В свое время много шума наделали недавно изобретенные вакуумные радиаторы отопления, чьи технические характеристики, по уверениям торговых представителей, не в пример выше традиционных отопительных приборов, наполняемых горячей водой. В данном материале мы разберемся в конструкции и принципе действия вакуумных обогревателей, а также развеем некоторые мифы.
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.
Заключение
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.
