Новые разработки, ориентированные на экономию расходов на обогрев дома, все больше привлекают к себе внимание. В числе новинок и вакуумные радиаторы отопления. Это обыкновенные батареи внешне, но совершенно другие по принципу действия.
Они подходят как для централизованной системы отопления, так и для автономной. В этом материале мы подробно расскажем о принципах работы вакуумных радиаторов, их разновидностях, а также остановимся на нюансах которые нужно иметь ввиду выбирая отопительные радиаторы для дома.
Что представляет собой вакуумная батарея?
Вакуумным радиатор назвали потому, что из внутренней полости этой стальной секционной конструкции полностью выкачан воздух. Сделано это для того, чтобы снизить давление.
В герметично запаянные секции помещено жидкое вещество, имеющее свойство легко испаряться при невысокой температуре. Обычно это либо этанол, либо литиево-бромидная жидкость.
По сути, работа вакуумной батареи построена по принципу функционирования герметичного двухфазного термосифона. При этом она обладает хорошими теплопередающими свойствами.
Система с такими приборами является малоинерционной. Она быстро выходит на рабочий режим и почти мгновенно реагирует на изменение теплопотерь.
| Радиатор | Расход теплоносителя г/сек. | Температура теплоносителя °С | Поверхность нагрева прибора в % за 2 мин. | Поверхность нагрева прибора в % за 4 мин. |
| Чугунный | 50 | 75 | 25 | 40 |
| Алюминиевый | 50 | 75 | 45 | 85 |
| Вакуумный | 50 | 75 | 70 | 100 |
В таблице отображена эффективность нагрева разных радиаторов. От поверхности вакуумного отопительного агрегата отдача тепла в помещение начинается гораздо быстрее.
Вакуумная батарея имеет оптимальное соотношение между тепловым излучением и конвекцией в общей теплоотдаче. Первый показатель составляет 80%, второй — 20%.
Виды вакуумных радиаторов
Линейка вакуумных приборов включает изделия, созданные для электрического отопления, вакуумные регистры, панельные радиаторы. Можно встретить в продаже и эксклюзивные дизайнерские изделия.
Особого внимания заслуживает модели вакуумного электрического радиатора, хотя они и более дорогие. Это хороший выход для владельцев редко посещаемой загородной недвижимости.
Вместо горизонтально расположенного канала с теплоносителем в этом приборе имеется трубчатый ТЭН патронного типа мощностью более 50 Вт в расчете на одну секцию.
Этот нагреватель передает тепло заполнителю — маслу или воде, прогревая тем самым литиево-бромидную жидкость. При монтаже таких моделей необходимо заземление.
Устройство и принцип действия
Отличие вакуумных радиаторов от биметаллических и алюминиевых аналогов можно увидеть и при их внешнем осмотре. У первых между секциями расстояние больше. Состоит этот отопительный прибор из корпуса, горизонтального канала и вертикальных секций.
Первый из этих элементов включает две секции, изготовленные из 1,5-мм стали. Горизонтальный канал — первичный контур, находящийся в нижней части и соединенный с источником тепла. По нему проходит теплоноситель, передающий тепло жидкости, находящейся в секциях, которые расположены перпендикулярно к этому каналу.
Вертикальные секции заполнены вторичным теплоносителем — трансформатором тепла. Они полностью изолированы от первичного контура. Их число прямо пропорционально отражается на степени прогрева помещения. Скорость нагрева жидкости влияет на давление внутри полостей. Чем она больше, тем давление ниже.
Вторичный теплоноситель — это жидкость, основой которой является бром и литий. В контуре она находится в небольшом объеме и имеет свойство закипать и быстро испаряться при небольшой, около 35 °C, температуре.
Контуры имеют хорошую изоляцию относительно друг друга и окружающей среды.
Процесс, происходящий в вакуумных батареях, выглядит так:
- Антифриз либо вода нагревает горизонтальный канал.
- Тепло из горизонтального канала посылается в вертикальные секции.
- Трансформатор тепла кипит, в результате чего паром заполняется весь вторичный контур.
- Стенки вторичного контура нагреваются и выделяют тепло в помещение.
Чтобы обеспечить эффективную передачу тепловых лучей от литиево-бромидной жидкости к стенкам радиатора, состояние рабочего вещества нужно максимально приблизить к стадии тумана. Тогда тепло будет транспортироваться каплями теплой жидкости.
Чтобы этого достичь, нужно соблюсти основное условие — ввода в трубах должна иметь температуру минимум 40 и максимум 60 °C.
В случае автономной системы достичь таких показателей трудно. На участках отопительной системы, удаленных от источника, теплоноситель будет остывать очень быстро. Выход в применении пиролизных котлов с оптимальным температурным режимом от 45 до 60 °C или от 50 до 70 °C.
По-другому проблема решается путем монтажа перед группой вакуумных радиаторов одного узла смешивания. В этом случае, низкотемпературный уровень обеспечит соединение разогретой воды с охлажденной из обратки. Рабочий цикл в вакуумном радиаторе повторяется после опускания конденсата по внутренним стенкам вниз.
Положительные и отрицательные качества приборов
В пользу применения радиаторов, не содержащих в полости газов, обычно приводят следующие аргументы:
- гарантированное отсутствие такого явления, как завоздушивание системы;
- низкое гидравлическое сопротивление;
- полное отсутствие или минимальная коррозия;
- стабильная теплоотдача, т.к. на внутренней поверхности корпуса не оседает грязь;
- минимальное число резьбовых соединений, что делает маловероятными случаи возникновения протечек;
- широкий выбор теплоносителя: антифриз, вода, пар и др.
Если сравнить эти изделия и привычные водяные, то в квартирах, отапливающихся централизованно, воздух будет нагрет не одинаково. Во втором случае вода, поступающая в систему, нагревает все тело радиатора напрямую. В вакуумном вода с центральной магистрали греет только нижнюю часть.
Остальные секции батареи получают тепло от испарившейся жидкости. Из-за того, что трансформатор тепла имеет как температуру, так и теплопроводность ниже, чем у воды, стенки вертикальных секций радиатора прогреются меньше.
Чтобы обеспечить такой же температурный режим, как и при наличии водяных батарей, вакуумный радиатор должен иметь большую площадь.
Производители утверждают, что секции изделия прогреваются моментально. При небольшом объеме воды в 0,5 л один фрагмент имеет теплоотдачу в 300 Вт. Здесь следует отметить, что каждая секция, ставшего классикой, чугунного радиатора содержит 4 л жидкости.
Экономия особо заметна при применении антифриза. Затраты на его приобретение снизятся существенно. Незначительное количество теплоносителя, отсутствие потребности в дорогом оборудовании — главные преимущества от использования вакуумных радиаторов.
Достоинством этих приборов является и тот факт, что комната более плавно прогревается по вертикали. Согласно замерам, на каждый метр высоты разность составляет около 0,5 °C. В комнате с высотой потолка 2,5 м между прибором и полом это будет приблизительно 1,25 °C.
Эффективность вакуумных радиаторов проявляется при применении альтернативных ресурсов получения энергии, таких как тепловой насос, солнечные батареи.
Следует знать, что если произойдет из-за каких-то обстоятельств разгерметизация секции, вакуумный радиатор работать не будет. Причина — показатели давления внутри и за пределами корпуса сравняются.
Такая поломка несет угрозу самочувствию и здоровью обитающих в доме людей, т. к. жидкость, находящаяся внутри, ядовита.
Когда выгоден вакуумный радиатор?
Основываясь на особенностях вакуумного радиатора, можно сделать вывод, что применение его в системе централизованного отопления не принесет особой выгоды.
Использование прибора оправдано при выборе автономной системы отопления. Если в ней совершает круговорот не вода, а незамерзающая жидкость, то затраты на теплоноситель уменьшатся существенно.
Установка вакуумных батарей — рациональное решение вопроса, если приобретен котел невысокой мощности. Такой источник не сможет разогреть теплоноситель до высокой температуры, необходимой для работы традиционных приборов. В случае с вакуумным агрегатом этого и не требуется. Реакция внутри его запустится уже при 35 °C.
Загородные коттеджи, которые владельцы не используют для проживания постоянно, в холода прогреваются долго. Ускорит процесс вакуумный радиатор. Процесс прогрева с его участием происходит быстро, а тепло распределяется равномерно.
Правила выбора изделия
С ростом популярности этого высокотехнологичного оборудования на рынке встречается все больше контрафакта низкого качества.
При покупке следует проверить, приложили ли к прибору соответствующие сертификаты и другую техническую документацию. Следует запомнить, что основное правило эффективной работы агрегата — полная герметичность.
Важен для радиатора и такой параметр, как количество теплоносителя в вертикальных секциях — литиево-бромидной смеси. Большой объем может грозить перетеканием жидкости.
Чтобы оценить соответствие объема нужно ориентироваться на звук, возникающий при покачивании агрегата. Он должен напоминать негромкий шелест. Если же четко различим звук перетекающей жидкости, радиатор, с большой долей вероятности, может оказаться кустарной подделкой.
На изделиях, изготовленных по заводской технологии, сварочные швы не имеют никаких изъянов в отличие от агрегатов неизвестного происхождения.
Производители с хорошей репутацией покрывают корпуса изделий качественной порошковой краской. Поэтому целостность окрасочного слоя трудно нарушить даже при соприкосновении с растворителем. Нельзя упускать и такой момент, как герметичность заправочного клапана.
Тонкости установки своими руками
Монтировать вакуумный радиатор несложно, но чтобы обошлось без переделок, нужно усвоить несколько правил. Необходимо соблюсти рекомендации, касающиеся размещения агрегата относительно стены, пола, подоконника.
При этом дистанция между радиатором и стеной — минимум 50 мм, между прибором и полом — от 20 до 50 мм, оптимальное расстояние до тыльной стороны подоконника — 50-100 мм.
Сам монтаж мало чем отличается от врезки в систему радиаторов других видов. Разница только в том, что вход и выход находятся внизу.
Установка вакуумного агрегата предусматривает цепочку, следующих друг за другом действий:
- Сливают теплоноситель, демонтируют старый отопительный прибор.
- Выполняют разметку мест установки.
- Крепят кронштейны. Испытывают их на устойчивость, прочность.
- Монтируют шаровые краны. Через них прибор подсоединяют к магистрали. Стыки обязательно герметизируют с применением пакли или герметика.
- Проверяют систему на герметичность.
Чтобы улучшить теплообмен, на стену за радиатором можно поместить лист фольги. При наличии ранее выполненной теплоизоляции, придется увеличить длину кронштейнов на величину, равную толщине теплоизоляционного слоя. Если дом утеплить, эффективность системы отопления возрастет.
Лучшие производители вакуумных радиаторов
Широким ассортиментом на рынке отопительных приборов вакуумные пока не отличаются. Среди потребителей особым авторитетом пользуются изделия компании EnergyEco. Этот российский производитель использует для изготовления батарей 1,5 мм сталь. Пользователи отмечают высококачественное исполнение, хорошую теплоотдачу — около 170 кВт на один элемент.
Рабочим для радиатора является давление от 0,6 до 1,3 МПа. Даже при 2 МПа прибор может работать, но 5 МПа для него очень много — он начинает разрушаться. Стоимость радиатора от ЕнерджиЕко немалая, но спрос на него не падает.
Производитель Форвакуум выпускает вакуумные приборы настенного и плинтусного типа. Теплоотдача регистра длиной 1 м при температуре теплоносителя 50 °C составляет 239 Вт.
Можно встретить на рынке и радиаторы китайского производства. Они будут иметь меньшую цену, но иногда и сомнительное качество. При покупке их следует тщательно осматривать, проверять документацию.
Выводы и полезное видео по теме
Знакомство с конструкцией вакуумного прибора и принципом его работы:
Некоторые умельцы создают вакуумные батареи своими руками:
По поводу целесообразности использования вакуумных радиаторов существуют противоречивые мнения. Но в некоторых случаях этот способ отопления может оказаться весьма эффективным. Главное, убедиться при покупке в их отменном качестве и полной безопасности.
Остались вопросы, нашли недочеты или хотели бы дополнить этот материал собственным мнением по поводу вакуумных отопительных радиаторов? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии в блоке для связи расположенном под статьей.