Вакуумное отопление принцип работы

Сейчас на рынке появились радиаторы совершенного нового типа. Производители и продавцы уверяют, что они способны творить просто чудеса. Это вакуумные радиаторы отопления, принцип работы которых мы подробно и разберем в данном материале, а также рассмотрим действительно ли они такие эффективные как заверяют производители.

Устройство вакуумного радиатора

В общем-то, ничего сложного в его конструкции нет. Радиатор состоит из металлических секций. Вместо воды в секциях находится литиево-бромидный раствор, закипающий уже при плюс 35 градусах по Цельсию. Воздух из секций полностью откачан с целью снижения внутреннего давления. По нижнему коллектору радиатора протекает горячая вода, поступающая из системы отопления. Она не должна соприкасаться с теплоносителем, и контакт происходит только через металлическую поверхность трубы. Изготовлена эта труба (как и весь радиатор) из полутора миллиметровой углеродистой стали.


Устройство вакуумного радиатора.

Принцип действия вакуумного отопительного прибора

Горячая вода, поступающая из отопительной системы в нижнюю часть радиатора (подключенного к системе отопления с помощью стандартных муфт), передает тепло литиево-бромидной жидкости. Она быстро начинает испаряться, нагревая все секции радиатора. Конденсат стекает вниз, затем вновь переходя в пар поднимается вверх. Таким образом, наружная стенка трубы, граничащая с теплоносителем, постоянно охлаждается. И разность температур между ее внутренней и наружной поверхностью способствует увеличению теплового потока.

Секции радиатора, за пару минут прогреваемые горячим паром, отдают тепло окружающему воздуху. Причем, как утверждают производители, это происходит моментально. Заявленная ими теплоотдача одной секции данного прибора – 300 ватт и при этом используется совсем небольшое количество воды. Это серьезные цифры – далее попробуем выяснить, так ли это. И заодно проверим, насколько прекрасны новые отопительные приборы.

Видео: Принцип работы вакуумных радиаторов

Верить ли рекламе, расхваливающей вакуумные приборы отопления

Постараемся подойти к этому вопросу максимально скрупулезно и объективно, беря за основу только доказанные факты. При этом рассмотрим каждое из указанных производителем достоинств данных радиаторов. Итак, начали.

1. Постоянно рекламируется характерное для вакуумных радиаторов молниеносное время прогревания. Хорошо, допустим. Однако вовсе не так быстро прогреется весь дом. Ведь в нем находится не один лишь воздух, но и стены, внутренние перегородки с мебелью, потолок с полом. На их нагрев нужно определенное время. И поэтому совсем не так важно, минуту или пять будет греться сам радиатор.

2. Теперь о малом количестве теплоносителя, что якобы весьма экономично. Вот только вопрос – где именно проявляется эта экономия. Если в центральной системе отопления, то это сущий блеф – здесь не так важно, больше горячей воды протечет по трубам или меньше. Если же взять загородный дачный домик, то и в нем экономия под вопросом, учитывая то, что те же современные панельные радиаторы тоже требуют не столь много теплоносителя

3. В радиаторах вакуумного типа не может появиться воздушных пробок. Об этом с восторгом вещает реклама. Но ведь радиаторы – это не вся система отопления, а лишь ее часть. Между прочим, пробки появляются лишь тогда, когда эта система собрана неграмотно. В противном случае их не будет с любыми радиаторами.

4. Еще два жирных плюса, которыми козыряют изготовители. Это невозможность засорения радиаторов и отсутствие коррозии. Пожалуй, для автономных систем отопления эти плюсы вряд ли окажутся такими уж жирными. Если горячая вода в отоплении чистая, ее уровень кислотности соответствует нормам, а из системы она не сливается, то никакой коррозии и не будет. И засорам взяться неоткуда.

5. Насчет низкого гидравлического сопротивления, якобы резко уменьшающего статью расходов на отопление, скажем так. Для централизованного отопления непонятно вообще, чьи расходы имеются в виду. Разве что хозяев котельных, сотнями километров перегоняющих тонны горячей воды. Получается выгода может быть только при использовании в автономной системе отопления и это еще вопрос может ли она быть. А для автономной системы в своем доме многие используют естественную циркуляцию теплоносителя, так что вопрос этот неактуален.

6. Следующим пунктом будет экономия энергии вдвое, а то и вчетверо. С этим ошибочка вышла, так как закон сохранения энергии по-прежнему действует. Радиаторы, даже самые инновационные, не могут вырабатывать энергию. Они только передают ее, и об экономии говорить не приходится. Сколько тепла затрачено, столько должно быть и восполнено – только так.

7. Теперь коснемся теплоотдачи вакуумных трубок, которая, как показывают сертификаты изготовителей, не является стабильной. Этот показатель может иметь отклонения до 5 процентов в большую и меньшую сторону. Оказывается, это и от скорости воды в системе отопления зависит, и от ее температуры. Так что вряд ли можно автоматику к такому радиатору приспособить. А два радиатора с равным количеством секций могут иметь разные параметры.

8. Отдельно скажем о системах отопления в частных домах, где вода циркулирует естественным образом. Тут важен гидравлический напор, создающийся за счет разницы высоты горячей воды в котле и радиаторе. Так вот, у приборов вакуумного типа эта высота значительно меньше, поэтому в такой системе они работают с проблемами.

Читайте также:  Крыши одноэтажных домов с эркером фото

9. Теперь представим, что в корпусе радиатора появилась трещина. Даже если она крохотная, о вакууме можно забыть. Уйдет он безвозвратно, и восстановится нормальное атмосферное давление. А оно, в свою очередь, приведет к повышению точки кипения теплоносителя. Результат окажется плачевным – либо жидкость почти не будет испаряться, либо пар вовсе не появится. Короче, радиатор греть перестанет.

10. Кстати, эта чудесная (по заверению продавцов и рекламщиков) литиево-бромидная жидкость к тому же еще и ядовита, оказывается. Поэтому то, что радиаторы при утечке теплоносителя станут холодными, только полбеды. Хуже, если батарея прохудиться, например, ночью, отравив спящих жителей квартиры.

Так что, пожалуй, не всегда стоит верить рекламе, такой убедительной на первый взгляд.

Вопрос о сокращении расходов на обогрев жилья одинаково актуален как для владельцев квартир, так и частных домов. Особенно остро данная проблема обстоит в регионах с «суровым» климатом, где воздух охлаждается до – 40°С и более.

Одной из современных и эффективных разработок в области экономии энергоресурсов являются вакуумные радиаторы отопления, применение которых позволит снизить расход теплоносителя и поддерживать оптимальный температурный режим в помещении.

Содержание

Вакуумные радиаторы – инновация на рынке отопительных систем

Главная задача любой отопительной системы – эффективная передача тепла от радиаторов отопления помещению. Повысить температуру воздуха в комнате можно двумя способами:

  • увеличением мощности нагревательного элемента, что приведет к повышению стоимости энергоносителей;
  • снижением тепловых потерь, при прохождении теплоносителя по трубопроводу.

Учитывая постоянный рост цен на энергоносители, необходимо искать альтернативные варианты оптимизации системы отопления. Одним из достаточно эффективных примеров комбинации физических свойств материалов и улучшенной конструкции считаются вакуумные радиаторы отопления.

На российском рынке вакуумные радиаторы появились относительно недавно, но уже завоевали популярность среди покупателей. Большинство пользователей отмечают сокращение затрат, на покупку энергоресурсов порядка 30-40 %. Такая экономия обусловлена равномерным и быстрым нагревом радиатора за счет использования в качестве теплоносителя жидкости с низкой температурой кипения.

Вакуумные радиаторы отопления: принцип работы и технические характеристики

Внешне радиаторы вакуумные выглядят как обычные секционные батареи, главное отличие – внутренняя конструкция.

В нижней части радиатора находится горизонтальная труба, по которой движется теплоноситель (антифриз или вода). Эта труба последовательно соединена с вертикальными секциями, наполненными литиево-бромидной жидкостью. Все секции радиатора изолированы друг от друга, и теплая вода не смешивается с «рабочей» жидкостью.

Нижняя часть коллектора подключается к централизованной системе отопления и после подачи теплой воды, вакуумный радиатор начинает функционировать.

Принцип работы вакуумного радиатора следующий:

  1. В нижнюю часть коллектора поступает теплая вода.
  2. Стальные стенки горизонтальной трубы нагреваются до 35°С.
  3. Тепло поднимается вверх по вертикальным секциям.
  4. Металлический корпус вертикальных труб нагревается, в результате чего литиево-бромидная жидкость закипает и испаряется.
  5. Мощное испарение нагревает корпус радиатора еще больше, отдавая тепло воздуху в помещении.
  6. Конденсат опускается по трубам вниз, нагревается и обратно превращается в пар.

После отключения системы отопления, вакуумный радиатор остывает медленно, так как в вакуумной среде частицы будут снижать свою скорость постепенно

Рассмотрим технические характеристики радиаторов отопления вакуумного типа:

  • теплоотдача одной секции радиатора колеблется в диапазоне 150-300 Вт (зависит от материала изготовления корпуса);
  • вес одной секции радиатора около 1,6 кг;
  • ширина секции – 80 мм, высота – 540 мм;
  • 1 секция радиатора рассчитана на отопление примерно 2-х кв.м.

Вакуумные радиаторы при производстве проходят заводское испытание под давлением 15 атм. Большинство фирм предоставляют гарантию на оборудование сроком – 5 лет.

Преимущества и недостатки вакуумных радиаторов

Вакуумные радиаторы имеют ряд преимуществ перед другими отопительными приборами, а именно:

  • экономия энергоресурсов (30%) и теплоносителя (80%);
  • высокая скорость прогрева помещения;
  • возможность работы с разными источниками тепла (дизельным топливом, электричеством, газом, дровами, солнечными батареями);
  • легкость конструкции и удобство монтажа;
  • отсутствие воздушных пробок;
  • высокий уровень теплоотдачи;
  • нет необходимости использовать мощный циркуляционный насос;
  • внутренняя поверхность радиатора не ржавеет, поэтому засорение секции исключено;
  • батарея нагревается равномерно;
  • не требуют дополнительного ухода и обслуживания при эксплуатации;
  • срок службы – около 30 лет;
  • безопасность использования – при выходе радиатора из строя затопление не происходит (объем теплоносителя и давление в радиаторе слишком малы).

Целесообразно использовать вакуумные радиаторы в автономной системе отопления или централизованной, но при условии установки счетчика тепла

Главным препятствием для покупки такого прибора станет стоимость вакуумного радиатора отопления. Купить батарею на 8 секций можно в среднем за 7000 рублей. Ее достаточно для обогрева комнаты в 14-20 кв.м.

К числу недостатков отопительной системы с вакуумными радиаторами также можно отнести вероятность протечки кипящей литиево-бромидной жидкости при разгерметизации батареи.

Выбор вакуумного радиатора отопления

Перед покупкой вакуумный радиатор необходимо проверить на соответствие прибора техническим нормам и надежность. О хорошем качестве радиатора можно судить по следующим критериям:

  1. Наличие документов: сертификата, протокола испытания и паспорта радиатора с указанием технических характеристик, условий транспортировки и эксплуатации.
  2. Литиево-бромидной смеси не должно быть много. Это можно проверить, встряхнув радиатор: звуки перетекания воды говорят о плохом качестве батареи, оптимально – должен издаваться характерный шелест.
  3. Заводские сварочные швы – ровные, их легко отличить от «ручной работы». Качество швов определяет герметичность радиатора.
  4. Покраска батареи должна производиться порошковым методом.
  5. Герметичность заправочного вентиля.
Читайте также:  Влияние инфракрасных лучей на организм человека

Среди производителей можно выделить компанию “EnergyEco”, продукция которой имеет хорошие технические показатели.

Технология монтажа вакуумного радиатора

Варианты подключения вакуумного радиатора к системе отопления

Вакуумные радиаторы могут подключаться к различным типам отопительных систем:

  1. Подключение к автономной системе аналогично стандартному соединению – радиатор при помощи муфт подсоединяется к входу/выходу горячей воды.
  2. При электрическом нагреве литиево-бромидной жидкости может использоваться как переносной, так и стационарный электрический нагревательный элемент.
  3. Подключение радиаторов к центральной системе или гелиосистеме отопления происходит так же, как и к автономному отоплению.

Установка вакуумного радиатора выполняется по стандартной схеме с нижним подключением батареи.

Можно сделать и вертикальную разводку по следующей схеме.

Основные правила установки радиатора

При монтаже вакуумных радиаторов важно придерживаться следующих рекомендаций:

  1. Крепление батареи должно происходить на таком уровне:
    • расстояние до стены – не меньше 50 мм;
    • расстояние до пола – 20-50 мм;
    • расстояние до подоконника – 50-100 мм.
    • На стене за вакуумным радиатором желательно поместить отражающий материал (изоллон, фольга).
    • Перед установкой радиатор надо струсить, чтоб легкоиспаряемая жидкость стекла вниз.
    • При монтаже можно использовать пробки для алюминиевых радиаторов.
    • Если на стене установлена теплоизоляция, то для монтажа вакуумного радиатора понадобятся более длинные кронштейны.

    Последовательность выполнения монтажа

    Пред началом выполнения работ надо подготовить следующие инструменты и материалы:

    • вакуумный радиатор;
    • кронштейны;
    • шаровые краны;
    • пакля и герметик;
    • ударная дрель;
    • сверла с победитовыми наконечниками;
    • набор рожковых ключей;
    • пассатижи;
    • рулетка;
    • шуруповерт;
    • простой карандаш;
    • гидравлический уровень.

    Весь процесс установки вакуумного радиатора можно «разбить» на такие этапы:

    1. Демонтаж старых батарей (если происходит реконструкция существующей системы отопления) и выравнивание стены.
    2. Разметка места крепления вакуумного радиатора.
    3. Установка кронштейнов.
    4. Вакуумный радиатор крепится на кронштейны.
    5. Монтаж шаровых кранов с использованием пакли и герметика.
    6. Подсоединение магистральных трубопроводов к кранам и герметизация стыков.
    7. Заполнение системы водой для тестирования герметичности конструкции.

    Особенности эксплуатации вакуумных радиаторов

    Высокую эффективность и экономичность, вакуумные радиаторы демонстрируют при обогреве больших площадей частных домов и дач с сезонными простоями. Запуск системы происходит за считанные минуты, необходимости спускать воздух – нет.

    Однако для того, чтоб тепло использовалось действительно разумно и экономно, надо создать определенные условия:

    1. Помещение должно быть максимально утеплено. Использование теплосберегающих стеклопакетов на окнах, герметизация дверных щелей, теплоизоляция пола и крыши увеличивают эффективность работы вакуумного радиатора.
    2. Количество секций и их общая теплоотдача должны соответствовать габаритам дома (нужно учесть метраж помещения и высоту потолков).
    3. Теплоотдача вакуумных радиаторов напрямую зависит от температуры теплоносителя (оптимально, если вода будет нагреваться до 60°С).

    Спрос на литиево-бромидные радиаторы постоянно увеличивается, и сегодня их область применения заметно расширилась. Вакуумные радиаторы отопления используют для обогрева частных домов, дач, гаражей, промышленных и офисных помещений.

    Что это такое — вакуумные радиаторы? Как они устроены? Чем обеспечивается их непревзойденная эффективность и экономичность, которую обещают потенциальному покупателю многочисленные продавцы? И, главное, насколько рекламные заявления производителей и продавцов соответствуют действительности? Давайте разберемся.

    Что это такое

    Устройство

    Как устроен этот отопительный прибор? В версии, предназначенной для систем водяного отопления, он представляет собой герметичную емкость сложной формы, через которую (через нижний коллектор) проходит труба отопления с теплоносителем. Радиатор полностью совместим с любым его типом; подключение тоже вполне стандартно.

    Давление внутри емкости хоть и далеко от космического вакуума, но заметно ниже атмосферного. Часть объема прибора заполнена собственным летучим теплоносителем, никак не контактирующим с внешним контуром (по уверениям продавцов — некоей литиево-бромидной жидкостью, точное описание состава которой не приводится).

    Однако: часть производителей упоминает возможность использования в качестве рабочей жидкости этанола (этилового спирта).

    Устройство вакуумного радиатора.

    Принцип работы

    Принцип работы вакуумных радиаторов отопления, согласно заверениям все тех же производителей и продавцов, сводится к переносу тепла летучим теплоносителем в условиях разрежения:

    • При нагреве до 35С литиево-бромидная жидкость закипает и активно испаряется;
    • Обладая достаточно высокой теплоемкостью, она переносит тепло к верхней части отопительного прибора, обеспечивая максимально быстрый (за 1-2 минуты) и равномерный его нагрев;
    • В дальнейшем благодаря особым свойствам жидкости она долго сохраняет газообразное состояние, что не дает прибору остыть и обеспечивает экономию тепловой энергии.

    Особый случай: электрические вакуумные радиаторы отличаются от обычных, предназначенных для работы в контурах водяного отопления, наличием собственного ТЭНа в нижнем коллекторе.
    Благодаря этой особенности отопительный прибор подключается только к розетке, что сильно упрощает монтаж.

    Прибор укомплектован собственным ТЭНом.

    Исследование образцов

    В качестве образца мы возьмем модельный ряд вполне конкретной компании Energy Eco. Производимые ей вакуумные радиаторы позиционируются следующим образом:

    Модель Размеры, см Количество секций Отапливаемая площадь, м2
    Eco Vacuum 6 54х54х4,8 6 27
    Eco Vacuum 8 70х54х4,8 8 36
    Eco Vacuum 10 86х54х4,8 10 45
    Eco Vacuum 12 102х54х4,8 12 59
    Eco Vacuum 14 118х54х4,8 14 63
    Eco Vacuum 16 134х54х4,8 16 72

    Несложный подсчет показывает, что одна секция способна обеспечить достаточную теплоотдачу для обогрева 4,5 м2 жилого помещения.

    Согласно заверениям продавца, этот прибор способен обогреть двухкомнатную квартиру.

    Справка: согласно советским СНиП, тепловая мощность для расчета систем отопления берется равной 100 ваттам на 1 м2.
    В современных энергоэффективных домах благодаря комплексным мерам по снижению утечек тепла она может быть уменьшена до 60 ватт/м2.
    Таким образом, одна секция радиатора должна обеспечить теплоотдачу как минимум в 4,5*60=270 ватт.

    В описании технических характеристик отопительных приборов производитель расставляет все точки над «i»:

    Читайте также:  Калькулятор утепления стен пеноплексом
    Параметр Значение
    Материал корпуса Углеродистая сталь
    Толщина корпуса 1,5 мм
    Рабочая температура 110 С
    Рабочее давление 6 — 13 кгс/см2
    Монтажная резьба ДУ20
    Теплоотдача на секцию 169 ватт

    Еще раз: 169 ватт, а никак не 270. Как говорил небезызвестный персонаж незабвенного Михаила Афанасьевича: «Поздравляю вас, гражданин, соврамши».

    Фокусы и их разоблачение

    Если уж мы вспомнили Булгакова, будет логичным напомнить читателю еще одну цитату: «Нам интересны как фокусы, так и их разоблачение».

    Давайте изучим рекламные заявления дилеров и посмотрим, насколько они соответствуют действительности.

    • Быстрый выход на рабочий режим: нагрев помещения начинается сразу после достижения отопительным прибором 35С. Святая правда — если температура в помещении ниже 35С. Это актуально для любых двух объектов с разной температурой. Термодинамика, знаете ли.

    На границе сред с разной температурой всегда присутствует перенос тепловой энергии.

    • Вакуумные радиаторы не страдают от воздушных пробок. Это так, поскольку в приборе нет скоб, в которых может скапливаться воздух. А вот контур в целом их вполне может иметь, что сводит это сомнительное преимущество на нет.
    • Эти отопительные приборы не страдают от зашлакованности труб и коррозии.
      Позвольте, а откуда в автономной системе вообще зашлакованность при ограниченном объеме воды? Аргумент относительно коррозии — тоже демагогия: кислороду, вызывающему появление ржавчины, в заполненной и замкнутой системе просто неоткуда взяться.
    • Небольшой объем теплоносителя. Этот параметр влияет лишь на тепловую инерционность контура: при малом количестве теплоносителя он быстро нагревается и быстро остывает. При заполнении системы водяного отопления объем воды в ней представляет разве что умозрительный интерес.
    • Долговечность. Простите, а как прибор с 1,5-миллиметровой стенкой из углеродистой стали может быть более долговечным, чем труба с 2,5-миллиметровой стенки из той же стали? Полипропилен и металлопластик тоже вроде как имеют срок службы, сопоставимый с продолжительностью человеческой жизни… В общем, опять демагогия.

    Старейшим чугунным радиаторам больше века, и их функциональность ничем не отличается от новых приборов.

    • Низкое гидравлическое сопротивление. Факт: вакуумный радиатор создаст немного меньшее сопротивление потоку теплоносителя основного контура по сравнению с чугунным или алюминиевым и позволит сэкономить на работе циркуляционного насоса.
      С учетом того, что цена прибора в 3-4 раза выше, чем у обычного алюминиевого радиатора, период окупаемости разницы в стоимости можно оценить примерно в 400 — 500 лет: разница в потребляемой насосом мощности будет исчисляться сотыми долями процента.

    Наконец, напоследок автор оставил самый привлекательный для покупателя пункт.

    Постулат: вакуумные отопительные приборы исключительно экономичны.
    Экономия по сравнению с традиционными радиаторами в разных версиях рекламы варьируется от 30 до… 400%.

    Уважаемый читатель, среднее образование в советской, а ныне — российской системе образования является обязательным. Школьный курс физики включает изучения закона сохранения энергии.

    Если немного уточнить и перефразировать формулировку сэра Исаака Ньютона, применительно к нашему случаю она приобретет такой вид:

    1. Конечная форма любого преобразования энергии — механическая работа (то есть перемещение массы против вектора гравитации) или нагрев среды.

    Сэр Исаак опечален современным уровнем образования.

    1. Поскольку наш отопительный прибор ничего никуда не поднимает, вся полученная им энергия полностью преобразуется в нагрев.

    Подчеркнем: это утверждение верно для любого отопительного прибора, независимо от его конструкции.
    КПД всегда равен 100%: отняв у теплоносителя 500 ватт тепла, батарея полностью рассеет их в окружающей среде вне зависимости от своей конструкции.

    Саркастические заметки

    Автор позволит себе еще несколько комментариев к устройству и рекламируемым достоинствам вакуумных радиаторов.Принцип их работы полностью идентичен так называемой тепловой трубке — трубе с летучим теплоносителем.

    Испаряясь в нагретой части герметичной емкости и конденсируясь на ее более холодном конце, он обеспечивает эффективный перенос тепла. Первые тепловые трубки начали использоваться в 18 веке, одновременно с появлением первых паровых машин.

    Одна из проблем трубок — возврат конденсата теплоносителя в зону нагрева. В более примитивной версии, калькой с которой является вакуумный радиатор, жидкость стекала вниз самотеком — что мы и наблюдаем в исследуемой конструкции. В 1942 году была запатентована капиллярная трубка, способная работать в любом положении.

    Этой конструкции больше века.

    Доработанная версия изобретения — капиллярная тепловая трубка.

    Кстати: утверждение о том, что теплоноситель сохраняет газообразное состояние после нагрева радиатора и продолжает греть его — первостатейная ложь.
    Он непрерывно конденсируется в верхнем коллекторе и стекает вниз самотеком.

    В качестве теплоносителя в тепловой трубке используются аммиак, этанол и… вода, при пониженном давлении способная испаряться при низких температурах.

    Единственное достоинство тепловой трубки — высокая теплопроводность по всему ее объему. Никаких других волшебных свойств у нее нет.

    Монтаж

    Трудно ли установить вакуумный радиатор отопления своими руками, если вам все же пришлась по душе идея этого прибора?

    Инструкция по монтажу абсолютно стандартна.

    1. Прибор вывешивается на кронштейнах в горизонтальном положении.
    2. К нему подводятся трубы, соответствующие условному диаметру резьб и снабженные отсекающими вентилями, дросселями или термоголовкой. Схема подключения — снизу вниз.

    Прибор на фото укомплектован парой дросселей.

    1. Для подключения радиатора к вентилям используются американки.

    Заключение

    Надеемся, что наш миниатюрный критический обзор помог читателю излечиться от излишнего доверия к рекламе. Узнать больше о том, что такое вакуумные радиаторы и как они устроены, позволит видео в этой статье. Успехов!

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *