Вакуумный радиатор. Сущая правда и беспардонная ложь.

Возьмите обычный радиатор отопления, вставьте в нижний патрубок трубу, проходящую через весь радиатор, заполните емкость радиатора небольшим количеством раствора литиево-бромидной соли или этанола и откачайте воздух, чтобы снизить давление внутри. Вы получили так называемый «вакуумный радиатор», работающий по принципу «тепловой трубки», о котором так много споров в интернете.

По трубе, вставленной в радиатор, протекает горячий теплоноситель. Рабочая жидкость радиатора, соприкасаясь с внешней поверхностью трубы, быстро испаряется и ее пары конденсируются на внутренней поверхности ребер радиатора. Происходит быстрый перенос тепловой энергии от трубы с теплоносителем на внутреннюю поверхность радиатора.

Благодаря сниженному давлению рабочая жидкость испаряется при низких температурах. На внутренней стенке радиатора пар конденсируется и стекает вниз, чтобы вновь соприкоснуться с трубой с теплоносителем.

Тепловой поток через стальную стенку трубы прямо пропорционален разности температур между внутренней поверхностью ее стенки и наружной. При постоянном охлаждении наружной стенки рабочей жидкостью тепловой поток значительно выше, нежели в случае ее соприкосновения с воздухом.

Испарение жидкости приводит к поглощению большого количества тепловой энергии с поверхности трубы. Этим объясняется, казалось бы, парадоксальный факт: высокая теплоотдача трубы с теплоносителем при ее малой площади поверхности.

Анализируя вышесказанное, можно с уверенностью утверждать, что малейшая трещина в корпусе радиатора, нарушение целостности приведет к восстановлению атмосферного давления внутри. Результат — точка кипения рабочей жидкости повысится и образование пара также прекратится или будет незначительным.

Реклама настойчиво утверждает, что применение этого чудо-радиатора дает экономию и повышает эффективность работы любой системы отопления. Утверждение более чем спорно, и вот почему:

Теплоотдача. Начнем с того, что представленные некоторыми изготовителями сертификаты соответствия не подтверждают пункт 5.4 ГОСТа 31311-2005, который гласит: «Отклонения значения номинального теплового потока отопительного прибора от заявленного изготовителем должны быть в пределах от минус 4% до плюс 5%.»

Оно и понятно, поскольку этот параметр вакуумного радиатора весьма нестабилен. Вот что говорит, например, Википедия по запросу «Тепловая трубка»:

. имеют узкий эффективный диапазон использования. При превышении расчетной температуры вся охлаждающая жидкость может перейти в пар, что приведет к катастрофическому снижению теплопроводности трубки (до 1/80). И наоборот, при недостаточной температуре жидкость плохо испаряется.

Поиск в интернете каких-нибудь протоколов испытаний вакуумного радиатора с целью определения его теплоотдачи почти ни к чему не привел, если не считать этот документ, диаграмму из которого привожу на рисунке (для увеличения щелкнуть по картинке). (Копия)

Как видим, теплоотдача радиатора очень сильно зависит и от температуры теплоносителя, и от его расхода, то бишь, скорости прохождения воды по трубе. Объясняется это так:

Резкие увеличения и снижения теплоотдачи связанны с фазовым переходом, соответствующим интенсивной конденсации и испарению литиево-бромидной смеси внутри радиатора.

Так это или не так, но с такими непредсказуемыми характеристиками не совсем просто организовать применение какой-то автоматики. Совершенно очевидно при такой нестабильности, что даже разные экземпляры радиаторов будут иметь разные характеристики.

Быстрое время прогрева поверхности радиатора, о котором постоянно вещает реклама, делая из этого чуть ли не основной аргумент в пользу эффективности, на самом деле мало на что влияет. Теплотехническая схема дома — это не только радиаторы отопления. Это еще стены, это перекрытия, это и мебель, наконец, и все это являет собой некую массу, обладающую значительной теплоемкостью.

Чтобы поднять температуру воздуха в доме даже на один градус, надо прогреть не только воздух, надо прогреть и всю эту массу. Нагретый радиатором воздух не изолирован от общей массы и отдает ей тепловую энергию. И это не может случиться одномоментно, так не бывает. Поэтому от того, с какой скоростью прогреется радиатор после включения (через секунду или в течение пары минут), практически ничего не зависит.

Небольшое количество теплоносителя. Не забывает реклама акцентировать внимание и на этом аргументе. Но и это при внимательном рассмотрении опять же не аргумент в пользу вакуумника.

Если речь о дачном доме, где хозяева вынуждены применять в качестве теплоносителя покупные незамерзающие жидкости, то надо просто сравнить сумму, затраченную на теплоноситель, с суммой, затраченной на радиаторы, каждая секция которых продается по баснословным ценам. В большинстве случаев выгоднее купить незамерзайку.

В частном доме с постоянным проживанием, как правило, в качестве теплоносителя применяется обыкновенная вода. По определению говорить о какой-то экономии нет смысла — воды в колодцах, реках и ручьях немеряно и бесплатно.

Оппоненты обычно здесь утверждают, что малый объем теплоносителя прогреется быстрее, чем большой. Очевидно, имеется ввиду дача, где хозяева появляются наездами. Приехал, включил, и сразу комфорт. Не бывает сразу. Во-первых, сначала нужно прогреть теплоноситель. Во-вторых, после прогрева теплоносителя необходимо прогреть не только воздух, но и массив стен и перекрытий, и только тогда можно рассчитывать на комфорт. Обычные радиаторы сделают эту работу с той же эффективностью.

О чем еще вещает реклама? На большинстве ресурсов говорят об экономии в 2 раза, а наиболее рьяные обещают и 4. Это уже беспардонная ложь. Доказывать тут ничего не требуется, если вспомнить о законе сохранения энергии и о том, что теплопотери должны восполняться в полном объеме. Радиатор не вырабатывает никакой энергии, он только транслирует ее. А остальные аргументы, о которых говорилось выше, никакой экономии не создают.

Кроме всего прочего, в частном доме с его системой отопления следует более серьезно рассмотреть вопрос о естественной циркуляции, если таковая предусматривается. Движение теплоносителя в такой системе очень медленное, обусловленное только гравитационным напором. (Это обстоятельство уже само по себе является серьезным препятствием в работе вакуумного радиатора.) И напор этот будет ниже, чем с обычными радиаторами.

Причина проста. Вот схема с обычными радиаторами. Напор зависит от величины H, определяющей расстояние от середины радиатора до середины котла. Если судить более строго, то это расстояние между расположением воды с одинаковой температурой в котле и радиаторе. Чем больше это расстояние, тем выше гравитационный напор. Подробнее.

А вот схема с вакуумным радиатором. Совершенно очевидно, что расстояние H здесь меньше. Следовательно, и гравитационный напор ниже. Как результат, эффективность работы системы в целом снижается.

Напоследок можно привести пару практических применений вакуумного радиатора от пользователей, а не от торгашей. Примеры взяты отсюда.

dahnik:
Ну вот, купил один 8-ми секционный на пробу. Увы передача тепла не 1 к 1, а где то процентов 70 (то есть труба значительно теплее самого радиатора), или мне не повезло и китайцы там чего то не доложили в плане бром-лития, или это очередной развод. А может и всё вместе. Кроме того слышно постоянное потрескивание, хотя продавец уверял, что трещали только батареи старой конструкции на каком то сухом порошке.

Suneco:
Здравствуйте Всем! Купил себе вакуумный радиатор на 8 секций и провел эксперимент. Для начала 8 секционный алюминиевый радиатор залил водой, вкрутил в него электрический тэн 1,6 кВт с термо-реле который выставил на 80 градусов и подключил через прибор замеряющий время работы и затраченную энергию. Установил в душевой кабинке с термометром и включил электротэн на час, затем повторил все с вакуумным радиатором.

Итог:

Алюм. рад.	Вак. рад
затраченная электроэнергия	782 вт	356 вт
начальная температура в кабине	24°С	25°С
конечная температура в кабине	40°С	32°С

Разница температур: 16° при 782 вт и 7° при 356 вт
Вывод: физику не обманешь. Поставь на вакуумный радиатор теплосьемники, как на алюм. рад. получим равные рузультаты.

Второй пример весьма примечателен. Вакуумный радиатор за час работы затратил в два раза меньше электроэнергии, чем обычный. Но и нагрел помещение в два раза меньше, хотя реле было выставлено также на 80 градусов! В чем дело? В плохой теплоотдаче. И чтобы получить такую же теплоотдачу, как в случае с алюминиевым радиатором, нужно ставить два вакуумных.

Как видим, экономии, как таковой, нет вообще. Мало того, покупая вакуумный радиатор по завышенным ценам, несем неоправданные расходы.

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.