Вакуумные радиаторы отопления

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.

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

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 большинство своих моделей европейские производители дают гарантию до 5 лет. Цены на них прямо пропорциональны числу секций и они выше, чем на водяные аналоги

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.

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

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.

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.

Применение вакуумных радиаторов дает экономию теплоносителя до 80%. Кроме того, при отключении батареи нагретые частицы газа замедляют движение, поэтому она остывает длительное время

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.

Тогда как чугунные батареи смогут нагреть помещение при достижении теплоносителем температуры минимум 65 °C, для вакуумных приборов достаточно 35 °C

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.

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:

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.

Правда и вымысел о вакуумных радиаторах

Что касается отношения к новинке, то люди разделились на 3 группы:

1. одним новшество абсолютно безразлично, отопление работает, да и ладно;
2. другие уверены, что все это – происки маркетологов, а новинка абсолютно бесполезна;
3. третьи уверяют всех, что экономия энергозатрат составляет чуть ли не 50-70% по сравнению с обычным отоплением.

Что обещают производители

К заверениям продавцов всегда стоит относиться с опаской, ведь главная задача для них – продать товар, интерес покупателя стоит в лучшем случае на втором месте.

Но упомянуть о заявленных преимуществах стоит, судя по рекламе, вакуумный радиатор отопления позволит:

снизить количество теплоносителя в отопительной системе дома, радиатор в 10 секций потребует всего лишь 0,5 л воды для равномерного прогрева;

Характеристики радиаторов популярного производителя

• повысить скорость прогрева радиатора, если обычный чугунный будет разогреваться несколько минут, то вакуумный – меньше минуты;
• понизить температуру теплоносителя в системе, вместо 80ᵒС его достаточно нагреть примерно до 50-60ᵒС;
• сделать невозможным загрязнение внутренностей радиатора из-за плохой очистки теплоносителя просто невозможно, ведь вода течет только через нижнюю трубку;

На фото видно, что теплоноситель идет через нижнюю часть прибора

образование воздушных пробок также невозможно;

Что касается недостатков, то в рекламе обычно упоминается только достаточно высокая цена, а также то, что при неаккуратном обращении возможна разгерметизация устройства. Учитывая высокую степень опасности литиево-бромидной жидкости, это чревато самыми негативными последствиями.

Вакуумные батареи в реальной жизни

Самое главное, что нужно понимать, так это то, что радиатор – всего лишь посредник, его роль заключается в том, чтобы максимально быстро передать тепло в комнату, сам по себе он энергию не вырабатывает. Так что потребность дома в энергии для обогрева останется той же, а снизить ее можно за счет грамотной теплоизоляции.

По ряду пунктов есть замечания:

• загрязнение, воздушные пробки действительно никогда не образуются, но вот в обычной отопительной системе достаточно просто следить за чистотой воды. А установленный кран Маевского позволит за считанные секунды спустить лишний воздух из системы;
• объем воды действительно понадобится меньший и котел подогреет его быстрее, но для поддержания нужно температуры ему придется включаться чаще, то есть система будет обладать малой инерционностью;
• вакуумные радиаторы обладают еще одним недостатком – площадь контакта трубы с теплоносителем и литиево-бромидной жидкости невелика. Так что вопрос эффективности теплопередачи под вопросом;

Площадь контакта невелика

помнить нужно и то, что температурный режим и эффективность нагрева радиатора имеют нелинейную связь. Если в случае с обычным температура поверхности плавно растет с увеличением температуры теплоносителя, то в вакуумных могут наблюдаться скачки, когда даже небольшое повышение температуры воды приводит к росту теплоотдачи. Связано это со свойствами литиево-бромидной жидкости.

Зависимость между теплоотдачей и температурой теплоносителя нелинейная

При несоблюдении рекомендуемой температуры теплоносителя есть большой риск того, что теплоотдача батареи снизится в разы. Такое может произойти в случае, если вся жидкость вдруг испарится, в таком случае нужно будет снизить температуру воды в трубе и ждать, когда пойдет процесс конденсации.

При малом нагреве испарение будет идти вяло

Также не стоит думать, что такие батареи будут эффективны при низкой температуре теплоносителя. Просто будет испаряться очень мало литиево-бромидной жидкости, что скажется на нагреве металла корпуса.

Тем не менее, перечисленные особенности являются скорее теоретическими, ощущается нехватка эксперимента, проведенного независимой организацией.

Пока что можно опираться только на опыт применения подобных систем:

• г. Тюмень – снижение на 1/3 расходов на отопление жилья (200 м2), до этого стояли обычные алюминиевые батареи;
• г. Екатеринбург – в сильный мороз для обогрева дома (около 400 м2) в час расходовалось 8 кВт энергии.

Подобных примеров можно привести немало, но есть и неудачный опыт использования вакуумных радиаторов, когда особой разницы с обычными батареями не ощущалось. Так что многое зависит еще и от качества самой батареи, качественные стоят очень дорого.

Особенности монтажа

Независимо от типа отопительной батареи, при монтаже обязательно необходимо соблюдать определенные правила:

• расстояние от прибора до подоконника 5−10 см;
• расстояние от пола до батареи — 2−5 см;
• при монтаже на стене изоляции, крепежные элементы необходимо удлинить на ее толщину;
• следует учитывать, что отражатель тепла повышает эффективность;

Подключение вакуумного радиатора к системе почти не отличается от подключения любого другого отопительного прибора. Для выполнения работы требуется уровень, набор ключей, дрель, пассатижи, рулетка и карандаш.

Последовательность действий:

• если радиаторы меняются, то в первую очередь нужно демонтировать старые;
• потом на стене производится разметка креплений;
• к стене крепятся кронштейны, к кронштейнам -отопительные приборы;
• монтируются шаровые краны;
• присоединяется трубопровод;
• система тестируется на герметичность.

Вакуумные отопительные радиаторы можно использовать не только в системах с водой. Вторичный теплоноситель можно нагревать при помощи переносного или стационарного электрического нагревательного элемента с терморегулятором.

О чем молчат производители и реклама

Разберем, так ли эти радиаторы прекрасны, как о том говорит реклама и продавцы. Возьмем малый объем теплоносителя. Этот фактор не играет существенной роли, если теплоносителем выступает вода. Ведь ее заливают в систему один раз и практически навсегда. За очень редким исключением ее требуется добавлять в систему. Но вот если используется антифриз, то здесь экономия налицо, хотя и не весьма большая.

Быстрый прогрев помещений – также не большое преимущество, так как разница во времени столь не существенная по сравнению с обычными радиаторами,  что и останавливаться на ней не имеет смысла.

Высокая теплоотдача не соответствует действительности, как  о том говорят проведенные испытания и отзывы потребителей.  На этот фактор оказывает большое влияние периоды нагревания литиево-бромидной смеси внутри радиатора и ее остывание. В результате мы имеем нестабильную работу самого прибора, что никак не может обеспечить высокой тепловой отдачи. Здесь следует учитывать, что различные марки и модели вакуумных устройств могут работать по-разному

Поэтому при сборе информации о достоинствах и недостатках этих радиаторов следует обращать внимание, какие именно модели характеризуются

Также советуем посмотреть:

• Выбор теплоносителя для систем отопления – что лучше вода или антифриз?
• Красота требует … вентиляции или вентиляционные системы в натяжных потолках
• Как правильно обустроить вентиляцию на кухне?
• Как выполняется чистка систем вентиляции?

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.

Подготовительные работы:

• 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.

Важно! Испарения рабочей жидкости вакуумного радиатора скажутся на состоянии здоровья. При малейшей протечке следует прекратить использование прибора, в особенности, если в доме есть маленькие дети и домашние животные

Медные радиаторы отопления – их преимущества

Если цена на вакуумный радиатор кажется слишком высокой, но желание экономить еще выше, то современные производители отопительных приборов предлагают медные аналоги.

Преимущество медных нагревательных агрегатов:

1. металлические радиаторы отопления, в частности медные, отличаются высокой способностью к теплопередаче. Их КПД по сравнению с чугунными и стальными аналогами в 5 раз выше;
2. медные агрегаты не поддаются электрохимической коррозии, так как покрываются оксидной пленкой. А она химически инертна. Благодаря этому, медные радиаторы отопления отличаются продолжительным сроком эксплуатации;
3. медные элементы отопления в состоянии выдержать давление в 16 атмосфер, потому они не потеряют своей целостности при плановой проверке отопительной системы.

Медь – гибкий материал, потому его легко монтировать. Еще легче придать ему нужную форму, что часто используют дизайнеры при создании неординарных нагревательных элементов. Таким образом, получаются вертикальные радиаторы отопления.