С целью повышения эффективности функционирования отопительных приборов их конструкции постоянно совершенствуются. Одновременно изобретаются новые способы генерирования тепла в помещениях.
Одной из таких разработок являются так называемые вакуумные батареи для отопления, производимые в Китае, Италии, Швеции. Что представляют собой такие батареи и какова их степень инновационности, надежности и эффективности?
Вакуумные радиаторы отопления
Принцип действия вакуумных радиаторов
На сегодняшний день вакуумные радиаторы – единственные в своем роде, которые используют для своей работы не один, а два различных теплоносителя.
Устройство вакуумного радиатора
Происходит это следующим образом:
- Смонтированный обычным порядком отопительный котел (электрический, газовый, твердотопливный – значения не имеет) нагревает некоторый, сравнительно небольшой по объему теплоноситель №1. Это может быть вода или бытовой антифриз.
- Далее он самотеком поступает по трубам, достигая вакуумных радиаторов. Применения циркуляционного насоса для подъема давления не требуется.
- Подключение радиаторов внешне тоже выглядит достаточно непривычно. Верхние секции радиаторов не имеют отверстий под монтаж отопительной магистрали и наглухо загерметизированы.
- В нижней части таких батарей зато имеется сразу две трубы – прямая и обратка.
- Изюминка вакуумного радиатора состоит в том, что над внутренней поверхностью в каждой из секций батареи имеется свободное пространство. Оно заполняется сравнительно небольшим количеством легкоиспаряющейся жидкости – теплоносителя №2.
- Под действием тепла прокачиваемого теплоносителя №1 происходит быстрый разогрев внутреннего пространства батареи с теплоносителем №2. В условиях пониженного давления он начинает интенсивно испаряться, выделяя при этом значительное количество тепла.
- В процессе такого нагрева происходит теплопередача от теплоносителя №2 стенкам секции вакуумного радиатора и далее – в окружающее пространство.
Утверждается, что благодаря этому процессу обогрев помещения вакуумными батареями происходит значительно быстрее. Таким образом достигается значительная экономия энергоносителя. Кроме того, упрощается монтаж всей отопительной системы и батарей, поскольку для вакуумных радиаторов запорно-регулирующая арматура не нужна. Производители батарей, что вакуум автоматически обеспечивает и надлежащий уровень экологической безопасности.
Итак, менеджеры по продажам вакуумных батарей утверждают, что такие радиаторы:
- повышают КПД использования теплоносителя;
- снижают стоимость монтажных работ;
- не требуют установки отопительного котла большой мощности;
- имеют повышенную долговечность, поскольку в процессе работы вакуумного радиатора теплоноситель №2 не перемещается по трубопроводам.
Что же происходит на самом деле?
Для начала неплохо ознакомиться с отзывами покупателей вакуумных радиаторов. За первыми восторгами (батареи компактны, быстро нагреваются) просачиваются пессимистические нотки. Так, вакуумные радиаторы не оправдывают себя в части высокой цены, практически не могут регулировать теплоотдачу, экологически небезопасны. Отзывы, таким образом, довольно противоречивы. Проанализируем их с точки зрения элементарной теплофизики.
Схема расположения вакуумных радиаторов в помещении
Закон сохранения энергии никто не отменял. Следовательно, тепло, отдаваемое в вакуумной батарее теплоносителем №2, должно каким-то образом пополняться. Производители считают, что эту функцию выполняет теплоноситель №1, но забывают, что уже сконденсировавшийся к тому времени теплоноситель №2 нуждается в гораздо большем количестве тепла, чем при запуске системы. То есть для постоянной поддержки теплового напора вакуумной батареи необходимо одно из условий:
- постоянное повышение давления в сети (на что вакуумные радиаторы не рассчитаны – производители указывают верхним пределом допустимого давления величину в 4 атм.);
- увеличение скорости прокачки;
- увеличение температуры теплоносителя № 1.
Скорость поднять особо не получится, поскольку циркуляционный насос не установлен, а для увеличения температуры теплоносителя № 1 требуется увеличение количества энергии, генерируемой котлом. Таким образом, ему придется работать более продолжительное время, и ни о какой экономии при установке вакуумных радиаторов говорить уже не приходится.
Теперь о самом теплоносителе № 2, испаряющемся в условиях вакуума. На специализированных сайтах везде указывается состав этого теплоносителя типа «литиево-бромидная жидкость». Что это такое, понять невозможно.
Если имеется в виду соль бромида лития LiBr, то это вещество, понижающее влажность различных газов (в том числе и воздуха), но никак не являющееся теплоносителем. Если имеется в виду некая сложная соль, содержащая в своем составе литий и бромиды, то в ее составе должен присутствовать не просто литий, а его радиоактивный изотоп литий-7. Он действительно является хорошим теплоносителем, почему и используется в некоторых типах атомных реакторов для охлаждения водяного контура. Если верно второе предположение, то это отчасти объясняет столь большую цену вакуумных батарей.
Настораживает также и то, что производители таких, использующих вакуум, батарей отопления нигде не упоминают о возможности последующего ремонта радиаторов (гарантийного либо обычного), возобновлении количества испаряющегося теплоносителя и т.д. Из чего можно сделать простой вывод – данные отопительные батареи неремонтопригодны. При всем этом работоспособность вакуумных батарей устанавливается всего на пять лет. Что откровенно огорчает, учитывая довольно высокую цену радиаторов.
Практика применения вакуумных радиаторов
Переносной вакуумный радиатор
Отзывы о работе вакуумных батарей во многом инициированы результатами тестовых испытаний, из которых следует, что наружная поверхность секции вакуумного радиатора действительно быстро увеличивает свою температуру. Но для повышения общей температуры обогреваемого помещения этого недостаточно, поскольку:
- Следует учесть коэффициент теплопроводности мебели и других предметов, находящихся в комнате.
- Фактическая теплоотдающая поверхность в каждой секции вакуумного радиатора ниже, поскольку средняя и особенно нижняя части батареи в процессе испарения охлаждаются.
- Со временем неизбежно происходит отложение вещества испаряющегося теплоносителя №2 на внутренних стенках секции вакуумного радиатора, и коэффициент теплоотдачи батареи в результате снижается. Промыть же вакуумную батарею невозможно из-за ее герметичности. Про вакуум всерьез говорить не стоит, поскольку чистый вакуум вообще по определению тепла не проводит.
Таким образом, чтобы добиться реально заявляемых цифр по экономии энергоносителей и быстроте подогрева воздуха в помещении фактически потребуется котел значительно большей мощности, равно как и большее количество секций вакуумных батарей отопления.
Есть ли смысл применять вакуумные батареи?
Отзывы о длительном использовании вакуумных радиаторов отопления свидетельствуют о том, что нет. Но вакуумное отопление (корректнее говорить о пониженном давлении, под которым пребывает теплоноситель № 2) вполне целесообразно применить на дачах. Ведь небольшой объем помещений позволяет применением таких радиаторов действительно добиться быстрого повышения внутренней температуры.
По такому принципу можно использовать вакуум и в других радиаторах для локального обогрева. Например, если в предварительно загерметизированную часть обычного масляного обогревателя залить любую легкоиспаряющуюся жидкость, рН которой не будет превышать 8-9, то эффективность радиатора резко возрастет. И вакуум здесь уже не при чем. Данное обстоятельство используют отечественные производители таких, традиционно еще называемых вакуумными батареями приборов, только вместо «литий-бромидной жидкости» используется обычный этиловый спирт. Кстати, долговечность таких радиаторов от этого только возрастает, а цена, наоборот, снижается.
Итак, идея использовать вакуум для общего обогрева оказывается не вполне жизнеспособной. Но надо уметь находить рациональное зерно даже в неудачных проектах. Японцы потому и славятся на весь мир своими инновационными разработками, что используют в своих решениях часть отвергнутых остальным обществом изобретений.
