Вакуумные радиаторы: принцип работы, как установить своими руками

Вакуумные приборы отопления – относительно новое изобретение. По заверениям производителей, это чудо техники способно значительно уменьшить расходы. Насколько эти утверждения соответствуют реальности, пока не совсем понятно. Но есть несколько моментов, в которых вакуумный радиатор действительно выгодно отличается от привычных отопительных приборов. Это безопасность использования, простота монтажа и привлекательный внешний вид. Одновременно с этим применение вакуумных приборов имеет некоторые ограничения, связанные с характеристиками системы отопления.

Принцип работы вакуумного отопления

Чтобы понять принцип работы вакуумного радиатора, придется вспомнить школьный курс физики: при низком давлении кипение происходит при более низкой температуре. Например, на высоте 4000 метров, где воздух разрежен, вода кипит уже при 85 °С, т. е. картошку варить придется несколько часов. Это свойство жидкостей закипать быстрее при пониженном давлении и заложено в основу действия вакуумной батареи.

Прибор отопления состоит из целого набора трубок: две горизонтальные и несколько вертикальных, соединяющих верхнюю и нижнюю части. Верхняя труба заглушена с обеих сторон, а на концах нижней есть специальные патрубки для подключения к системе отопления. Труба с теплоносителем проходит сквозь нижнюю часть радиатора. Все внутреннее пространство прибора герметично закрыто и заполнено небольшим количеством специальной жидкости. В нем создано пониженное давление (не вакуум, но близко к нему). В качестве жидкости (вторичного теплоносителя) используют литиево-бромидный раствор или этанол (спирт). В каждой секции вакуумного радиатора содержится около 50 мл теплоносителя.

В условиях пониженного давления рабочая жидкость закипает при температуре 30-35 °С. Ее пары поднимаются по вертикальным трубкам, постепенно остывая и конденсируясь на внутренней поверхности стенок. Затем вторичный теплоноситель стекает вниз и снова начинает нагреваться. В процессе конденсации наполнителя от соприкосновения с более холодной поверхностью труб тепло передается на металл, а затем рассеивается в воздухе, обогревая помещение.

При нагревании вторичного теплоносителя жидкость очень быстро закипает, пары поднимаются вверх и конденсируются на стенках

Наглядно о работе вакуумной батареи:

Плюсы и минусы вакуумных радиаторов отопления

Производители вакуумных радиаторов утверждают, что их продукция способна значительно снизить расходы на отопление, не ухудшив при этом уровень обогрева. В условиях растущих цен на энергоресурсы и, соответственно, повышающихся сумм в квитанциях ЖКХ, это довольно сильный аргумент. Действительно, небольшое количество вторичного теплоносителя при пониженном давлении довольно быстро нагревается и закипает, но нагрев помещения зависит не только и не столько от этого факта.

Одно из преимуществ вакуумного радиатора – для прогрева ему хватает 10-15 л теплоносителя. Для автономной системы отопления это может иметь значение и даст реальную экономию. Котел не должен работать постоянно, набранной температуры хватит на период, зависящий от характеристик системы и обогреваемой площади. За счет периодического отключения котла энергии на разогрев уйдет меньше.

Количество тепла зависит только от возможностей системы отопления. Обогрев дома включает в себя прогрев воздуха, стен, перекрытий, мебели и других предметов в помещении. Этот процесс не может быть мгновенным. Скорость набора тепла в комнате останется прежней, так как вся обстановка остается без изменений. То есть, скорость прогрева самого радиатора мало влияет на обогрев помещения.

Если уменьшить температуру основного теплоносителя, придется увеличивать количество радиаторов

Самое «больное» место вакуумного прибора — узкий диапазон использования. При слишком низкой температуре первичного теплоносителя жидкость не будет испаряться, при слишком высокой – не успеет сконденсироваться. То есть, температурное колебание в системе подачи тепла негативно скажется на работе прибора. А такие колебания зависят не только от температуры воды в системе, но и от скорости ее прохождения по трубам.

Вакуумное отопление может иметь преимущества в автономной отопительной системе, например, в частном доме или на даче, где мощность котла довольно низкая. Еще один вариант практичного использования вакуумного радиатора – временный обогрев. Небольшой домик на дачном участке, который посещают время от времени, проще и быстрее прогреть именно таким прибором.

Несомненные плюсы вакуумного прибора:

• отсутствие внутренней коррозии (при условии хорошего качества герметизации);
• нет угрозы засоров и заиливания, в радиаторе циркулирует только вторичный теплоноситель, несвязанный с основной системой;
• не образуются воздушные пробки;
• низкие расходы на установку радиатора;
• не нужен насос большой мощности, так как принцип работы батареи не требует прокачки первичной рабочей жидкости по всем секциям прибора;
• безопасность (даже при разгерметизации масштабного потопа не будет);
• долговечность за счет качественных материалов.

Еще одно бесспорное достоинство вакуумного радиатора – возможность работать от разных источников тепла. Прибор можно встроить в автономную отопительную систему с газовым котлом, солнечными батареями, электрическими источниками и даже с печным отоплением. В централизованной системе тоже можно использовать вакуумный радиатор, но не стоит надеяться на чудо экономии.

Вакуумный радиатор хорошо впишется в большинство стилей оформления благодаря своему эстетичному внешнему виду

Виды вакуумных радиаторов отопления

Основные разновидности вакуумных приборов:

• электрические;
• панельные (привычные настенные приборы);
• вакуумные регистры.

Основное отличие вакуумных электрических радиаторов от обычных только в источнике нагрева. В одних моделях в качестве теплоносителя выступает вода из системы отопления, в других – электрические ТЭНы, встроенные в нижнюю часть прибора. В первом случае нагрев происходит за счет воды, в другом в тепло преобразовывается электроэнергия.

Мощность ТЭНов составляет примерно 50 Вт на каждую секцию радиатора. Сам нагреватель погружен в воду или масло. Именно эти жидкости выступают в роли первичного теплоносителя. Также электрические модели могут быть мобильными, т. е. их можно установить в любом месте и подключить к розетке. Проточные приборы устанавливают только стационарно и подключают к системе отопления.

Так называемые вакуумные регистры представляют собой трубы различного профиля, подключаемые как к центральной, так и к автономной системе. Вакуумные регистры применяют в системе отопления производственных и складских помещениях.

Длина одного сегмента может достигать 4 м

Как выбрать вакуумные батареи отопления

Самый первый шаг – проверка торговой сети и всех необходимых сертификатов качества. Отзывы о магазинах легко найти в Интернете, там же есть и образцы сертификатов. Если в магазине не окажется никаких документов, не стоит совершать покупку.

Затем следует выяснить температурный режим прибора. Если в инструкции указаны 110-120 °С, то при установке радиатора в квартире с центральным отоплением о заявленной производительности можно забыть. Согласно нормативам температура теплоносителя для жилых помещений достигает 90 °С, а для эффективной работы литиево-бромидной жидкости нужен диапазон 40-60 °С. Именно при таких условиях она достигает стадии тумана, что обеспечивает максимальную теплопередачу.

Что нужно проверить во время покупки:

1. Наличие и количество рабочей жидкости. Для этого следует немного покачать радиатор из стороны в сторону. Должен раздаваться небольшой шелест. Если слышен отчетливый плеск, то жидкости слишком много. Если нет никаких звуков, радиатор может оказаться пустым.
2. Осмотреть все соединения и внешнее покрытие. Сварные швы должны быть ровными и аккуратными, а покрытие без дефектов и натеков – это признаки заводского изготовления.

Высокая цена приборов толкает недобросовестных продавцов на махинации с низкокачественным товаром. Сертификаты и другие документы тоже не сложно подделать. Порой разобраться самостоятельно в этом невозможно. Чтобы не потерять деньги, желательно совершать выбор вместе с мастером, разбирающимся в данном вопросе.

От габаритов и числа секций зависит цена вакуумного радиатора.

Как установить вакуумные батареи своими руками

Для изготовления вакуумных батарей используют стальной лист толщиной 1,5 мм. Вес прибора, в зависимости от габаритов, колеблется от 13 до 22 кг, т. е. поднять и установить его не так сложно, как привычные чугунные батареи.

Схема подсоединения батареи к трубопроводу отопления

Монтаж радиатора зависит от системы отопления. Мобильную электрическую модель достаточно просто подключить к розетке, стационарные батареи сначала нужно закрепить в выбранном месте с учетом следующих нормативов:

• минимальное расстояние до стены 5 см;
• расстояние от пола в пределах 2-5 см от нижнего края;
• верхний край ниже подоконника примерно на 10 см.

• перед установкой радиатора следует его встряхнуть, чтобы рабочая жидкость стекла вниз и имела возможность контактировать с теплоносителем;
• стену за батареей желательно изолировать фольгой или другим материалом.

Затем в выбранных местах устанавливают кронштейны, крепят на них радиатор. К патрубкам в нижней части присоединяют трубы центрального отопления и герметизируют соединения.

Полезные советы

Лучше всего вакуумные батареи зарекомендовали себя в частных домах или сезонно используемых помещениях: на даче или в загородном доме. При выборе прибора следует учитывать метраж комнат и высоту потолков.

Производители рекомендуют устанавливать вакуумные радиаторы в централизованной системе отопления только при наличии счетчиков тепла. Это дает возможность хоть как-то регулировать температуру первичной рабочей жидкости. Идеальный диапазон 40-60 °С. При более высоких температурах (а в центральной системе они всегда намного выше) жидкость полностью испарится, перейдет в пар и не сможет циркулировать.

Заключение

Вакуумный радиатор пока не имеет большого распространения, хотя идея сама по себе очень привлекательна. Есть вероятность, что прибор способен немного усилить работу системы отопления с низкой температурой теплоносителя или в нерегулярно посещаемом доме. Быстрый нагрев помещения имеет значение только в момент включения прибора. Специалисты сомневаются в заявленной эффективности существующей конструкции, а реальных отзывов от владельцев этого чуда техники пока недостаточно.

Климат

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.

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.
2. На стене за вакуумным радиатором желательно поместить отражающий материал (изоллон, фольга).
3. Перед установкой радиатор надо струсить, чтоб легкоиспаряемая жидкость стекла вниз.
4. При монтаже можно использовать пробки для алюминиевых радиаторов.
5. 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.