- Особенности и характеристики вакуумных радиаторов отопления
- Принципы действия
- Особенности вакуумного радиатора
- Объем
- Герметичность
- Низкая рабочая температура
- Преимущества
- Недостатки
- Признаки качественного радиатора
- Особенности монтажа
- Вакуумные радиаторы отопления: принцип работы, характеристики
- Принцип работы вакуумных радиаторов отопления
- Технические характеристики
- Преимущества
- Недостатки
- Видео
- Вакуумные радиаторы: принцип работы, как установить своими руками
- Принцип работы вакуумного отопления
- Плюсы и минусы вакуумных радиаторов отопления
- Виды вакуумных радиаторов отопления
- Как выбрать вакуумные батареи отопления
- Как установить вакуумные батареи своими руками
- Полезные советы
- Заключение
Особенности и характеристики вакуумных радиаторов отопления
В результате перспективных разработок в области повышения эффективности систем отопления появились новые типы отопительных приборов, призванные снизить затраты энергии на отопление. Один из новых типов — это вакуумные радиаторы. Несмотря на свое недавнее появление на рынке, они уже успели получить положительные отзывы. К преимуществам таких батарей можно отнести компактные габариты, высокие показатели теплоотдачи и абсолютную безопасность в эксплуатации.
Принципы действия
Принцип работы вакуумной батареи основан на способности теплоносителя при пониженном давлении закипать при низкой температуре и отдавать тепло при конденсации.
Вакуумные радиаторы отопления содержат теплоносители, способные к быстрому испарению при низкой температуре. Активация отопительной секции начинается уже при температуре 35°С, а полностью в рабочий режим радиатор входит при 50°С.
В нижней части секции находится теплообменник, представляющий собой прямой отрезок трубы, охваченный кольцом, переходящим в вертикальную емкость. Вертикальная трубка заполнена литиево-бромидной солью или этанолом, она герметично запаяна, воздух из емкости откачан. Прогрев батареи происходит при конденсации паров теплоносителя на поверхности трубки.
Сравнение с обычной батареей по данным тепловизора.
Особенности вакуумного радиатора
Отличия устройства вакуумного радиатора от традиционных батарей отопления продиктованы принципом его действия и состоят в следующем.
Объем
Вакуумные батареи требуют минимального объема теплоносителя. Горячая жидкость занимает только объем теплообменника в нижней части радиатора. Например, батареи в 10 секций имеют объем около 0,5 л. Для сравнения, объем обычного чугунного радиатора с аналогичным количеством секций составляет не менее 4 л.
Герметичность
Вакуумный радиатор работоспособен только при отсутствии воздуха в трубке с рабочим составом. Разгерметизация секции нарушает принцип работы и прекращает процесс кипения наполнителя и выработки тепла. При этом положительным моментом является то, что выходит из строя только одна секция батареи.
Низкая рабочая температура
Температура кипения рабочей жидкости в 35°С позволяет построить эффективную систему отопления на альтернативных источниках энергии, таких как термальные источники или водяные коллекторы, нагреваемые солнечным светом.
Преимущества
Особенности устройства и принципа работы вакуумных радиаторов обеспечивают ему ряд преимуществ над традиционными чугунными или алюминиевыми отопительными батареями. Отсутствие гидравлического сопротивления в теплообменнике каждой из секций радиатора позволяет монтировать батареи неограниченного размера.
Минимальный объем теплоносителя позволяет использовать нагреватели меньшей мощности. Установленные в уже существующей отопительной системе вакуумные радиаторы отопления обеспечивают снижение расхода топлива. Но при наличии в системе аккумулятора теплоты, то есть большого объема теплоносителя, основные преимущества этого типа отопительных приборов будут утрачены.
Из-за немалой стоимости секций такого типа может показаться, что покупать его невыгодно. На самом деле за время эксплуатации вакуумная система отопления способна полностью себя окупить, особенно в контурах с малым объемом теплоносителя. Кроме того, она позволит отказаться от циркуляционного насоса, что даст дополнительную экономию.
При использовании данных приборов исключается их засорение и заиливание, как в традиционных батареях, а также образование воздушных пробок.
Недостатки
Достаточно высокая цена данного прибора может посеять сомнения у покупателя при решении вопроса его приобретения.
К недостаткам вакуумного радиатора можно отнести также вероятность вытекания теплоносителя в случае разгерметизации прибора. Затопления не произойдет по причине малого количества жидкости, но следует помнить, что литиево-бромидная смесь является ядовитой для человека.
Признаки качественного радиатора
По причине длительного срока службы прибора данного типа, а также его немалой стоимости, подходить к выбору и приобретению следует особенно тщательно.
Следует обратить внимание на следующие признаки качественного вакуумного радиатора:
- При раскачивании прибора слышен шелест, но не перетекание жидкости;
- Ровные сварочные швы;
- Загерметизированный заправочный вентиль.
У покупателя всегда есть право потребовать от продавца предъявления сертификата.
Особенности монтажа
Из особенностей установки этого типа отопительных приборов следует упомянуть про вертикальность монтажа секций и бережное обращение в целях сохранения герметичности. Также необходимо напомнить, что вакуумный радиатор имеет только патрубки подачи и отвода теплоносителя, дополнительных устройств и воздушных клапанов они лишены. Для упрощения замены отопительного прибора целесообразно использовать быстроразъемные соединения.
Перед установкой производители рекомендуют несколько раз покачать устройство вправо и влево. Делается это для того, чтобы жидкость гарантированно стекла в нижнюю часть радиатора.
Необходимо учитывать, что вакуумные батареи не рекомендуется применять наряду с другими типами отопительных приборов. Это может снизить эффективность всей схемы отопления дома.
Также следует знать, что для экономии средств на отоплении дома необходимо в первую очередь снижать потери тепла. Тогда их восполнение потребует, соответственно, меньше средств.
Вакуумные радиаторы отопления: принцип работы, характеристики
Сегодня основополагающими показателями отопительной системы частного дома являются эффективность и экономичность. Эти показатели, помимо всего прочего, зависят также от качества и типа приборов отопления. Одним из приборов, который способен снизить затраты на отопление является вакуумный радиатор.
Прибор имеет только 2 соединения (на входе и выходе).
Принцип работы вакуумных радиаторов отопления
В нижней части вакуумной батареи расположена бесшовная стальная труба диаметром 25 мм, по которой в прибор поступает нагретый в котле первичный теплоноситель. При этом труба изолирована от верхней части радиатора. Проходя по трубе, теплоноситель передает тепловую энергию легко закипающей жидкости (раствор бромид-лития), которая расположена на дне вакуумных стальных секций. Жидкость начинает закипать при температуре +35°C, во время процесса кипения образуется пар, который поднимается в верхнюю часть радиатора.
Далее, пар отдает тепловую энергию стенкам радиаторных секций, конденсируется и стекает в нижнюю часть прибора, после чего раствор снова нагревается и цикл повторяется.
Схема работы прибора
Работа вакуумного радиатора схожа с работой тепловой трубки, которая была разработана еще в 1942 году в компании General Motors (США). В настоящий момент тепловая трубка широко применяется в качестве составной части различных охладительных систем в космонавтике, компьютерной индустрии, альтернативной энергетике и т.п.
Температура воздуха в помещении с работающими вакуумными радиаторами всегда будет на 2-3 градуса ниже, чем у других радиаторов. В этом есть безусловный минус: в сильные морозы вакуумные батареи просто не смогут поддерживать необходимую температуру. С другой стороны, снижение температуры воздуха в частном доме на 2-3 градуса позволяет сократить расходы на отопление от 14 до 21%. При чем, чем больше дом, тем больше будет экономия.
Вакуумные радиаторы отопления позволяют более равномерно прогревать помещение по высоте. Изменение температуры по высоте составляет всего 0,5°C для каждого метра высоты комнаты. Так например, если высота помещения составляет 3 м, то разница температур между воздухом, расположенным в районе пола и воздухом под потолком будет составлять около 1,5°C.
Тепловизионная съемка прибора, сделанная тепловизором SATS-280.
Технические характеристики
- Рабочее давление до 12 атмосфер.
- Заводское испытательное до 18 атм.
- Максимальная температура теплоносителя 110°C.
- Коэффициент теплопередачи 8,5 Вт/см². Это примерно на 5% ниже в сравнении с традиционными стальными радиаторами панельного типа без конвекторных ребер (тип 10).
- Температура поверхности радиатора примерно на 10°C ниже, чем у теплоносителя.
Преимущества
- Стойкость к воздействию коррозии. Внутренняя полость радиатора герметична и не контактирует с кислородом. С течением времени теплоотдача прибора остается на прежнем уровне и не снижается, т.к. внутренние стенки радиатора не обрастают накипью и другими отложениями.
- Высокие гигиенические характеристики, благодаря которым отопительные вакуумные радиаторы могут быть использованы в помещениях с повышенными требованиями к санитарной безопасности (дошкольные образовательные учреждения, больницы и т.д.). Трубчатая конструкция позволяет легко удалять пыль и другие загрязнения.
Прибор можно окрасить в любой цвет, как самостоятельно, так и при заказе у производителя.
- Малое количество теплоносителя, для нагрева которого потребуется малое количество энергии. На одну секцию вакуумного радиатора приходиться от 26 до 45 мл теплоносителя (в зависимости от производителя). Для сравнения в одной секции чугунного радиатора может содержаться до 2 л теплоносителя, а алюминиевого до 400 мл.
- Высокие гидравлические характеристики. Циркулирующий по отопительной системе теплоноситель проходит через прибор по ровной трубе, которая не имеет поворотов и изгибов. Поэтому у прибора практически отсутствует гидравлическое сопротивление.
- Возможность работы с воздушным ТЭНом, который вкручивается напрямую вовнутрь теплоподающей стальной трубы.
- Отсутствие в приборе воздушных пробок.
- Отсутствие большого количества резьбовых соединений позволяет уменьшить риск появления протечек. Вакуумная батарея отопления обладает только двумя соединениями на входе и выходе.
- Длительный срок эксплуатации (до 25 лет).
- Возможность работы с любым теплоносителем (вода, пар, антифриз и т.д.).
Недостатки
- Высокая стоимость. Розничная цена 6-ти секционного Absorb KD-SR-6/500 мощностью 360 Вт составляет 4400 руб.
- Большой вес. Вес 10-ти секционного Absorb KD-SR-10/500 мощностью 600 Вт составляет 13,4 кг.
Видео
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.
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.
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.
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.
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:
- 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.
- 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.
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.
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.