Poskusi izboljšanja tradicionalnega ogrevalnega sistema včasih vodijo do precej učinkovitih metod. Eden od njih je uporaba lastnosti nekaterih tekočih snovi, da pri razmeroma nizkih temperaturah prehajajo iz tekočega v plinasto stanje. Ob upoštevanju tega dejstva je bil razvit sistem vakuumskega ogrevanja: baterije, radiatorji, črpalke, rezervoarji lahko delujejo tako posamično kot v kombinaciji.
Načini za izboljšanje učinkovitosti ogrevanja
Kakšen je namen takšnih ogrevalnih naprav? Prvič, potrebni so za povečanje učinkovitosti in varnosti celotnega sistema. Vendar se vsak sistem vakuumskega ogrevanja ali njegovi posamezni deli razlikujejo po zasnovi in principu delovanja.
Trenutno obstaja več vrst naprav, katerih delovanje temelji na uporabi nizkotemperaturnih vrelih tekočin ali tlačnih razlik.
- Vakuumske grelne baterije za avtonomne sisteme. So grelni elementi, katerih določena področja so napolnjena s tekočino litijevega bromida. Nizek tlak v njih zmanjša stopnjo vrelišča na +35 stopinj. Posledično se sprosti velika količina energije, kar vodi do hitrega segrevanja prostora;
- Solarni sistemi. Z njihovo pomočjo se koristna energija sonca prenese na hladilno tekočino. V ta namen so nameščeni vakuumski sončni kolektorji za ogrevanje hiše. Njihov princip delovanja je v mnogih pogledih podoben vakuumskim radiatorjem - uporablja se tudi posebna tekočina z nizkim vreliščem;
- Alternativni vakuumski ekspander za ogrevanje. Z njegovo pomočjo lahko nadgradite sistem ogrevanja na prostem, ki zagotavlja minimalno izhlapevanje vode;
- Visoko učinkovite vakuumske črpalke. Lahko se uporablja za izboljšanje kroženja hladilne tekočine v cevnih sistemih z velikimi prostorninami. Prav tako so pridobili veliko popularnost za ureditev avtonomnih vodovodnih in kanalizacijskih sistemov.
Vsaka od teh naprav lahko s pravilno izbiro tehničnih parametrov izboljša učinkovitost ogrevanja. Toda za to je treba upoštevati njihovo načelo delovanja in oblikovne značilnosti.
Močna vakuumska črpalka za ogrevanje se lahko uporablja tudi za oskrbo z vodo. Za to je potrebno izdelati mehanizem za preklapljanje povezovalnih cevi.
Vakuumski radiatorji: princip delovanja in nasveti za izbiro
Nizkotemperaturni pogoji ogrevanja so spodbudili razvoj novih vrst baterij. Eden od njih so vakuumski radiatorji za ogrevanje zasebnega doma. Po videzu so podobni klasičnim aluminijastim ali bimetalnim modelom.Razlika je v razdalji med deli (je veliko večja) in notranji strukturi.
Kot je navedeno zgoraj, je načelo delovanja vakuumskih grelnih radiatorjev uporaba tekočine litijevega bromida. Oglejmo si posebno zasnovo teh naprav. Sestavljeni so iz naslednjih elementov.
- Okvir. Razdeljen je na dva dela. V spodnjem delu je nameščen vodoravni kanal za prehod hladilne tekočine, ki deluje kot toplotni izmenjevalec med ogrevano vodo in tekočino, ki se nahaja v navpičnih odsekih;
- Horizontalni kanal s hladilno tekočino. Odvisno od modela se lahko priključi na avtonomni sistem za ogrevanje vode ali ima grelne elemente. Pri uporabi slednjega dobimo električne vakuumske grelne radiatorje. V njih se toplotna energija iz grelnega elementa prenese na vodo (ali oljno polnilo), kar povzroči povečanje temperature tekočine litijevega bromida;
- Navpični odseki s sekundarno hladilno tekočino. Stopnja segrevanja zraka v prostoru je odvisna od njihove količine in prostornine. Pomembno je, da se znotraj teh votlin ustvari minimalen pritisk. Nižja kot je, hitreje se bo tekočina segrela.
Zakaj ni razširjenega prehoda na vakuumske radiatorje? Mnenja o teh napravah so večinoma pozitivna. Vendar pa morate pri izbiri upoštevati značilnosti njihovega delovanja. Zagotavljanje temperature vode v ceveh približno 40-60 stopinj je problematično za avtonomne sisteme. Čeprav je to osnovno načelo delovanja vakuumskih grelnih radiatorjev. To lahko privede do hitrega hlajenja hladilne tekočine v oddaljenih odsekih cevovoda.Zato je za vakuumske ogrevalne sisteme priporočljivo namestiti pirolizne kotle, katerih normalno temperaturno območje je 60/45 ali 70/50 stopinj.
Drug način za povečanje učinkovitosti je namestitev ene same mešalne enote pred več vakuumskimi grelnimi radiatorji za zasebni dom. Posledično se vroča voda meša z ohlajeno vodo iz povratne cevi do želene temperature.
Nedvomna prednost električnih vakuumskih grelnih radiatorjev je možnost regulacije stopnje ogrevanja za vsako napravo posebej. Vendar pa to poveča stroške plačila električne energije. Takšne modele je priporočljivo namestiti v majhne prostore z dobro stopnjo toplotne izolacije. Upoštevati morate tudi njihove visoke stroške - štiridelni model z močjo 800 W ima ceno 8 tisoč rubljev.
Za ogrevanje morate kupiti samo tovarniško izdelane električne vakuumske radiatorje. V nasprotnem primeru obstaja velika verjetnost padca tlaka v vakuumski komori, kar bo povzročilo okvaro celotne naprave.
Solarni ogrevalni sistemi
Uporaba sončne energije je eno izmed obetavnih področij razvoja ogrevalnih sistemov. Poleg znanih sončnih kolektorjev so se razširili kolektorji, ki izkoriščajo toplotno energijo sonca. Strukturno predstavljajo mrežo cevovodov, ki tvorijo eno polje. V njih je hladilna tekočina z nizkim vreliščem. Tako kot pri vakuumskih radiatorjih je zaprt v nizkotlačne cevi. Ta struktura se nahaja na sončni strani mesta ali strehe hiše.Ko se segreje, hladilna tekočina začne krožiti in vstopi v posodo za izmenjavo toplote vakuumskega sončnega kolektorja za ogrevanje hiše. Tam se njegova energija prenese v vodo, ki se lahko uporablja tako za ogrevanje kot tudi za pripravo tople vode.
Glavni element vakuumskega sončnega kolektorja za ogrevanje hiše je okvir z vakuumskimi cevmi. Glede na njegovo območje se spreminja skupna moč celotnega sistema. Značilnosti delovanja tovrstnih kolektorjev so naslednje.
- Možnost uporabe kot pomožni vir toplotne energije. Za razliko od principa delovanja vakuumskih grelnih radiatorjev, na delovanje katerih vremenski dejavniki ne vplivajo, sončni kolektorji zahtevajo stalno izpostavljenost UV sevanju sonca. Zato pozimi uporaba takega sistema ni praktična;
- Varčevanje z energijo. Poleti se sončni kolektorji uspešno spopadejo z nalogo oskrbe s toplo vodo in ogrevanja majhnih prostorov zgodaj jeseni. V tem primeru so stroški energije minimalni in jih je mogoče povezati z delovanjem črpalke, da se zagotovi kroženje tekočine;
- Relativno visoki stroški. Povprečna cena vakuumskega razdelilnika z okvirjem je 45 tisoč rubljev. Če nameravate kupiti popoln sistem za oskrbo z vodo za 300 litrov, bo to stalo od 150 tisoč rubljev. Avtonomni vakuumski sončni kolektorji, namenjeni ogrevanju doma in oskrbi s toplo vodo, bodo stali najmanj 310 tisoč rubljev.
Toda kljub visokim stroškom takšni sistemi postajajo vse bolj priljubljeni. Pojav novih, cenejših in učinkovitejših proizvodnih materialov zagotavlja predpogoje za znižanje cen.
V takšnih sistemih ni mogoče uporabiti ekspanzijske vakuumske posode za ogrevanje, saj mora biti tekočina pod nizkim tlakom.
Vakuumska ekspanzijska posoda za ogrevanje
V večini primerov je vakuumska ekspanzijska posoda izdelana neodvisno. Gre za posodobitev podobnega modela za odprt ogrevalni sistem. Toda za razliko od tega se namestitev ne zgodi na zgornji točki avtoceste, ampak na dnu.
Da bi to naredili, je rezervoar za vakuumsko gretje povezan s cevovodom s pomočjo 1/2 cevi. Za delovanje mora biti vakuumska posoda, namenjena ogrevanju, do 1/3 napolnjena s hladilno tekočino. Ko se voda v ceveh segreje, se razširi, zaradi česar odvečna voda teče v rezervoar. Če se količina hladilne tekočine v ceveh zmanjša, pod vplivom ustvarjenega nizkega tlaka pride do nasprotnega učinka - voda iz vakuumske grelne posode se premakne v cevovod.
Uporaba takšne zasnove ima več prednosti.
- Optimizacija prostora za namestitev vseh grelnih teles. Ekspanzijsko posodo lahko postavite neposredno ob kotel ali v drugo sobo hiše;
- Zmanjšanje izhlapevanja hladilne tekočine, ki je glavni problem vseh odprtih sistemov;
- Z uporabo ekspanzijske vakuumske posode za ogrevanje lahko vizualno spremljate ne le nivo tekočine v ceveh, temveč tudi njeno sestavo. To olajša pravočasno čiščenje linije pred nakopičenimi ostanki in alkalnimi usedlinami.
Slabosti vakuumske ekspanzijske posode za ogrevanje vključujejo pomanjkanje tovarniških modelov. Izdelate ga lahko le sami.Za to uporabite jeklene posode okrogle ali cilindrične oblike z izračunano prostornino. Biti mora najmanj 10% količine hladilne tekočine.
Rezultati
V katerih primerih je priporočljiva vgradnja vakuumskega sistema za ogrevanje stanovanja? Z izjemo pozitivnih ocen o vakuumskih grelnih radiatorjih je vgradnja solarnega sistema ali ekspanzijske posode opisane vrste pomožni mehanizem za izboljšanje ali optimizacijo delovanja ogrevalnega sistema.
Močna vakuumska črpalka za ogrevanje bo izboljšala kroženje vode, vendar bo neposredno vplivala na toplotni režim. Hladilno sredstvo preprosto nima časa, da bi se dovolj ohladilo, kar je nesprejemljivo za vodno ogrevana tla - mešanje tokov ne bo znižalo temperature na zahtevano raven.
Pri izbiri in vgradnji drugih vakuumskih grelnih elementov je treba upoštevati njihove značilnosti.
Vakuumski radiatorji
Poleg toplotne moči se upoštevajo pravila za vgradnjo vakuumskih grelnih radiatorjev v zasebni hiši.
Najmanjša razdalja od grelne površine do okenske police ne sme biti manjša od tal do dna radiatorja, zato je priporočljivo namestiti toplotno refleksijo materialov na steni za radiatorjem.
Sončni kolektorji
V nekaterih modelih lahko namesto posebne tekočine uporabite navadno vodo. Vendar pa je učinkovitost takšnih naprav za red velikosti nižja od zgoraj opisanih. To točko je treba razjasniti s prodajalcem.
Poleg tega je zaradi učinkovitosti delovanja površina vakuumskih cevi prevlečena s posebnim materialom, ki izboljša absorpcijske lastnosti svetlobne energije.
Vakuumske ekspanzijske posode
Preden sami izdelate strukture, morate izbrati pravi material. Najbolje je uporabiti nerjavno ali pocinkano jeklo. Vendar je treba upoštevati, da morate za varjenje uporabiti posebno napravo, ki deluje v določenem načinu. Najboljši izhod iz te situacije je nakup ustrezne tovarniško izdelane posode in jo nekoliko posodobiti z namestitvijo potrebnih cevi za priključitev na toplovod.
Vakuumski ogrevalni sistem, vključno z baterijami, radiatorji, črpalkami in rezervoarji, lahko učinkovito dopolnjuje delo glavnega. Zato morate najprej izračunati potrebno dodatno moč in nato izbrati ustrezne komponente in elemente.
Video material jasno prikazuje princip delovanja vakuumskih grelnih radiatorjev:
