Зміст:
- Конструкція і принцип роботи
- Що відбувається насправді?
- Висновок
У свій час багато шуму наробили недавно винайдені вакуумні радіатори опалення, чиї технічні характеристики, за запевненнями торгових представників, не в приклад вище традиційних опалювальних приладів, які наповнюються гарячою водою. У даному матеріалі ми розберемося в конструкції та принципі дії вакуумних обігрівачів, а також розвіємо деякі міфи.
Конструкція і принцип роботи
Дослівно повторюючи опис приладу одним з виробників, що продає свої вироби під брендом ФОРВАКУУМ, зазначимо, що принцип роботи вакуумного радіатора полягає в перенесенні тепла в замкнутому двофазному гравітаційному термосифоне. Оскільки не кожній людині вдається нормально сприйняти це визначення, роз’яснимо все більш простою мовою.
Отже, зовні нагрівач нагадує простий сталевий радіатор, де дві горизонтальних труби прямокутного перерізу пов’язані безліччю вертикальних перемичок з круглих або прямокутних труб. З двох сторін нижньої перемички передбачені патрубки для приєднання трубопроводів з теплоносієм, верхня горизонтальна труба заглушена з обох кінців. Другий варіант – це вакуумний радіатор опалення з вбудованими в нижню перемичку електричними нагрівачами (Тенами).
Всередині пристрій вакуумного радіатора в корені відрізняється від звичайних батарей, хіба що віддалено скидається на конструкцію біметалічних приладів опалення. Крізь нижню горизонтальну перемичку пропущена труба круглого перетину для протоку теплоносія, інше внутрішнє простір герметизировано і заповнений спеціальною рідиною – робочим тілом. Зазвичай це – літієво-бромидный розчин або етанол.
Для підвищення ефективності процесу теплообміну з простору, де знаходиться робоче тіло, зі зрозумілих причин відкачано повітря, причому створено негативне надлишковий тиск, близьке до вакууму. Робоча рідина, перебуваючи в таких умовах, готова закипіти при температурі всього 35 ?С, що вона і робить, відбираючи велику кількість теплоти для пароутворення від проходить по трубі теплоносія. Звідси і з’явилася назва — вакуумні низькотемпературні радіатори.
Далі, пару, що утворилася, спрямовується у верхню частину батареї. Там від контакту з більш холодною металевою поверхнею робоче тіло знову переходить в рідкий стан, передавши сталевим стінок велика кількість теплоти (енергія конденсації).
Метал нагрівається й прогріває навколишній повітря, а всередині конденсат стікає по стінках труб назад вниз, за новою порцією енергії. Нагрівачі, виготовлені в іншому виконанні — це вакуумні електричні радіатори з вбудованими Тенами, чиє завдання – за допомогою електроенергії нагрівати і випаровувати робоче тіло безпосередньо і таким способом перетворювати електрика в тепло.
Напрошується висновок про те, що викладений принцип дії передбачає введення в процес теплообміну додаткового посередника з метою підвищення його ефективності.
Що відбувається насправді?
Будь опалювальний прилад не є джерелом теплової енергії, він – лише засіб її передачі від нагрітої води в котлі приміщень будівель двома шляхами: нагріванням повітряного середовища (конвекція) і знаходяться в межах видимості поверхонь (інфрачервоне випромінювання). Оскільки конструкція вакуумних радіаторів передбачає наявність ще одного посередника – робочої рідини, то процес теплообміну відбувається двічі. Спочатку від води робочого тіла, а потім від нього – металу самого опалювального приладу.
Напрошується порівняння з функціонуванням кондиціонерів, де робоче тіло завдяки своїм переходах з одного агрегатного стану в інше дуже ефективно відбирає теплоту внутрішнього повітря і віддає її зовнішньої середовищі. Дійсно, це практично одне і те ж, але є один нюанс: у повітрі приміщення міститься величезна кількість енергії, так чи інакше переданої йому сонцем. У теплоносію, що протікає через вакуумний радіатор, що кількість енергії обмежена потужністю котла. То ж і у випадку з електричним Теном.
Яким би способом не відбиралася енергія від води або Тена, більше її не стане, а це зводить нанівець всі заяви торгових представників, перетворюючи їх в міфи. Викладемо їх по порядку разом з коментарями:
1. Низькотемпературні вакуумні радіатори нібито економлять енергоносії і знижують витрати на опалення. Вище ми розібрали, чому цього не відбувається, адже будь-опалювальний прилад – передавальне ланка, скільки теплової енергії до нього підводиться, стільки обігрівач і віддасть з тією чи іншою ефективністю. Якщо батарея погано передає теплоту, то остання просто повернеться в газовий або електричний котел, і той на новий підігрів води витратить менше палива. У цьому випадку економічність не погіршується, страждають люди у холодній кімнаті.
2. Ефективність тепловіддачі, яку показують вакуумні батареї, вище ніж у будь-яких інших обігрівачів. Це вірно, але лише частково. Інтенсивний теплообмін відбувається лише при певних умовах, вони повинні бути незмінні. Це оптимальна температура води і її швидкість циркуляції. Друга умова дотримується з допомогою циркуляційного насоса, а от температура постійної бути не може, оскільки змінюються умови зовнішнього середовища. Недолік енергії для пароутворення різко знизить ефективність роботи приладу.
3. Мала кількість води в системі. Це вірно, але в сучасних радіаторах її і так дуже мало, в той час як в схему часто включені буферні ємності і теплоакумулятори, порівняно з ними декларована дельта – просто мізер.
Тут наведено найбільш вагомі аргументи, що наводяться торговими представниками, інші – просто маркетинговий хід. Але не варто упускати той факт, що виробництво вакуумних радіаторів – процес складний, відповідно, вироби виходять в 2-3 рази дорожче простих батарей.
Висновок
Застосування вакуумних обігрівачів цілком припустимо, цього заперечувати не можна. Але ніякої особливої економії, що дозволить окупити витрати на їх придбання, очікувати не варто. Зате проблеми з обігрівом будуть точно, вони пов’язані з різкими коливаннями споживання тепла при зміні умов навколишнього середовища.