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.

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.