Вакуумные радиаторы отопления

Разные виды радиаторов и их характеристики

Самой привычной и знакомой отечественным потребителям является именно чугунная система отопления радиаторы. В былые годы такие радиаторы в массовом количестве использовались везде. Эти радиаторы – тяжелые и на вид совсем не современные, в автоматических системах отопления такие устройства непригодны для использования. Но в то же время, радиаторы из чугуна имеют множество достоинств, которые и обусловили их распространение и популярность в свое время. Прежде всего – это способность переносить перепады в давлении, стойкость к коррозионным процессам, невосприимчивость тех примесей, которые есть в носителе тепла системы отопления.

Стальные радиаторы являются более легкими, их стенки более тонкие, поэтому такие приборы менее инертны. Если стальные радиаторы сделаны в виде панелей, то они имеют высокую теплоотдачу, так как нагреваемая площадь больше.

Металлические радиаторы отопления

Радиаторная система отопления с радиаторами из такого материала, как алюминий, отвечает требованиям множеству потребителей. Такие радиаторы являются легкими, у них высокий показатель теплоотдачи, а также – современный и компактный внешний вид.

Также радиаторы могут быть сделаны из алюминия с добавлением других материалов. Если модели радиаторов достаточно дешевые, то сюда примешивается кремний, который будет влиять на сопротивление материала прибора на разрыв.

В более дорогих моделях – в составе цинк и титан, именно эти материалы придают радиаторам высокую стойкость к механическим повреждениям и коррозионным процессам.

Конструктивные особенности

Когда вы выбираете радиаторы, следует учесть несколько важных моментов. Если вы выберете секции батарей отопления, то при необходимости можно будет увеличить площадь нагревания. Если же конструкция батареи отопления будет панельной, или это будет конвектор, то конструктивно вы ее уже не измените. Когда только производятся расчеты, очень тяжело учесть все нюансы, которые будут влиять на количество необходимого тепла для каждого отдельного помещения. И если устройство батареи отопления будет секционным, то это даст возможность уменьшать и увеличивать количество секций, заменять те элементы, которые вышли из строя.

Панельный радиатор отопления Секционный радиатор отопления

Схема радиатора отопления также характеризуется важным аспектом – межосевым расстоянием, которое отображает по вертикали величину отрезка между центрами подводящей и отводящей трубы. Особенно этот момент стоит учитывать тогда, когда заменяется уже существующий радиатор или проложенная трубная разводка. Если вы купите радиатор с другим межосевым расстоянием, то вам придется или менять его, или менять размещение труб.

Конструкция радиатора отопления также подразумевает, что важно учитывать диаметр труб. Если он будет слишком маленьким, то это вызовет быстрее засорение отопительных приборов.

Ведь качество теплоносителя обычно оставляет желать лучшего: в воде есть песок, окалина и ржавчина. Все эти неприятные моменты при оседании сначала вызывают неэффективность работы системы отопления, а затем даже могут повлечь за собой ее полную поломку.

Правильный выбор радиаторов отопления – это важнейший нюанс. Подходящий радиатор отопления в разрезе – залог хорошей работы отопительной системы.

Принцип работы: конвекция vs. излучение

Принцип работы радиатора отопления является крайне простым. Вода, которая уже нагрета до необходимой температуры, из котла идет в помещение при помощи труб. Затем она попадает в отопительные приборы, которые и нагревают воздух в помещениях вашего дома.

Конвективный радиатор отопления

Стоит отметить, что если тепло передается конвекционным способом – это ускоренный нагрев воздуха, который протекает через поверхность обогрева, то такой прибор отопления будет носить название конвектора. Если же тепло передается излучением, то есть, нагревание окружающего воздуха производится поверхностью, которая имеет повышенную температуру и теплоемкость, то это будет радиатор.

Принцип работы батареи отопления также может иметь комбинированный вид – панельные радиаторы-конвекторы.

Рассматривая то, как устроена батарея отопления, стоит отметить, что для того чтобы быстро прогреть помещение, больше подойдет конвектор. Однако такая батарея отопления в разрезе имеет один недостаток – вследствие прохождения активной конвекции в воздух идет много пыли, что не самым лучшим образом будет сказываться на здоровье присутствующих людей. Именно поэтому конвекторные батареи применяются только там, где проблемные места отопительной системы. К примеру, для создания воздушной завесы в помещении с большой площадью остекления, там, где обычные приборы не смогут поместиться по размерам.

В независимости от того, какая температура в батареях отопления, они будут отдавать примерно 60 процентов тепла излучением теплоэнергии, остальная же часть будет отдаваться конвективным способом. Так, достигается минимум конвекции горячего воздуха и хорошо греются те объекты, которые находятся в помещении. В этом плане можно отметить, что то, как работает батарея отопления, подобно системе теплый пол.

Конвекторы или «внутрипольные» радиаторы отопления

Подключение радиаторов

В любой отопительной системе важен план и проект. В этот же аспект будет входить и схема подключения радиаторов отопления. Чертеж радиатора отопления может быть в нескольких вариантах. Это может быть индивидуальная схема или схема, сделанная исходя из способа проводки труб на местах и эффективности показателя теплоотдачи.

Мощность теплоотдачи радиатора отопления в зависимости от типа подключения

Одностороннее подключение – распространенный вариант. Так, обозначение радиаторов отопления на чертежах покажет, что все трубы подключаются к батареям только с одной стороны. Такая схема самая удобная, особенно в многоэтажных высотках.

Еще один вариант – маркировка радиаторов отопления показывает, что подключение производится диагонально, то есть, перекрестно. Особенность такого принципа в том, что труба, которая подводит тепло, подключается к радиатору с верхней части с одной стороны, а отводящая – в нижней с противоположной стороны. Здесь важно, как устроен радиатор отопления: такая схема подойдет, если батареи являются длинными, имеют много секций. Носитель тепла равномерно будет распространяться по всей площади радиатора, тем самым, теплоотдача будет отличной.

Также существует нижнее подключение. Так, подводящая и отводящая трубы подсоединяются к нижним патрубкам, которые размещены на противоположных сторонах радиатора. Такого рода схема будет проигрывать двум предыдущим. Ведь она обеспечивает эффективность теплоотдачи примерно на 10-15 процентов. Однако такая схема будет идеальным решением, когда система отопления спрятана в пол.

Какие преимущества имеют вакуумные батареи?

Надо сказать, что наиболее эффективны эти приборы при низкой мощности котла в автономной системе и в централизованной системе со счетчиками тепла, особенно в жилых домах с повышенной этажностью.

Среди преимуществ вакуумных отопительных приборов можно выделить:

  1. отсутствие проблемы завоздушивание системы;
  2. устойчивость к коррозии;
  3. высокая теплоотдача. Каждая секция имеет теплоотдачу примерно 300 Вт;
  4. радиатор может работать от разных теплоисточников: бойлера, котла, дровяной печки либо солнечного коллектора;
  5. экономичность. Используя вакуумные батареи отопления, можно применять котлы с меньшей степенью мощности. Если обогреватель работает в сочетании с твердо- и жидкотопливными котлами, расход топлива снижается раза в два. Если же используется электрический котел, расход электроэнергии сокращается в 2-3 раза;
  6. экономия теплоносителя. Объем сокращен на 80%;
  7. простота монтажа;
  8. при отключении прибора, он способен еще долгое время сохранять тепло;
  9. вакуумные агрегаты не загрязняются по сравнению с алюминиевыми либо чугунными. Поэтому промывать их не нужно;
  10. низкое гидравлическое сопротивление при прохождении жидкости;
  11. безопасность устройства;
  12. долговечность.

Отзывы пользователей

Поскольку о недостатках вакуумных отопительных устройств производители ничего не говорят, стоит рассмотреть на вакуумные батареи отопления отзывы пользователей.

Мнения покупателей касательно преимуществ радиаторов достаточно противоречивые:

  • из плюсов называют компактность и быстрый прогрев;
  • у многих возникают сомнения касательно долговечности. Ведь определить данный параметр пока невозможно: такие приборы появились на рынке совсем недавно;
  • многие покупатели отмечают, что на вакуумные радиаторы отопления цена очень высокая;
  • такое преимущество, как безопасность, у многих покупателей вызывает сомнения. При изготовлении таких батарей очень важно соблюдать технологию. Если будут допущены ошибки в производственном процессе либо будут использоваться низкокачественные материалы, на корпусе вакуумного прибора может появиться трещина. А если вытечет рабочий раствор, это может сильно навредить здоровью. Ведь литиево-бромидная жидкость, ее пары являются очень ядовитыми;
  • некоторые пользователи жалуются на неполный прогрев радиатора: труба с первичным теплоносителем гораздо теплее секций. Также регулировать теплоотдачу батареи практически невозможно.

Изучив отзывы вакуумные радиаторы отопления нельзя назвать лишенными недостатков. Некоторые из преимуществ таких батарей, которые называют производители, являются довольно спорными.

Конструкция и принцип работы

Вакуумные радиаторы для отопления

Повторяя дословно описание прибора одним из производителей, продающего свои изделия под брендом ФОРВАКУУМ, отметим, что принцип работы вакуумного радиатора заключается в переносе тепла в замкнутом двухфазном гравитационном термосифоне. Поскольку не каждому человеку удается нормально воспринять это определение, разъясним все более простым языком.

Итак, внешне нагреватель напоминает простой стальной радиатор, где две горизонтальных трубы прямоугольного сечения связаны множеством вертикальных перемычек из круглых или прямоугольных труб. С двух сторон нижней перемычки предусмотрены патрубки для присоединения трубопроводов с теплоносителем, верхняя горизонтальная труба заглушена с обоих концов. Второй вариант – это вакуумный радиатор отопления со встроенными в нижнюю перемычку электрическими нагревателями (ТЭНами).

Внутри устройство вакуумного радиатора в корне отличается от обычных батарей, разве что отдаленно смахивает на конструкцию биметаллических приборов отопления. Сквозь нижнюю горизонтальную перемычку пропущена труба круглого сечения для протока теплоносителя, остальное внутреннее пространство герметизировано и заполнено специальной жидкостью – рабочим телом. Обычно это – литиево-бромидный раствор или этанол.

Для повышения эффективности процесса теплообмена из пространства, где находится рабочее тело, по понятным причинам откачан воздух, причем создано отрицательное избыточное давление, близкое к вакууму. Рабочая жидкость, находясь в таких условиях, готова закипеть при температуре всего 35 ºС, что она и делает, отбирая большое количество теплоты для парообразования от проходящего по трубе теплоносителя. Отсюда и появилось название — вакуумные низкотемпературные радиаторы.

Далее, образовавшийся пар устремляется в верхнюю часть батареи. Там от контакта с более холодной металлической поверхностью рабочее тело снова переходит в жидкое состояние, передав стальным стенкам большое количество теплоты (энергия конденсации).

Металл нагревается и прогревает окружающий воздух, а внутри конденсат по стенкам труб стекает обратно вниз, за новой порцией энергии. Нагреватели, изготовленные в другом исполнении — это электрические вакуумные радиаторы со встроенными ТЭНами, чья задача – с помощью электроэнергии нагревать и испарять рабочее тело напрямую и таким способом преобразовывать электричество в тепло.

Напрашивается вывод о том, что изложенный принцип действия предусматривает введение в процесс теплообмена дополнительного посредника с целью повышения его эффективности.

Что происходит на самом деле?

Любой отопительный прибор не является источником тепловой энергии, он – лишь средство ее передачи от нагретой в котле воды помещениям зданий двумя путями: нагревом воздушной среды (конвекция) и находящихся в пределах видимости поверхностей (инфракрасное излучение). Поскольку конструкция вакуумных радиаторов предусматривает наличие еще одного посредника – рабочей жидкости, то процесс теплообмена происходит дважды. Сначала от воды рабочему телу, а затем от него – металлу самого отопительного прибора.

Напрашивается сравнение с функционированием кондиционеров, где рабочее тело благодаря своим переходам из одного агрегатного состояния в другое очень эффективно отнимает теплоту внутреннего воздуха и отдает ее наружной среде. Действительно, это практически одно и то же, но есть один нюанс: в воздухе помещения содержится огромное количество энергии, так или иначе переданной ему солнцем. В теплоносителе, протекающем через вакуумный радиатор, количество энергии ограничено мощностью котла. То же и в случае с электрическим ТЭНом.

Каким бы способом ни отбиралась энергия от воды или ТЭНа, больше ее не станет, а это сводит на нет все заявления торговых представителей, превращая их в мифы. Изложим их по порядку вместе с комментариями:

1. Низкотемпературные вакуумные радиаторы якобы экономят энергоносители и снижают затраты на отопление. Выше мы разобрали, почему этого не происходит, ведь любой отопительный прибор – передаточное звено, сколько тепловой энергии к нему подводится, столько обогреватель и отдаст с той или иной эффективностью. Если батарея плохо передает теплоту, то последняя просто вернется в газовый или электрический котел, и тот на новый подогрев воды затратит меньше топлива. В этом случае экономичность не ухудшается, страдают люди в холодной комнате.

2. Эффективность теплоотдачи, которую показывают вакуумные батареи, выше чем у любых других обогревателей. Это верно, но лишь отчасти. Интенсивный теплообмен происходит только при определенных условиях, они должны быть неизменны. Это оптимальная температура воды и ее скорость циркуляции. Второе условие соблюдается с помощью циркуляционного насоса, а вот температура постоянной быть не может, поскольку меняются условия внешней среды. Недостаток энергии для парообразования резко снизит эффективность работы прибора.

3. Малое количество воды в системе. Это верно, но в современных радиаторах ее и так очень мало, в то время как в схему зачастую включены буферные емкости и теплоаккумуляторы, по сравнению с ними декларируемая дельта – просто мизер.

Здесь приведены самые веские аргументы, приводимые торговыми представителями, остальные – просто маркетинговый ход. Но не стоит упускать тот факт, что производство вакуумных радиаторов – процесс сложный, соответственно, изделия выходят в 2—3 раза дороже простых батарей.

Применение вакуумных обогревателей вполне допустимо, этого отрицать нельзя. Но никакой особой экономии, что позволит окупить затраты на их приобретение, ожидать не стоит. Зато проблемы с обогревом будут точно, они связаны с резкими колебаниями потребления тепла при изменении условий окружающей среды.

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.

Устройство и принцип работы

Устройство и принцип работы классической отопительной батареи знакомо каждому – вода проходит через отдельные секции и разогревает металл. Вакуумный радиатор отопления выглядит, да и работает, несколько иначе.

Вакуумная батарея выглядит как обычный регистр – то есть две трубки в верхней и нижней части соединены полыми ребрами. Верхняя трубка наглухо запаяна, а через нижнюю проходит трубопровод по которому и будет течь теплоноситель (труба в трубе). Для обеспечения равномерного прогрева внутрь отопителя заливается легкокипящая литиево-бромидная жидкость.

Принцип работы устройства

Обратите внимание! Из внутреннего пространства откачан воздух для большей эффективности работы устройства. Так что любое нарушение целостности батареи снизит эффективность работы в разы.

Работает новинка по такой схеме:

  • после начала работы отопительной системы вода поступает в нижнюю трубу;
  • литиево-бромидная смесь вскипает уже при температуре около 30-35ᵒС (этому способствует сниженное давление);
  • после перехода в газообразное состояние равномерно разогревается уже вся секция, в верхней части газы остывают, превращаются в жидкость и спускаются в нижнюю часть секции, цикл повторяется.

Обратите внимание! Если обычный радиатор может работать в широком диапазоне температур, то вакуумный в этом вопросе более капризен. Так, если теплоноситель разогреть чересчур сильно, и вся жидкость в батарее испарится, то эффективность работы радиатора снизится на порядок. В то же время, при совсем уж малой температуре жидкость будет испарятся очень плохо.

Правда и вымысел о вакуумных радиаторах

В случае с устройствами такого типа довольно часто реальная эффективность отопления оказывается намного хуже, чем это обещает реклама. У многих возникает вопрос, что является этому причиной – неправильная установка, нарушение техпроцесса или, быть может, радиаторы отопления вакуумные и вовсе не имеют серьезных преимуществ по сравнению с обычными батареями.

Что обещают производители

По версии маркетологов подобные устройства имеют следующие преимущества:

  • прогрев комнаты уже при температуре теплоносителя около +35ᵒС. Для сравнения – при обычном отоплении воду нужно подогреть до температуры примерно +85-90ᵒС;
  • в актив заносится и намного меньший объем теплоносителя, который находится в радиаторе. В вакуумных устройствах объем теплоносителя не превышает 500 мл в то время как в обычной стальной или чугунной батарее отопления только в одной секции находится 350 мл воды;
  • благодаря тому, что теплоноситель не проходит во время работы через весь радиатор, батарея не загрязняется со временем, а значит теплоотдача не ухудшается;
  • гидравлическое сопротивление меньше;
  • равномерность прогрева на высоте;

Термограмма: слева вакуумный радиатор, справа – старый чугунный (заметно влияние засорения)

  • главным же преимуществом обычно называют экономию расходов на отопление. В описаниях к разным моделям обычно называют число, близкое к 30%, то есть теоретически расходы снижаются на 1/3.

Что касается недостатков, то обычно отмечают:

  • высокую стоимость – несколько большая по сравнению с обычными батареями цена объясняется как раз усложненной конструкцией;
  • тихий треск при испарении легкокипящей жидкости;
  • то, что эффективная работа возможна только в сравнительно узком диапазоне температур теплоносителя.

Зависимость теплоотдачи от температуры теплоносителя

О чем умалчивает реклама

Если бы в реальности ситуация выглядела так же, как ее рисуют маркетологи, то вакуумные батареи уже заняли бы изрядную долю рынка. Тем не менее, пока что этого не происходит, а рост продаж оставляет желать лучшего.

Эффективность отопления дома зависит главным образом от качества утепления (влияет на теплопотери), рабочей температуры теплоносителя и площади поверхности радиатора (площадь оребрения). Батарея – всего лишь «посредник», который необходим для того, чтобы передать тепловую энергию, полученную от теплоносителя в воздух.

На фото – установленная вакуумная батарея

Вакуумные радиаторы разогреваются почти мгновенно, но нужно понимать, что скорость разогрева не играет особой роли при отоплении. Чугунный «тяжеловес» нагреется за несколько минут, но при сравнении особой разницы заметно не будет.

Термограмма исправной чугунной батареи

По такому параметру как площадь поверхности они иногда и вовсе проигрывают традиционным отопительным батареям. А это напрямую влияет на эффективность отопления, ведь должен соблюдаться баланс между теплопотерями и поступлением тепла в комнату.

Характеристики моделей отечественного производства

Что же касается преимущества в виде меньшего количества теплоносителя, то это делает отопительную систему просто менее инерционной, то есть вода быстрее остынет. Это значит, что котлу придется включаться большее число раз.

Установка и практика эксплуатации

Что касается установки своими руками, то она практически ничем не отличается от установки обычных радиаторов.

Нужно только учесть пару особенностей:

  • перед установкой его нужно покачать влево-вправо для того, чтобы жидкость в нем не скапливалась в верхней трубке;
  • запрещено устанавливать вакуумные приборы вместе с обычными радиаторами.

Инструкция по установке в этом случае состоит из обычных операций:

  • установка креплений на стене;
  • навешивание радиатора;
  • подключение трубы к нижней части;
  • проверка на герметичность.

Интересный результат эксплуатации показан в таблице:

Тип Алюминиевый Вакуумный
Расход электроэнергии, кВт 0,782 0,356
Стартовая температура, ᵒС 24 25
Конечная температура, ᵒС 40 32

Обогревалась небольшая кабинка, термо-реле было выставлено на температуру 80ᵒС.

Видно, что за час работы алюминиевая батарея подогрела помещение на 16ᵒС, а вакуумная – на 7ᵒС, затратив при этом вдвое меньше электроэнергии. Интересная зависимость – вдвое меньшая эффективность, и вдвое меньший расход энергии. Если добавить оребрения вакуумной батарее, то результаты, скорее всего, сравнялись бы.

Записи созданы 1177

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх