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.

Принцип работы вакуумных радиаторов отопления и их истинные преимущества

Сейчас на рынке появились радиаторы совершенного нового типа. Производители и продавцы уверяют, что они способны творить просто чудеса. Это вакуумные радиаторы отопления, принцип работы которых мы подробно и разберем в данном материале, а также рассмотрим действительно ли они такие эффективные как заверяют производители.

Устройство вакуумного радиатора

В общем-то, ничего сложного в его конструкции нет. Радиатор состоит из металлических секций. Вместо воды в секциях находится литиево-бромидный раствор, закипающий уже при плюс 35 градусах по Цельсию. Воздух из секций полностью откачан с целью снижения внутреннего давления. По нижнему коллектору радиатора протекает горячая вода, поступающая из системы отопления. Она не должна соприкасаться с теплоносителем, и контакт происходит только через металлическую поверхность трубы. Изготовлена эта труба (как и весь радиатор) из полутора миллиметровой углеродистой стали.

Устройство вакуумного радиатора.

Принцип действия вакуумного отопительного прибора

Горячая вода, поступающая из отопительной системы в нижнюю часть радиатора (подключенного к системе отопления с помощью стандартных муфт), передает тепло литиево-бромидной жидкости. Она быстро начинает испаряться, нагревая все секции радиатора. Конденсат стекает вниз, затем вновь переходя в пар поднимается вверх. Таким образом, наружная стенка трубы, граничащая с теплоносителем, постоянно охлаждается. И разность температур между ее внутренней и наружной поверхностью способствует увеличению теплового потока.

Секции радиатора, за пару минут прогреваемые горячим паром, отдают тепло окружающему воздуху. Причем, как утверждают производители, это происходит моментально. Заявленная ими теплоотдача одной секции данного прибора – 300 ватт и при этом используется совсем небольшое количество воды. Это серьезные цифры – далее попробуем выяснить, так ли это. И заодно проверим, насколько прекрасны новые отопительные приборы.

Видео. Принцип работы вакуумных радиаторов

Верить ли рекламе, расхваливающей вакуумные приборы отопления

Постараемся подойти к этому вопросу максимально скрупулезно и объективно, беря за основу только доказанные факты. При этом рассмотрим каждое из указанных производителем достоинств данных радиаторов. Итак, начали.

1. Постоянно рекламируется характерное для вакуумных радиаторов молниеносное время прогревания. Хорошо, допустим. Однако вовсе не так быстро прогреется весь дом. Ведь в нем находится не один лишь воздух, но и стены, внутренние перегородки с мебелью, потолок с полом. На их нагрев нужно определенное время. И поэтому совсем не так важно, минуту или пять будет греться сам радиатор.

2. Теперь о малом количестве теплоносителя, что якобы весьма экономично. Вот только вопрос – где именно проявляется эта экономия. Если в центральной системе отопления, то это сущий блеф – здесь не так важно, больше горячей воды протечет по трубам или меньше. Если же взять загородный дачный домик, то и в нем экономия под вопросом, учитывая то, что те же современные панельные радиаторы тоже требуют не столь много теплоносителя

3. В радиаторах вакуумного типа не может появиться воздушных пробок. Об этом с восторгом вещает реклама. Но ведь радиаторы – это не вся система отопления, а лишь ее часть. Между прочим, пробки появляются лишь тогда, когда эта система собрана неграмотно. В противном случае их не будет с любыми радиаторами.

4. Еще два жирных плюса, которыми козыряют изготовители. Это невозможность засорения радиаторов и отсутствие коррозии. Пожалуй, для автономных систем отопления эти плюсы вряд ли окажутся такими уж жирными. Если горячая вода в отоплении чистая, ее уровень кислотности соответствует нормам, а из системы она не сливается, то никакой коррозии и не будет. И засорам взяться неоткуда.

5. Насчет низкого гидравлического сопротивления, якобы резко уменьшающего статью расходов на отопление, скажем так. Для централизованного отопления непонятно вообще, чьи расходы имеются в виду. Разве что хозяев котельных, сотнями километров перегоняющих тонны горячей воды. Получается выгода может быть только при использовании в автономной системе отопления и это еще вопрос может ли она быть. А для автономной системы в своем доме многие используют естественную циркуляцию теплоносителя, так что вопрос этот неактуален.

6. Следующим пунктом будет экономия энергии вдвое, а то и вчетверо. С этим ошибочка вышла, так как закон сохранения энергии по-прежнему действует. Радиаторы, даже самые инновационные, не могут вырабатывать энергию. Они только передают ее, и об экономии говорить не приходится. Сколько тепла затрачено, столько должно быть и восполнено – только так.

7. Теперь коснемся теплоотдачи вакуумных трубок, которая, как показывают сертификаты изготовителей, не является стабильной. Этот показатель может иметь отклонения до 5 процентов в большую и меньшую сторону. Оказывается, это и от скорости воды в системе отопления зависит, и от ее температуры. Так что вряд ли можно автоматику к такому радиатору приспособить. А два радиатора с равным количеством секций могут иметь разные параметры.

8. Отдельно скажем о системах отопления в частных домах, где вода циркулирует естественным образом. Тут важен гидравлический напор, создающийся за счет разницы высоты горячей воды в котле и радиаторе. Так вот, у приборов вакуумного типа эта высота значительно меньше, поэтому в такой системе они работают с проблемами.

9. Теперь представим, что в корпусе радиатора появилась трещина. Даже если она крохотная, о вакууме можно забыть. Уйдет он безвозвратно, и восстановится нормальное атмосферное давление. А оно, в свою очередь, приведет к повышению точки кипения теплоносителя. Результат окажется плачевным – либо жидкость почти не будет испаряться, либо пар вовсе не появится. Короче, радиатор греть перестанет.

10. Кстати, эта чудесная (по заверению продавцов и рекламщиков) литиево-бромидная жидкость к тому же еще и ядовита, оказывается. Поэтому то, что радиаторы при утечке теплоносителя станут холодными, только полбеды. Хуже, если батарея прохудиться, например, ночью, отравив спящих жителей квартиры.

Так что, пожалуй, не всегда стоит верить рекламе, такой убедительной на первый взгляд.