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.
Расширительный вакуумный бачок для отопления
Схема подключения расширительного вакуумного бака
В большинстве случаев расширительный вакуумный бак изготавливается самостоятельно. Он является модернизацией аналогичной модели для открытой системы отопления. Но в отличие от нее установка происходит не в верхней точке магистрали, а в нижней.
Для этого вакуумный бачок для отопления соединяется с трубопроводом с помощью трубы 1/2. Для работы вакуумный бачок, предназначенный для отопления, нужно заполнить теплоносителем на 1/3. В процессе нагрева воды в трубах происходит ее расширение, в результате чего излишек поступает в бак. Если же количество теплоносителя в трубах уменьшается, под действием создаваемого низкого давления происходит обратное действие — вода из вакуумного бачка для отопления перемещается в трубопровод.
Применение подобной конструкции имеет несколько преимуществ.
- Оптимизация места для установки всех элементов отопления. Расширительный бак можно поставить непосредственно рядом с котлом или в другом помещении дома;
- Уменьшение испарения теплоносителя, что является основной проблемой всех открытых систем;
- Используя расширительный вакуумный бачок для отопления можно визуально контролировать не только уровень жидкости в трубах, но и ее состав. Это способствует своевременной прочистке магистрали от скопившегося мусора и щелочных отложений.
К недостаткам расширительного вакуумного бачка для отопления относят отсутствие заводских моделей. Его можно изготовить только самостоятельно. Для этого используют стальные емкости круглой или цилиндрической формы с рассчитанным объемом. Он должен составлять не менее 10 % от количества теплоносителя.
В каких случаях рекомендована установка вакуумной системы для отопления дома? За исключением положительных отзывов о вакуумных радиаторах отопления, монтаж гелиосистемы или расширительного бачка описанного типа являются вспомогательными механизмами для улучшения или оптимизации работы система нагрева.
Мощный вакуумный насос для отопления позволит улучшить циркуляцию воды, но напрямую повлияет на тепловой режим. Теплоноситель попросту не успеет достаточно остыть, что неприемлемо для водяного теплого пола – смешивание потоков не понизит температуру до нужного уровня.
При выборе и установке остальных элементов вакуумного отопления следует учитывать их особенности.
Вакуумные радиаторы
Установленный электрический вакуумный радиатор
Помимо тепловой мощности соблюдаются правила установки вакуумных радиаторов отопления в частном доме.
Минимальное расстояние от нагревательной поверхности до подоконника должно составлять 8 см. Причем уровень от пола до нижней части батареи также не может быть менее 4 см. Для улучшения теплоотдачи рекомендовано установить теплоотражающие материалы на стену за радиатором.
Солнечные коллекторы
В некоторых моделях вместо специальной жидкости можно использовать простую воду. Однако КПД подобных установок на порядок ниже, чем у вышеописанных. Этот момент нужно обязательно уточнять у продавца.
Также для эффективности работы поверхность вакуумных трубок покрывается специальным материалом, улучшающим поглощательные свойства световой энергии.
Вакуумные расширительные баки
Перед самостоятельным изготовлением конструкций нужно правильно подобрать материал. Лучше всего использовать нержавеющую или оцинкованную сталь. Но следует учитывать, что для ее сварки нужно использовать специальный аппарат, работающий в определенном режиме. Лучший выход из такой ситуации – приобрести подходящую емкость заводского производства и немного модернизировать ее, установив нужные патрубки для подключения к трубопроводу отопления.
Вакуумная система отопления, включающая в себя батареи, радиаторы, насосы и бачки может эффективно дополнять работу основной. Поэтому сначала нужно рассчитать необходимый показатель дополнительной мощности, а затем подбирать соответствующие комплектующие и элементы.
В видеоматериале наглядно показан принцип работы вакуумных радиаторов отопления:
Устройство и принцип действия
Отличие вакуумных радиаторов от биметаллических и алюминиевых аналогов можно увидеть и при их внешнем осмотре. У первых между секциями расстояние больше. Состоит этот отопительный прибор из корпуса, горизонтального канала и вертикальных секций.
Упрощенная схема вакуумного радиатора. Его основными элементами являются коллектор (1) и вертикальные секции (2), в которых находится вторичный теплоноситель
Первый из этих элементов включает две секции, изготовленные из 1,5-мм стали. Горизонтальный канал — первичный контур, находящийся в нижней части и соединенный с источником тепла. По нему проходит теплоноситель, передающий тепло жидкости, находящейся в секциях, которые расположены перпендикулярно к этому каналу.
Вертикальные секции заполнены вторичным теплоносителем — трансформатором тепла. Они полностью изолированы от первичного контура. Их число прямо пропорционально отражается на степени прогрева помещения. Скорость нагрева жидкости влияет на давление внутри полостей. Чем она больше, тем давление ниже.
Вторичный теплоноситель — это жидкость, основой которой является бром и литий. В контуре она находится в небольшом объеме и имеет свойство закипать и быстро испаряться при небольшой, около 35 °C, температуре.
Контуры имеют хорошую изоляцию относительно друг друга и окружающей среды.
Процесс, происходящий в вакуумных батареях, выглядит так:
- Антифриз либо вода нагревает горизонтальный канал.
- Тепло из горизонтального канала посылается в вертикальные секции.
- Трансформатор тепла кипит, в результате чего паром заполняется весь вторичный контур.
- Стенки вторичного контура нагреваются и выделяют тепло в помещение.
Чтобы обеспечить эффективную передачу тепловых лучей от литиево-бромидной жидкости к стенкам радиатора, состояние рабочего вещества нужно максимально приблизить к стадии тумана. Тогда тепло будет транспортироваться каплями теплой жидкости.
Чтобы этого достичь, нужно соблюсти основное условие — ввода в трубах должна иметь температуру минимум 40 и максимум 60 °C.
Вакуумные приборы обеспечивают температуру в помещении градуса на 2-3 ниже, чем традиционные батареи. Зато расходы на отопление дома снижаются в среднем на 17%
В случае автономной системы достичь таких показателей трудно. На участках отопительной системы, удаленных от источника, теплоноситель будет остывать очень быстро. Выход в применении пиролизных котлов с оптимальным температурным режимом от 45 до 60 °C или от 50 до 70 °C.
По-другому проблема решается путем монтажа перед группой вакуумных радиаторов одного узла смешивания. В этом случае, низкотемпературный уровень обеспечит соединение разогретой воды с охлажденной из обратки. Рабочий цикл в вакуумном радиаторе повторяется после опускания конденсата по внутренним стенкам вниз.
Расчет
Для секционных
Если требуемая комната нестандартных размеров, то лучше выбрать секционный прибор отопления. Количество сегментов нужно правильно рассчитать, чтобы не было лишних затрат, или нехватки тепла.
По объему. Производится он в следующей последовательности:
Определение потребности тепла по нормам. По строительным нормам, количество тепла, необходимое для помещения, равно 41 ватт на метр кубический, однако эти расчеты относятся к утепленным зданиям. Если здание утеплено плохо, тогда показатель нужно повысить до 50 Вт/м3. Если на стенах помещения есть слой утеплителя, а еще установлены пластиковые окна – показатель снижают до 30 – 34 Вт/м3. Рассчитайте необходимое количество секций. Первым делом вычисляют объем помещения, которому необходимы отопители. Будем считать на примере комнаты шириной 4 м, длиной 5 м и высотой потолка 3 м. Перемножаем значения и получаем объем в 60 м3. Определение потребности тепла для квартиры. Квартира – со средним утеплением без дополнительного слоя. Значение для нее приближается к 41 Вт/м3. Перемножаем показатель с объёмом помещения, в результате получается 2460 Вт
Такое количество энергии надо, чтобы обеспечить теплом вашу комнату
Обратите внимание на количество тепла, выделяемое одной секцией выбранной вами батареи. Современные образцы выдают мощность в следующем диапазоне – 80-212 Вт
Берем для расчета среднее значение в 170 Вт. Количество необходимого тепла делится на это значение, а после полученная сумма округляется в большую сторону. Получаем 15. Именно такое количество секций надо для отопления приведенного помещения.
Так же существует более простой способ, он применяется для помещений, потолки в которых – 2.6 метра.
Расчет по площади. При таком расчете требуется знать только длину стен помещения. Рассмотрим на примере комнаты, похожей на предыдущую, однако потолки там будут менее 2.6 метров. При таком расчете берется потребность в 100 Вт/м3, независимо от условий.
- Вычисляем площадь помещения. Она составляет 20 м2.
- Определение количество тепла, требуемого для отопления. Умножаем потребность на площадь, в итоге выходит 2000 Вт.
- Теперь необходимо узнать, какой теплоотдачей обладает одна секция батареи. Как и в прошлом расчете, принимаем значение в 170 Вт. На него делится потребность помещения, а результат округляется в большую сторону. По расчетам получили, что для комнаты, приведенной в примере, необходимы 12 секций.
Для цельных
Расчёт тепла для цельных батарей не отличается от секционных до этапа вычисления количества тепла, необходимого помещению. Если в предыдущих примерах вы делили полученное значение на теплоотдачу секции, то здесь вы сравниваете показатели тепла. Необходимый для помещения и тот, которому соответствует выбранный вами отопительный прибор.
Если число вырабатываемых батареей ватт ниже, необходимо установить дополнительный климатический прибор, который позволит перекрыть нехватку необходимого тепла.
Оба вида расчёта предполагают, что высота потолков в помещении не превышает 3-х метров, поэтому при большей высоте они не подойдут. В таких помещениях количество секций определяют уже инженеры-теплотехники.
Климат контроль с воздушным датчиком
Чтобы батарея могла автоматически включаться-отключаться не только при перегреве, но и при достижении заданной температуры в комнате, в схему можно добавить еще один элемент автоматики – реле с воздушным датчиком температуры помещения.
Такие зачастую ставят на теплые полы. Они обеспечат своеобразный климат контроль.
Есть вообще термореле розеточного типа. С ним даже не понадобится изменять схему подключения.
Достаточно будет воткнуть вилку в розетку и система автоматики готова. Подробнее
Особенно это актуально в период отсутствия сильных заморозков, когда на улице еще не так холодно. Конечно, температуру в комнате можно регулировать и встроенным термостатом, тем самым вручную уменьшая нагрев секций, однако:
во-первых, это не удобно – каждый раз приходится наклоняться к полу и крутить регулировочное колесико
во-вторых, влечет за собой сильный разброс колебаний температуры в комнате
в-третьих, с электронным термостатом по воздуху вы забудете про раздражающие щелчки от реле
https://youtube.com/watch?v=XgB6dKNXXl4%3F
Монтаж батарей
Монтаж батарей
Вакуумные отопительные приборы можно собрать самостоятельно. Операции выполняют в такой последовательности:
При реконструкции существующей системы отопления снимают старые радиаторы. Не стоит забывать, что предварительно нужно слить теплоноситель.
Размечают места креплений под новые отопительные устройства.
Устанавливают кронштейны, к которым впоследствии крепят вакуумные радиаторы
Очень важно, чтобы все крепежные элементы были устойчивы.
Далее при помощи пакли и герметика монтируют шаровые краны. К ним подсоединяют магистральные трубопроводы. В качестве герметика используют те же материалы.
Завершающим шагом является тестирование стыков на герметичность
Для этого понадобится залить в систему воду.
В качестве герметика используют те же материалы.
Завершающим шагом является тестирование стыков на герметичность. Для этого понадобится залить в систему воду.
Установив вакуумные батареи в своем доме, пользователь получает гарантии надежности новаторского оборудования и существенную экономию энергоресурсов. Плюс ко всему помещение прогревается намного быстрее, чем при эксплуатации традиционных радиаторов отопления.
Читайте далее:
Достоинства продукции торговой марки «Global»
Напольные газовые конденсационные котлы — принцип работы, достоинства и недостатки
Выясняем, как экономить газ в частном доме
Особенности и основные характеристики стальных радиаторов отопления
Полипропиленовые трубы для водоснабжения и отопления — достоинства материала и особенности монтажа
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.
Лучшие производители вакуумных радиаторов
Широким ассортиментом на рынке отопительных приборов вакуумные пока не отличаются. Среди потребителей особым авторитетом пользуются изделия компании EnergyEco. Этот российский производитель использует для изготовления батарей 1,5 мм сталь. Пользователи отмечают высококачественное исполнение, хорошую теплоотдачу — около 170 кВт на один элемент.
Рабочим для радиатора является давление от 0,6 до 1,3 МПа. Даже при 2 МПа прибор может работать, но 5 МПа для него очень много — он начинает разрушаться. Стоимость радиатора от ЕнерджиЕко немалая, но спрос на него не падает.
Производитель Форвакуум выпускает вакуумные приборы настенного и плинтусного типа. Теплоотдача регистра длиной 1 м при температуре теплоносителя 50 °C составляет 239 Вт.
Термосифонный регистр отличается небольшой металлоемкостью, т. к. его тонкостенный корпус не рассчитан на большое внутреннее давление. При 50 °C и использовании этанола оно составляет всего 0,027 МПа
Можно встретить на рынке и радиаторы китайского производства. Они будут иметь меньшую цену, но иногда и сомнительное качество. При покупке их следует тщательно осматривать, проверять документацию.
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
Расчет мощности радиаторов
Монтаж агрегата проводится на два кронштейна. Несмотря на высокую стоимость электроэнергии в нашей стране, многие предпочитают безопасность. Нет необходимости в прокладке дымохода и монтажа сложного газового оборудования. Экономия средств не менее 30%, а это весьма внушительная сумма.
Медные радиаторы
Медные радиаторы представлены в широком ассортименте на нашем рынке. Имею высокую по сравнению с чугунными и стальными радиаторами стоимость, они не теряют своей популярности.
Система отопления, в которой установлены медные батареи имеет высокий уровень теплоотдачи. В состав материалов, из которых изготавливают современные радиаторы входит медь без примесей. Даже при температуре теплоносителя до 150 градусов и атмосферном давлении равном 16 атм, радиаторы не теряют своих эксплуатационных показателей.
Обогреватели из меди: преимущества.
Среди наиболее значимых достоинств медных радиаторов можно выделить:
- адаптация в любую систему отопления,
- экономичность,
- стойкость к высоким и низким температурам,
- длительный срок службы.
Правила монтажа медных батарей.
Монтаж радиаторов из меди проводится с соблюдением простых, но весьма существенных правил. Не рекомендуется использовать и стальные и медные трубы в одной системе. Крепить радиаторы можно на специальные крюки и на стойки.
Водяные конвекторы
Помимо традиционных радиаторов, существуют водяные конвекторные агрегаты двух типов: настенные варианты и напольные радиаторы отопления. Принцип действия приборов основан на циркуляции воздуха способом конвекции.
Среди преимуществ водяных конвекторов нужно отметить компактность, экономичность, возможность программирования режимов, быстрый нагрев помещения.
Возможность подсоединения к централизованной и автономной системе отопления в любых помещениях (с высокими или низкими потолками, большими оконными проемами) делает водяные модели все более популярными в производственном и коммерческом секторе.
Настенные металлические радиаторы отопления отличаются высокой эффективностью и приемлемой ценой. Это оборудование с успехом эксплуатируется для обогрева в загородных домах, жилых помещений квартир. Как и настенный, так и напольный конвектор может иметь два типа подключения: нижнее и боковое.
