Вакуумные радиаторы: устройство и принцип работы

Что это такое — вакуумные радиаторы? Как они устроены? Чем обеспечивается их непревзойденная эффективность и экономичность, которую обещают потенциальному покупателю многочисленные продавцы? И, главное, насколько рекламные заявления производителей и продавцов соответствуют действительности? Давайте разберемся.

Наш герой.

Что это такое

Устройство

Как устроен этот отопительный прибор? В версии, предназначенной для систем водяного отопления, он представляет собой герметичную емкость сложной формы, через которую (через нижний коллектор) проходит труба отопления с теплоносителем. Радиатор полностью совместим с любым его типом; подключение тоже вполне стандартно.

Давление внутри емкости хоть и далеко от космического вакуума, но заметно ниже атмосферного. Часть объема прибора заполнена собственным летучим теплоносителем, никак не контактирующим с внешним контуром (по уверениям продавцов — некоей литиево-бромидной жидкостью, точное описание состава которой не приводится).

Однако: часть производителей упоминает возможность использования в качестве рабочей жидкости этанола (этилового спирта).

Устройство вакуумного радиатора.

Принцип работы

Принцип работы вакуумных радиаторов отопления, согласно заверениям все тех же производителей и продавцов, сводится к переносу тепла летучим теплоносителем в условиях разрежения:

• При нагреве до 35С литиево-бромидная жидкость закипает и активно испаряется;
• Обладая достаточно высокой теплоемкостью, она переносит тепло к верхней части отопительного прибора, обеспечивая максимально быстрый (за 1-2 минуты) и равномерный его нагрев;
• В дальнейшем благодаря особым свойствам жидкости она долго сохраняет газообразное состояние, что не дает прибору остыть и обеспечивает экономию тепловой энергии.

Особый случай: электрические вакуумные радиаторы отличаются от обычных, предназначенных для работы в контурах водяного отопления, наличием собственного ТЭНа в нижнем коллекторе.
Благодаря этой особенности отопительный прибор подключается только к розетке, что сильно упрощает монтаж.

Прибор укомплектован собственным ТЭНом.

Исследование образцов

В качестве образца мы возьмем модельный ряд вполне конкретной компании Energy Eco. Производимые ей вакуумные радиаторы позиционируются следующим образом:

Несложный подсчет показывает, что одна секция способна обеспечить достаточную теплоотдачу для обогрева 4,5 м2 жилого помещения.

Согласно заверениям продавца, этот прибор способен обогреть двухкомнатную квартиру.

Справка: согласно советским СНиП, тепловая мощность для расчета систем отопления берется равной 100 ваттам на 1 м2.
В современных энергоэффективных домах благодаря комплексным мерам по снижению утечек тепла она может быть уменьшена до 60 ватт/м2.
Таким образом, одна секция радиатора должна обеспечить теплоотдачу как минимум в 4,5*60=270 ватт.

В описании технических характеристик отопительных приборов производитель расставляет все точки над «i»:

Еще раз: 169 ватт, а никак не 270. Как говорил небезызвестный персонаж незабвенного Михаила Афанасьевича: «Поздравляю вас, гражданин, соврамши».

Фокусы и их разоблачение

Если уж мы вспомнили Булгакова, будет логичным напомнить читателю еще одну цитату: «Нам интересны как фокусы, так и их разоблачение».

Давайте изучим рекламные заявления дилеров и посмотрим, насколько они соответствуют действительности.

• Быстрый выход на рабочий режим: нагрев помещения начинается сразу после достижения отопительным прибором 35С. Святая правда — если температура в помещении ниже 35С. Это актуально для любых двух объектов с разной температурой. Термодинамика, знаете ли.

На границе сред с разной температурой всегда присутствует перенос тепловой энергии.

• Вакуумные радиаторы не страдают от воздушных пробок. Это так, поскольку в приборе нет скоб, в которых может скапливаться воздух. А вот контур в целом их вполне может иметь, что сводит это сомнительное преимущество на нет.
• Эти отопительные приборы не страдают от зашлакованности труб и коррозии.
  Позвольте, а откуда в автономной системе вообще зашлакованность при ограниченном объеме воды? Аргумент относительно коррозии — тоже демагогия: кислороду, вызывающему появление ржавчины, в заполненной и замкнутой системе просто неоткуда взяться.
• Небольшой объем теплоносителя. Этот параметр влияет лишь на тепловую инерционность контура: при малом количестве теплоносителя он быстро нагревается и быстро остывает. При заполнении системы водяного отопления объем воды в ней представляет разве что умозрительный интерес.
• Долговечность. Простите, а как прибор с 1,5-миллиметровой стенкой из углеродистой стали может быть более долговечным, чем труба с 2,5-миллиметровой стенки из той же стали? Полипропилен и металлопластик тоже вроде как имеют срок службы, сопоставимый с продолжительностью человеческой жизни… В общем, опять демагогия.

Старейшим чугунным радиаторам больше века, и их функциональность ничем не отличается от новых приборов.

• Низкое гидравлическое сопротивление. Факт: вакуумный радиатор создаст немного меньшее сопротивление потоку теплоносителя основного контура по сравнению с чугунным или алюминиевым и позволит сэкономить на работе циркуляционного насоса.
  С учетом того, что цена прибора в 3-4 раза выше, чем у обычного алюминиевого радиатора, период окупаемости разницы в стоимости можно оценить примерно в 400 — 500 лет: разница в потребляемой насосом мощности будет исчисляться сотыми долями процента.

Наконец, напоследок автор оставил самый привлекательный для покупателя пункт.

Постулат: вакуумные отопительные приборы исключительно экономичны.
Экономия по сравнению с традиционными радиаторами в разных версиях рекламы варьируется от 30 до… 400%.

Уважаемый читатель, среднее образование в советской, а ныне — российской системе образования является обязательным. Школьный курс физики включает изучения закона сохранения энергии.

Если немного уточнить и перефразировать формулировку сэра Исаака Ньютона, применительно к нашему случаю она приобретет такой вид:

1. Конечная форма любого преобразования энергии — механическая работа (то есть перемещение массы против вектора гравитации) или нагрев среды.

Сэр Исаак опечален современным уровнем образования.

2. Поскольку наш отопительный прибор ничего никуда не поднимает, вся полученная им энергия полностью преобразуется в нагрев.

Подчеркнем: это утверждение верно для любого отопительного прибора, независимо от его конструкции.
КПД всегда равен 100%: отняв у теплоносителя 500 ватт тепла, батарея полностью рассеет их в окружающей среде вне зависимости от своей конструкции.

Саркастические заметки

Автор позволит себе еще несколько комментариев к устройству и рекламируемым достоинствам вакуумных радиаторов.Принцип их работы полностью идентичен так называемой тепловой трубке — трубе с летучим теплоносителем.

Испаряясь в нагретой части герметичной емкости и конденсируясь на ее более холодном конце, он обеспечивает эффективный перенос тепла. Первые тепловые трубки начали использоваться в 18 веке, одновременно с появлением первых паровых машин.

Одна из проблем трубок — возврат конденсата теплоносителя в зону нагрева. В более примитивной версии, калькой с которой является вакуумный радиатор, жидкость стекала вниз самотеком — что мы и наблюдаем в исследуемой конструкции. В 1942 году была запатентована капиллярная трубка, способная работать в любом положении.

Этой конструкции больше века.

Доработанная версия изобретения — капиллярная тепловая трубка.

Кстати: утверждение о том, что теплоноситель сохраняет газообразное состояние после нагрева радиатора и продолжает греть его — первостатейная ложь.
Он непрерывно конденсируется в верхнем коллекторе и стекает вниз самотеком.

В качестве теплоносителя в тепловой трубке используются аммиак, этанол и… вода, при пониженном давлении способная испаряться при низких температурах.

Единственное достоинство тепловой трубки — высокая теплопроводность по всему ее объему. Никаких других волшебных свойств у нее нет.

Монтаж

Трудно ли установить вакуумный радиатор отопления своими руками, если вам все же пришлась по душе идея этого прибора?

Инструкция по монтажу абсолютно стандартна.

1. Прибор вывешивается на кронштейнах в горизонтальном положении.
2. К нему подводятся трубы, соответствующие условному диаметру резьб и снабженные отсекающими вентилями, дросселями или термоголовкой. Схема подключения — снизу вниз.

Прибор на фото укомплектован парой дросселей.

3. Для подключения радиатора к вентилям используются американки.

Заключение

Надеемся, что наш миниатюрный критический обзор помог читателю излечиться от излишнего доверия к рекламе. Узнать больше о том, что такое вакуумные радиаторы и как они устроены, позволит видео в этой статье. Успехов!