Versuche, das traditionelle Heizsystem zu verbessern, führen manchmal zu recht effektiven Methoden. Eine davon ist die Nutzung der Eigenschaft einiger flüssiger Stoffe, bei relativ niedrigen Temperaturen vom flüssigen in den gasförmigen Zustand überzugehen. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache wurde ein Vakuumheizsystem entwickelt: Batterien, Heizkörper, Pumpen, Tanks können sowohl einzeln als auch als Komplex funktionieren.
Möglichkeiten zur Verbesserung der Heizeffizienz
Was ist der Zweck solcher Heizgeräte? Erstens sind sie notwendig, um die Effizienz und Sicherheit des Gesamtsystems zu verbessern. Jedes Vakuumheizsystem bzw. seine Einzelteile unterscheiden sich jedoch in Aufbau und Funktionsweise.
Derzeit gibt es verschiedene Arten von Geräten, deren Betrieb auf der Verwendung von Flüssigkeiten mit niedrigem Siedepunkt oder Druckdifferenz basiert.
- Vakuumheizbatterien für autonome Systeme... Sie sind Heizelemente, bei denen bestimmte Bereiche mit Lithiumbromid-Flüssigkeit gefüllt sind. Ein niedriger Druck in ihnen reduziert den Siedegrad auf +35 Grad. Dadurch wird viel Energie freigesetzt, was zu einer schnellen Aufheizung des Raumes führt;
- Solaranlagen... Mit ihrer Hilfe wird die Nutzenergie der Sonne auf den Wärmeträger übertragen. Dazu werden Vakuum-Solarkollektoren zur Beheizung des Hauses installiert. Ihr Funktionsprinzip ähnelt in vielerlei Hinsicht der von Vakuumheizbatterien - es wird auch eine spezielle Flüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt verwendet;
- Alternative Vakuumexpander zum Heizen... Es kann verwendet werden, um ein Open-Air-Heizungssystem aufzurüsten und eine minimale Wasserverdunstung zu gewährleisten;
- Hocheffiziente Vakuumpumpen... Sie können verwendet werden, um die Zirkulation des Kühlmittels in Rohrleitungen von Anlagen mit großem Volumen zu verbessern. Sie sind auch sehr beliebt für die Anordnung von autonomen Wasserversorgungs- und Abwassersystemen.
Jedes dieser Geräte kann mit der richtigen Auswahl der technischen Parameter die Heizleistung verbessern. Dazu müssen jedoch deren Funktionsprinzip und Konstruktionsmerkmale berücksichtigt werden.
Die leistungsstarke Vakuumpumpe zum Heizen kann auch zur Wasserversorgung verwendet werden. Dazu muss ein Schaltmechanismus für die Verbindungsrohre hergestellt werden.
Vakuumheizkörper: Funktionsprinzip und Tipps zur Auswahl
Niedrigtemperatur-Heizmodi gaben den Anstoß zur Entwicklung neuer Batterietypen. Einer davon sind Vakuumheizkörper für ein Privathaus. Äußerlich ähneln sie klassischen Aluminium- oder Bimetall-Modellen. Der Unterschied liegt im Abstand zwischen den Abschnitten (er ist viel größer) und der inneren Struktur.
Wie oben erwähnt, besteht das Funktionsprinzip von Vakuumheizkörpern darin, eine Lithiumbromid-Flüssigkeit zu verwenden. Betrachten wir die Besonderheiten des Designs dieser Geräte. Sie bestehen aus den folgenden Elementen.
- Gehäuse... Es ist in zwei Abschnitte unterteilt.Im unteren Teil ist ein horizontaler Kanal für den Durchgang des Kühlmittels installiert, der als Wärmetauscher zwischen erhitztem Wasser und der in den vertikalen Abschnitten befindlichen Flüssigkeit wirkt;
- Horizontalkanal mit Kühlmittel... Je nach Modell kann es an eine autonome Warmwasserheizung angeschlossen werden oder über Heizelemente verfügen. Bei letzterem werden elektrische Vakuumheizkörper erhalten. Ihre Wärmeenergie vom Heizelement wird auf Wasser (oder Ölfüllstoff) übertragen, wodurch die Temperatur der Lithiumbromid-Flüssigkeit ansteigt;
- Vertikalschnitte mit sekundärem Heizmedium... Der Grad der Lufterwärmung im Raum hängt von ihrer Anzahl und Lautstärke ab. Es ist wichtig, dass innerhalb dieser Hohlräume ein Mindestdruck erzeugt wird. Je niedriger er ist, desto schneller erwärmt sich die Flüssigkeit.
Warum gibt es keinen flächendeckenden Übergang zu Vakuumheizkörpern? Bewertungen dieser Geräte sind überwiegend positiv. Bei der Auswahl sollten jedoch die Besonderheiten ihrer Funktionsweise berücksichtigt werden. Problematisch für autonome Systeme ist die Bereitstellung eines Wassertemperaturniveaus in den Leitungen von etwa 40-60 Grad. Dies ist zwar das Grundprinzip der Funktionsweise von Vakuumheizkörpern. Dies kann zu einer schnellen Abkühlung des Kühlmittels in entlegenen Abschnitten der Rohrleitung führen. Daher wird für Vakuumheizsysteme empfohlen, Pyrolysekessel zu installieren, deren normale Temperatur 60/45 oder 70/50 Grad beträgt.
Eine weitere Möglichkeit zur Effizienzsteigerung ist die Installation einer einzigen Mischeinheit vor mehreren Vakuumheizkörpern für ein Privathaus. Dadurch vermischt sich heißes Wasser mit dem gekühlten Wasser aus der Rücklaufleitung auf das erforderliche Temperaturniveau.
Der unbestrittene Vorteil von elektrischen Vakuumheizkörpern ist die Möglichkeit, die Heizstufe für jedes Gerät separat zu regeln. Dies erhöht jedoch die Kosten für die Stromkosten. Es wird empfohlen, solche Modelle in kleinen Räumen mit guter Wärmedämmung zu installieren. Sie sollten auch ihre hohen Kosten berücksichtigen - ein 800-W-Modell mit vier Abschnitten hat einen Preis von 8 Tausend Rubel.
Zum Heizen sollten nur werkseitig hergestellte elektrische Vakuumheizkörper gekauft werden. Andernfalls besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Druckentlastung der Vakuumkammer, was zum Ausfall des gesamten Geräts führt.
Solarwärmesysteme
Die Nutzung der Sonnenenergie ist eine der vielversprechenden Richtungen bei der Entwicklung von Heizsystemen. Neben den bekannten Sonnenkollektoren sind Kollektoren, die die Wärmeenergie der Sonne nutzen, weit verbreitet. Strukturell sind sie ein Netzwerk von Pipelines, die ein einzelnes Feld bilden. In ihnen befindet sich ein Kühlmittel mit niedrigem Siedepunkt. Wie bei Vakuumheizkörpern ist er in Niederdruckrohre eingeschlossen. Diese Struktur befindet sich auf der Sonnenseite des Grundstücks oder Daches des Hauses. Beim Aufheizen beginnt das Kühlmittel zu zirkulieren und gelangt in den Wärmetauschertank der Vakuum-Solarkollektoren zur Beheizung des Hauses. Dort wird seine Energie auf Wasser übertragen, das sowohl zum Heizen als auch zur Warmwasserbereitung genutzt werden kann.
Das Hauptelement eines Vakuum-Solarkollektors für die Hausheizung ist ein Vakuumröhrenrahmen. Je nach Bereich ändert sich die Gesamtkapazität des Gesamtsystems. Merkmale des Betriebs von Kollektoren dieser Art sind wie folgt.
- Möglichkeit der Nutzung als zusätzliche Wärmeenergiequelle... Im Gegensatz zum Funktionsprinzip von Vakuumheizkörpern, deren Funktion nicht von Wettereinflüssen beeinflusst wird, müssen Sonnenkollektoren ständig der UV-Strahlung der Leuchte ausgesetzt werden. Daher ist es nicht praktikabel, ein solches System im Winter zu verwenden;
- Energie sparen... Im Sommer meistern Sonnenkollektoren erfolgreich die Aufgabe der Warmwasserbereitung und Beheizung kleiner Räume im Frühherbst. In diesem Fall sind die Energiekosten minimal und können mit dem Betrieb der Pumpe verbunden werden, um die Zirkulation der Flüssigkeit zu gewährleisten;
- Relativ hohe Kosten... Der Durchschnittspreis eines Vakuumverteilers mit Rahmen beträgt 45 Tausend Rubel. Wenn geplant ist, ein vollwertiges Wasserversorgungssystem für 300 Liter zu kaufen, kostet es ab 150.000 Rubel. Autonome Vakuum-Solarkollektoren, die für die Hausheizung und Warmwasserversorgung ausgelegt sind, kosten mindestens 310 Tausend Rubel.
Aber trotz der hohen Kosten werden solche Systeme immer beliebter. Das Aufkommen neuer, billigerer und effizienterer Herstellungsmaterialien schafft die Voraussetzungen für niedrigere Preise.
Es ist unmöglich, in solchen Systemen ein Vakuum-Ausdehnungsgefäß zum Heizen zu verwenden, da die Flüssigkeit unter niedrigem Druck stehen muss.
Expansions-Vakuumbehälter zum Heizen
In den meisten Fällen ist das Vakuum-Ausdehnungsgefäß Eigenbau. Es ist ein Upgrade eines ähnlichen Modells für ein offenes Heizsystem. Im Gegensatz dazu erfolgt die Installation jedoch nicht am oberen Punkt der Linie, sondern am unteren Punkt.
Dazu wird der Vakuum-Heiztank mit einem 1/2-Rohr an die Rohrleitung angeschlossen. Für den Betrieb muss der zum Heizen vorgesehene Vakuumtank zu 1/3 mit Kühlmittel gefüllt sein. Beim Erhitzen des Wassers in den Rohren dehnt es sich aus, wodurch der Überschuss in den Tank gelangt. Wenn die Kühlmittelmenge in den Rohren abnimmt, tritt unter Einwirkung des erzeugten Unterdrucks der gegenteilige Effekt auf - Wasser aus dem Vakuumtank zum Heizen gelangt in die Rohrleitung.
Es gibt mehrere Vorteile bei der Verwendung dieses Designs.
- Optimierung des Platzes für die Installation aller Heizelemente. Das Ausdehnungsgefäß kann direkt neben dem Kessel oder in einem anderen Raum des Hauses aufgestellt werden;
- Verringerung der Verdunstung des Kühlmittels, die das Hauptproblem aller offenen Systeme ist;
- Mit einem Vakuum-Ausdehnungsgefäß zum Heizen können Sie nicht nur den Flüssigkeitsstand in den Rohren, sondern auch deren Zusammensetzung visuell überwachen. Dies trägt zur rechtzeitigen Reinigung der Leitung von angesammeltem Schmutz und alkalischen Ablagerungen bei.
Zu den Nachteilen eines Vakuum-Ausdehnungsgefäßes zum Heizen gehört das Fehlen von Werksmodellen. Es kann nur von Ihnen selbst hergestellt werden. Verwenden Sie dazu Stahlbehälter in runder oder zylindrischer Form mit einem berechneten Volumen. Sie sollte mindestens 10 % der Kühlmittelmenge betragen.
Ergebnisse
Wann empfiehlt es sich, ein Vakuumsystem für die Hausheizung zu installieren? Abgesehen von positiven Bewertungen über Vakuumheizkörper sind die Installation einer Solaranlage oder eines Ausdehnungsgefäßes der beschriebenen Art Hilfsmechanismen zur Verbesserung oder Optimierung des Betriebs der Heizungsanlage.
Eine leistungsstarke Vakuumpumpe zum Heizen verbessert die Wasserzirkulation, wirkt sich jedoch direkt auf das thermische Regime aus. Das Kühlmittel hat einfach nicht genug Zeit, um sich ausreichend abzukühlen, was für einen wasserbeheizten Boden inakzeptabel ist - Mischströme senken die Temperatur nicht auf das gewünschte Niveau.
Bei der Auswahl und Installation der restlichen Elemente der Vakuumheizung sollten deren Eigenschaften berücksichtigt werden.
Vakuumheizkörper
Neben der Wärmeleistung werden die Regeln für die Installation von Vakuumheizkörpern in einem Privathaus eingehalten.
Der Mindestabstand von der Heizfläche zur Fensterbank sollte 8 cm betragen, außerdem sollte das Niveau vom Boden bis zum Boden der Batterie nicht weniger als 4 cm betragen. reflektierende Materialien an der Wand hinter dem Heizkörper.
Sonnenkollektoren
Bei einigen Modellen kann anstelle einer speziellen Flüssigkeit auch reines Wasser verwendet werden. Die Effizienz solcher Anlagen ist jedoch um eine Größenordnung geringer als die der oben genannten. Dieser Punkt muss mit dem Verkäufer abgeklärt werden.
Für einen effizienten Betrieb ist die Oberfläche der Vakuumröhren außerdem mit einem speziellen Material bedeckt, das die Absorptionseigenschaften von Lichtenergie verbessert.
Vakuum-Ausdehnungsgefäße
Bevor Sie Ihre eigenen Strukturen herstellen, müssen Sie das richtige Material auswählen. Verwenden Sie am besten Edelstahl oder verzinkten Stahl. Es ist jedoch zu beachten, dass zum Schweißen ein spezielles Gerät verwendet werden muss, das in einem bestimmten Modus arbeitet. Der beste Ausweg aus dieser Situation besteht darin, einen geeigneten werkseitig hergestellten Tank zu kaufen und ihn leicht zu modernisieren, indem Sie die erforderlichen Düsen für den Anschluss an die Heizungsleitung installieren.
Ein Vakuumheizsystem, das Batterien, Heizkörper, Pumpen und Tanks umfasst, kann die Arbeit des Hauptheizsystems effektiv ergänzen. Daher müssen Sie zuerst den erforderlichen Indikator für die zusätzliche Leistung berechnen und dann die entsprechenden Komponenten und Elemente auswählen.
Das Videomaterial zeigt anschaulich das Funktionsprinzip von Vakuumheizkörpern:
