электродах. государственные тонкопленочные батареи. Мы впервые сообщаем о in situ рентгеноструктурном исследовании твердотельных ячеек Bi / LiPON / Li. Это предварительное исследование было проведено для отслеживания образования литиевых сплавов во время циклирования ячейки.

Экспериментальная

Конструкция ячейки

Поскольку полностью твердотельные тонкопленочные батареи не содержат никаких жидких проводящих добавок или полимерных связующих, их формат, таким образом, хорошо подходит для дифракционных исследований in situ (Zhou et al., 2013). Тем не менее, особое внимание было уделено соображениям конструкции ячейки, чтобы обеспечить высокое качество дифракционных данных, включая толщину электрода и пленок электролита, толщину и характер подложки и инкапсулирующих слоев и поверхности, а также расположение ячеек на подложке и держателе образца.Как подробно описано ниже, толщина активного материала составляет около нескольких сотен нанометров. Электролит LiPON (Bates et al., 1992) был выбран, поскольку он представляет собой аморфный твердотельный электролит для литий-ионных батарей, который практически не вызывает рассеяния. Этот электролит обладает высокой ионной проводимостью и химической стабильностью по отношению к металлическому литию, что привело к его применению в нескольких твердотельных системах LIB (Dudney, 2005; Jacke et al., 2010; Senevirathne et al., 2013). Толщина слоев подложки и инкапсуляции может способствовать снижению производительности ячеек.Оба были максимально уменьшены, сохранив при этом достаточные механические свойства.

Четыре 9 × 9 мм ² полностью твердотельные ячейки были приготовлены на тонкой стеклянной подложке (толщиной 50 мкм, боросиликатное стекло AF32, Schott Gmbh) ICMCB и CEA в камере, соединенной с перчаточным боксом. Нанесение всех уровней стопки производилось через теневую маску для локализации каждого слоя. Тонкую пленку Cr 200 нм сначала наносили распылением, чтобы способствовать адгезии тонкой пленки Bi на стеклянной подложке.Тонкая пленка Bi (250 нм) была выращена радиочастотным распылением в атмосфере Ar на токосъемнике Cr. На бинарной диаграмме Li-Bi показаны два определенных соединения LiBi и Li ₃ Bi (Sangster, Pelton, 1991). Эти соединения имеют температуру плавления выше, чем максимальная температура, применяемая во время процесса пайки-оплавления, используемого для соединения электронных компонентов на печатной плате (около 260 ° C). Эта особенность представляет собой большое преимущество для практического использования по сравнению с металлическим литием.Пленка твердого электролита LiPON толщиной 1,4 мкм затем была нанесена методом высокочастотного реактивного распыления в атмосфере чистого азота. Для завершения активной части микробатареи на пленку LiPON методом термического испарения наносилась металлическая пленка лития толщиной 3 мкм. Более подробные характеристики изготовленных аналогичным образом твердотельных тонкопленочных микробатареек были опубликованы в предыдущих исследованиях (Fleutot et al., 2011; Phan et al., 2012; Cras et al., 2015). Для защиты активной стопки от влаги и кислорода вся группа из 4 ячеек была закрыта вторым слоем тонкого стекла.Между двумя листами стекла на краю группы ячеек помещали полимерное уплотнение, чтобы ограничить поглощение рентгеновских лучей в этой области. Затем стеклянная подложка была прикреплена к жесткой печатной плате, и электрическое соединение с ячейками было достигнуто с помощью эпоксидной смолы с серебряным наполнителем.

In situ Дифракция рентгеновских лучей
Синхротронное излучение высокой интенсивности необходимо для того, чтобы обеспечить достаточную интенсивность при небольшом объеме взаимодействия, обеспечивая при этом адекватное временное разрешение между каждым сбором. In situ данные дифракции рентгеновских лучей были собраны в геометрии пропускания с использованием порошковой дифракционной лучевой линии на австралийском синхротроне (Wallwork et al., 2007) с использованием длины волны 0,618952 (7) Å, определенной с помощью NIST 660b LaB ₆ стандартный справочный материал (Black et al., 2011). Падающий луч с профилем 1,2 × 3 мм был сфокусирован в центре одиночной ячейки микробатареи, см. Рисунок 1. Данные были собраны в диапазоне 5 ° <2θ <84 ° со временем сбора 4 мин, которые были непрерывно записано.Микробатарею заряжали потенциостатически, подавая на элемент потенциал 0,8 В, используя систему тестирования батарей Neware BTS3000. Уточнения Ритвельда (Rietveld, 1969) с использованием in situ данных XRD были выполнены с использованием GSAS-II (Toby and Von Dreele, 2013). Подбор одиночных пиков выполняли с использованием гауссовых форм пиков с линейным фоном в LAMP (Richard et al., 1996).
Рисунок 1. (A) Принципиальная схема и (B) пример печатной платы со всеми твердотельными микробатареями, приготовленными методом распыления.
Результаты и обсуждение
Усовершенствование Ритвельда
Чтобы исследовать, как структуры различных фаз, присутствующих в клетке, развиваются с течением времени, было предпринято последовательное уточнение структурных моделей по Ритвельду в сравнении с собранными данными XRD. В связи с характером данных, которые содержат вклады от нескольких фаз, которые могут демонстрировать предпочтительную ориентацию, и фоновые вклады от аморфных фаз, важно отметить, что к данным применяется несколько ограничений.При выполнении последовательного уточнения ряд параметров уточняется и фиксируется только для одного набора данных, в то время как другим разрешается уточнять на протяжении всего электрохимического процесса. К фиксированным параметрам относятся параметры профиля пика, параметры образца и атомные параметры различных фаз. Параметры профиля пика и параметры образца, такие как общий масштабный коэффициент, смещение образца и поглощение образца, являются фиксированными, поскольку известно, что их вклады остаются постоянными на протяжении всего эксперимента, e.g., интенсивность и профиль падающего рентгеновского пучка остаются практически постоянными, а положение образца относительно детектора остается неизменным. Из-за количества фаз и низкой чувствительности рентгеновских лучей к Li точное структурное определение присутствующих фаз невозможно, поэтому атомные параметры, такие как координаты атомов и параметры смещения атомов (ADP), были фиксированы. Параметры, разрешенные для уточнения, включают фон (функция Чебышева, 13 членов), масштабные коэффициенты для каждой фазы и параметры структурной решетки, кроме Cr и Li, которые, как ожидается, не будут подвергаться расширению / сжатию во время цикла.
На рисунках 2A, B показаны уточнения первого и последнего наборов данных, показывающие фазы, присутствующие в разряженном и заряженном состоянии соответственно. Наблюдаемые данные представлены черными крестиками, а расчетная модель представлена линией, проходящей через данные. Линия ниже показывает разницу между наблюдаемыми и расчетными данными. Большие всплески на разностной линии указывают на области, где метод уточнения наименьших квадратов затрудняет моделирование интенсивности отдельных отражений, в частности отражения Bi при 2θ ≈ 10.8 ° на рисунке 2B. Статистика для уточнений, показанных на рисунках 2A, B, составляет wR _p = 7,70% и wR _p = 9,19% соответственно. Было обнаружено, что значение wR _p увеличивается со временем, что указывает на сложность моделирования интенсивности фазы Bi, которая появляется при зарядке ячейки. В этой системе расхождение между расчетной интенсивностью и наблюдаемой интенсивностью можно объяснить в первую очередь двумя факторами: микропоглощением и текстурированием образца.Микропоглощение, которое может возникать в системах с большой разницей в коэффициентах поглощения рентгеновских лучей между двумя фазами (Taylor and Matulis, 1991), например, между Li и Bi в этой системе. Из-за природы тонкопленочных образцов, в которых рост пленок может происходить вдоль определенных кристаллографических плоскостей, текстурирование образцов также может приводить к несоответствию интенсивности рассчитанных моделей и наблюдаемых данных для отдельных отражений (Золотоябко, 2009). Текстурирование образца можно смоделировать с использованием модели предпочтительной ориентации.В этом анализе сила и направление (вдоль определенной кристаллографической плоскости) эффектов ориентации учитывались с использованием подхода Марча-Долласа (Von Dreele, 1997). Расхождения в интенсивности отражений из-за текстурирования образца можно смоделировать для каждой фазы индивидуально. Несмотря на «раскачивание» предметного столика для улучшения усреднения порошка, результаты уточнения указывают на сильную предпочтительную ориентацию данных. Важно отметить такие факторы, которые могут затруднить подгонку данных, однако информация о структурных изменениях, происходящих внутри микробатареи, таких как параметры решетки и фазовый состав, все же может быть извлечена с хорошей уверенностью.Еще одно соображение, которое следует принять во внимание, заключается в том, что значительное объемное расширение, часто наблюдаемое во время реакций легирования, может вызвать смещение ячейки относительно падающего луча и повлиять на параметры ячейки, определенные с помощью уточнения Ритвельда. Однако, учитывая наноразмерные размеры ячейки, ожидается, что величина изменения объема будет незначительной по сравнению с тем, что потребовалось бы, чтобы вызвать проблемы при сборе дифракционных данных, и это подтверждается тем фактом, что нет сдвига в положении отражений от электрохимически неактивных компонентов ячейки наблюдается при электрохимическом циклировании.
Рисунок 2 . Профиль уточнения Ритвельда для первого набора данных (A), (разряженное состояние) и (B), последнего набора данных (заряженное состояние). Отражения всех трех основных фаз присутствуют в последнем наборе данных. Наблюдаемые данные представлены крестиками (+), расчетная модель — розовой линией, фоновая функция — красной линией, а разница — голубой линией ниже.
Структурная эволюция
На рис. 3 показано изменение дифракционных данных во времени.Известно, что сплавы, полученные путем электрохимического легирования, идентичны сплавам, полученным в металлургии (Dey, 1971) и в системе Li-Bi. Фазы LiBi и Li ₃ Bi могут образовываться при температуре окружающей среды (Zintl, Brauer, 1935; Sangster, Pelton, 1991). В данном исследовании наблюдались рефлексы, соответствующие литированным фазам висмута LiBi, Li ₃ Bi, а также Bi. Дополнительные отражения можно также увидеть от металлического лития и токосъемников Cr, как указано маркерами над контурным графиком.Структуры и параметры решетки наблюдаемых фаз, определенные с помощью уточнения Ритвельда, подробно описаны в таблице 1, а примеры уточненных подгонок показаны на рисунке 2.
Рисунок 3 . Контурная карта, показывающая эволюцию собранных дифракционных данных во время потенциостатической выдержки 0,8 В.
Таблица 1 . Пространственные группы и уточненные параметры решетки фаз, идентифицированные в данных дифракции, показанных на рисунке 2B.
Ячейка была заряжена потенциостатически при 0.8 В для запуска реакций деинтеркаляции лития в материалах электродов. Мы можем наблюдать серию протекающих двухфазных реакций. На рисунке 4 показано, как фракции трех основных фаз меняются с течением времени. Когда батарея заряжается, Li удаляется из материала отрицательного электрода Bi-Li, что приводит к постепенному уменьшению количества Li-богатой фазы Li ₃ Bi, которая реагирует с образованием LiBi, и, следовательно, к быстрому увеличению количество LiBi наблюдается ближе к началу эксперимента.По мере того, как аккумулятор заряжается, содержание LiBi начинает уменьшаться, и одновременно наблюдается увеличение количества присутствующего Bi. Возможный путь реакции описан на рисунке 5, где мы наблюдаем изменение процесса легирования лития Bi посредством следующих реакций:
Li3Bi → LiBi + 2Li ++ 2e- (1) LiBi → Bi + Li ++ е- (2)
Рисунок 4 . Фазовые доли как функция количества паттернов, как определено уточнением Ритвельда.
Рисунок 5 .Контурная карта с фокусом на области 8,2 ° <2θ <9,4 °, выделяющая диапазон отражений литированного висмута. Стрелки указывают на возможный путь реакции.
На рисунке S1 показан пример типичной кривой заряда-разряда твердотельного элемента Bi / LiPON / Li. Потенциальный профиль показывает два плато, соответствующих двум реакциям, описанным выше. Аналогичный путь реакции был продемонстрирован для натриево-ионных батарей (NIB), в которых Bi в качестве материала отрицательного электрода (Gao et al., 2018). Обратимость процесса легирования была продемонстрирована ранее (Xianming et al., 2002), однако она не могла быть продемонстрирована в течение доступного времени луча, учитывая низкие плотности тока, которым в этом случае подвергались тонкопленочные батареи.
Дополнительное отражение также наблюдается при 2θ ≈ 8,8 °, см. Рис. 5, возникающее от плоскости (1 1 0) в Li ₂ Bi. Эта фаза Li ₂ Bi образуется в небольших количествах во время преобразования из Li ₃ Bi в разряженном состоянии в LiBi во время зарядки.О структуре Li ₂ Bi недавно сообщалось в поправке к фазовой диаграмме Li-Bi (Павлюк и др., 2015). Li ₂ Bi принимает гексагональную единицу с пространственной группой P −6 2 c , и в нашей ячейке было обнаружено, что параметры решетки a = 8,061 (5) Å и c = 6,835 (3 ) Å. На рисунке 5 мы также наблюдаем отражения, соответствующие плоскостям (1 1 1), (0 0 1) и (0 0 3) Li ₃ Bi, LiBi и Bi соответственно.
При более внимательном рассмотрении дифракционных данных на рисунке 5 видно небольшое смещение положения отражения LiBi 001 (2θ ≈ 8.37 °) в начале эксперимента. За пределами этой точки параметры решетки литированных фаз висмута остаются постоянными, см. Рис. 6, и реакция протекает по двухфазному механизму по мере образования Bi. Параметры решетки a и c LiBi, см. Рисунки 6B, C, ведут себя почти одинаково, поскольку введение лития в Li _x Bi вызывает изотропное расширение элементарной ячейки.
Рисунок 6 . Параметры решетки фаз (A) Li ₃ Bi и (B, C) LiBi как функция времени.
Выводы
Продемонстрировано использование in situ дифракции для исследования структурной эволюции в тонкопленочных устройствах. При зарядке устройства была идентифицирована серия фазовых переходов от литированного висмута к металлическому висмуту. Это предварительное исследование полностью твердотельного элемента Bi / LiPON / Li демонстрирует, что эти тонкопленочные устройства могут использоваться для исследования фазовых превращений, которые происходят внутри электродов во время работы элемента. Кроме того, способность разрешать эти фазовые превращения подчеркивает, что электрохимическое введение может обеспечить новый способ исследования фазовых диаграмм систем бинарных сплавов при температурах окружающей среды.
Авторские взносы

DG провел эксперимент in-situ , проанализировал данные и написал значительную часть рукописи. NS инициировал исследование и провел эксперимент in-situ . Экспериментальный проект JK на австралийском синхротроне. Компания JG изготовила и протестировала ячеек и конструкции на месте. BP инициировала исследование и оказывала исследовательскую поддержку на протяжении всего проекта. FL инициировал исследование и разработал конструкцию ячейки in-situ .

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Это исследование проводилось на пучке порошковой дифракции на австралийском синхротроне, Виктория, Австралия. DG благодарит за поддержку стипендии Австралийской государственной программы обучения исследователей. Н.С. благодарит Австралийский исследовательский совет за финансовую поддержку, предоставленную в рамках грантов DE160100237 и DP170100269.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenrg.2018.00064/full#supplementary-material

Список литературы

Баджарс Г., Кучинскис Г., Смитс Дж. И Клеперис Дж. (2011). Физические и электрохимические свойства тонких пленок LiFePO 4 / C, осажденных постоянным током и радиочастотным магнетронным распылением. Ионика твердого тела 188, 156–159. DOI: 10.1016 / j.ssi.2010.10.022