Radiadores a vácuo para aquecimento: visão geral dos tipos, regras de seleção + tecnologia de instalação

Novos desenvolvimentos voltados para a economia de custos de aquecimento doméstico estão atraindo cada vez mais atenção. Entre as novidades estão os radiadores de vácuo para aquecimento. São baterias comuns na aparência, mas completamente diferentes em princípio de funcionamento.

Eles são adequados tanto para sistemas de aquecimento centralizados quanto para autônomos. Neste material, explicaremos detalhadamente os princípios de funcionamento dos radiadores de vácuo, suas variedades, e também abordaremos as nuances que você deve ter em mente ao escolher radiadores de aquecimento para casa.

O que é uma bateria de vácuo?

Chamam-se radiadores de vácuo porque o ar é completamente extraído da cavidade interna desta construção seccional de aço. Isso é feito para reduzir a pressão.

Nas seções hermeticamente seladas, é colocado um líquido que tem a propriedade de evaporar facilmente a baixa temperatura. Geralmente é etanol ou líquido de brometo de lítio.

Na prática, o funcionamento da bateria de vácuo é baseado no princípio de funcionamento de um termossifão bifásico selado. Além disso, possui boas propriedades de transferência de calor.

O sistema com esses dispositivos é de baixa inércia. Ele entra rapidamente em modo operacional e reage quase instantaneamente às mudanças nas perdas de calor.

A tabela mostra a eficiência de aquecimento de diferentes radiadores. A partir da superfície do conjunto de aquecimento a vácuo, a transferência de calor para o ambiente começa muito mais rápida.

A bateria de vácuo tem uma proporção ideal entre radiação térmica e convecção na transferência total de calor. O primeiro índice é de 80%, o segundo de 20%.

Tipos de radiadores de vácuo

A linha de dispositivos de vácuo inclui produtos criados para aquecimento elétrico, registros de vácuo, radiadores de painel. Também é possível encontrar à venda produtos de design exclusivos.

Os modelos de radiadores elétricos a vácuo merecem atenção especial, embora sejam mais caros. É uma boa solução para proprietários de propriedades rurais pouco visitadas.

Radiador de vácuo design em forma de suporte para lenha. Nele, é possível não apenas empilhar as toras, mas também secá-las.

Em vez de um canal horizontal com fluido térmico, este dispositivo possui um resistor tubular do tipo cartucho com potência superior a 50 W por seção.

Este aquecedor transfere calor para o enchimento — óleo ou água, aquecendo assim o líquido de brometo de lítio. Na instalação de tais modelos, é necessário aterramento.

Dispositivo e princípio de funcionamento

A diferença dos radiadores a vácuo para os análogos bimetálicos e de alumínio pode ser vista também em sua inspeção visual. Nos primeiros, a distância entre as seções é maior. Este dispositivo de aquecimento consiste em um corpo, um canal horizontal e seções verticais.

Esquema simplificado do radiador a vácuo. Seus elementos principais são o coletor (1) e as seções verticais (2), nas quais se encontra o fluido térmico secundário

O primeiro desses elementos inclui duas seções fabricadas em aço de 1,5 mm. O canal horizontal é o circuito primário, localizado na parte inferior e conectado à fonte de calor. Através dele passa o fluido térmico, transferindo calor para o líquido nas seções, que são dispostas perpendicularmente a este canal.

As seções verticais são preenchidas com fluido térmico secundário — o transformador de calor. Elas são completamente isoladas do circuito primário. O número delas reflete-se diretamente no grau de aquecimento do ambiente. A velocidade de aquecimento do líquido afeta a pressão dentro das cavidades. Quanto maior for, menor será a pressão.

O fluido térmico secundário é um líquido cuja base são bromo e lítio. Ele está presente no circuito em pequeno volume e tem a propriedade de ferver e evaporar rapidamente a uma temperatura baixa, cerca de 35 °C.

Os circuitos possuem boa isolação entre si e em relação ao ambiente externo.

O processo que ocorre nas baterias a vácuo é o seguinte:

1. O anticongelante ou a água aquece o canal horizontal.
2. O calor do canal horizontal é enviado para as seções verticais.
3. O transformador de calor entra em ebulição, resultando no preenchimento de todo o circuito secundário com vapor.
4. As paredes do circuito secundário aquecem e liberam calor para o ambiente.

Para garantir a transferência eficiente de calor do líquido de brometo de lítio para as paredes do radiador, o estado da substância de trabalho deve ser aproximado ao máximo do estágio de névoa. Assim, o calor será transportado por gotículas de líquido quente.

Para alcançar isso, é necessário observar a condição principal — a entrada nos tubos deve ter temperatura mínima de 40 °C e máxima de 60 °C.

Os dispositivos a vácuo proporcionam uma temperatura ambiente 2 a 3 graus inferior à das baterias tradicionais. Porém, os custos de aquecimento da casa são reduzidos em média 17%

No caso de um sistema autônomo, é difícil atingir esses indicadores. Nas seções do sistema de aquecimento distantes da fonte, o fluido térmico esfriará muito rapidamente. A solução está no uso de caldeiras de pirólise com regime de temperatura ideal de 45 a 60 °C ou de 50 a 70 °C.

De outra forma, o problema é resolvido instalando um nó de mistura antes do grupo de radiadores a vácuo. Neste caso, o nível de baixa temperatura fornecerá a conexão da água aquecida com a água resfriada do retorno. O ciclo de trabalho no radiador a vácuo se repete após a descida do condensado pelas paredes internas.

Qualidades positivas e negativas dos dispositivos

A favor da utilização de radiadores que não contêm gases na cavidade, geralmente são apresentados os seguintes argumentos:

• ausência garantida de fenômeno como o arejamento do sistema;
• baixa resistência hidráulica;
• ausência total ou corrosão mínima;
• transferência de calor estável, pois não há acúmulo de sujeira na superfície interna do corpo;
• número mínimo de conexões roscadas, o que torna improvável a ocorrência de vazamentos;
• ampla escolha de fluido térmico: anticongelante, água, vapor e outros.

Se compararmos esses produtos com os comuns a água, em apartamentos com aquecimento centralizado, o ar não será aquecido igualmente. No segundo caso, a água que entra no sistema aquece diretamente todo o corpo do radiador. No radiador a vácuo, a água da tubulação central aquece apenas a parte inferior.

O uso de radiadores a vácuo proporciona economia de até 80% no fluido térmico. Além disso, ao desligar a bateria, as partículas aquecidas de gás retardam o movimento, fazendo com que ela esfrie por um longo período.

As demais seções da bateria recebem calor do líquido evaporado. Devido ao fato de o transformador de calor ter temperatura e condutividade térmica inferiores às da água, as paredes das seções verticais do radiador aquecerão menos.

Para garantir o mesmo regime de temperatura que com baterias de água, o radiador a vácuo deve ter uma área maior.

Os fabricantes afirmam que as seções do produto aquecem instantaneamente. Com um pequeno volume de água de 0,5 litro, um fragmento tem uma transferência de calor de 300 W. Aqui, deve-se notar que cada seção de um radiador de ferro fundido, que se tornou clássico, contém 4 litros de líquido.

A economia é especialmente perceptível ao usar anticongelante. Os custos de aquisição serão significativamente reduzidos. A pequena quantidade de fluido térmico e a ausência de necessidade de equipamentos caros são as principais vantagens do uso de radiadores a vácuo.

Uma vantagem desses aparelhos é o fato de que o ambiente aquece de forma mais uniforme na vertical. De acordo com medições, a cada metro de altura, a diferença é de cerca de 0,5 °C. Em uma sala com pé direito de 2,5 m, entre o aparelho e o chão, será de aproximadamente 1,25 °C.

A eficiência dos radiadores a vácuo se manifesta quando se utilizam recursos alternativos de obtenção de energia, como bomba de calor, painéis solares.

Enquanto os radiadores de ferro fundido só conseguem aquecer o ambiente quando o fluido térmico atinge uma temperatura mínima de 65 °C, para os dispositivos a vácuo, 35 °C são suficientes.

É importante saber que, se por algum motivo ocorrer uma despressurização da seção, o radiador a vácuo não funcionará. O motivo é que os níveis de pressão interna e externa se igualarão.

Esse tipo de falha representa uma ameaça ao bem-estar e à saúde dos moradores, pois o líquido contido no interior é tóxico.

Quando compensa usar um radiador de vácuo?

Com base nas características do radiador a vácuo, pode-se concluir que sua utilização em um sistema de aquecimento centralizado não trará grandes benefícios.

O uso do dispositivo é justificado ao optar por um sistema de aquecimento autônomo. Se nele circular um líquido anticongelante em vez de água, os custos com o fluido térmico serão significativamente reduzidos.

O sistema de aquecimento com radiadores a vácuo é muito eficiente em conjunto com um coletor solar. Para uma casa de campo, esta é a melhor tecnologia moderna.

A instalação de baterias a vácuo é uma solução racional se foi adquirida uma caldeira de baixa potência. Essa fonte não conseguirá aquecer o fluido térmico até a alta temperatura necessária para o funcionamento dos dispositivos tradicionais. No caso do aparelho a vácuo, isso não é necessário. A reação em seu interior será iniciada já a 35 °C.

As casas de campo que os proprietários não usam para morar constantemente demoram para aquecer no frio. Um radiador a vácuo acelera o processo. O aquecimento com sua participação ocorre rapidamente e o calor é distribuído uniformemente.

Regras para escolha do produto

Com o aumento da popularidade deste equipamento de alta tecnologia, o mercado apresenta cada vez mais produtos falsificados de baixa qualidade.

Ao comprar, verifique se o dispositivo vem acompanhado dos certificados e outros documentos técnicos. Lembre-se de que a principal regra para o funcionamento eficiente do aparelho é a estanqueidade total.

Também é importante para o radiador o parâmetro da quantidade de fluido térmico nas seções verticais — a mistura de brometo de lítio. Um grande volume pode causar transbordamento do líquido.

Para avaliar a adequação do volume, deve-se orientar pelo som que surge ao balançar o aparelho. Ele deve se assemelhar a um sussurro suave. Se o som de líquido fluindo for claramente perceptível, o radiador provavelmente será uma falsificação artesanal.

A maioria dos modelos dos fabricantes europeus possui garantia de até 5 anos. Os preços são diretamente proporcionais ao número de seções e são mais altos que os dos análogos a água.

Em produtos fabricados com tecnologia de fábrica, as soldas não apresentam defeitos, ao contrário de unidades de origem desconhecida.

Fabricantes de boa reputação revestem os corpos dos produtos com tinta em pó de qualidade. Portanto, a integridade da camada de tinta é difícil de violar, mesmo em contato com solvente. Não se pode ignorar também a questão da vedação da válvula de enchimento.

Detalhes da instalação faça você mesmo

Instalar um radiador a vácuo não é difícil, mas para evitar retrabalhos, você precisa aprender algumas regras. É necessário seguir as recomendações sobre o posicionamento da unidade em relação à parede, ao chão e ao parapeito da janela.

A distância entre o radiador e a parede deve ser de no mínimo 50 mm, entre o aparelho e o chão de 20 a 50 mm, e a distância ideal até a parte traseira do parapeito da janela é de 50 a 100 mm.

A foto mostra opções de conexão dos radiadores. Deve-se saber que a inclusão de outros aparelhos de aquecimento no sistema junto com os a vácuo reduz sua eficiência.

A instalação em si difere pouco da conexão ao sistema de radiadores de outros tipos. A diferença é apenas que a entrada e a saída estão na parte inferior.

A instalação da unidade a vácuo envolve uma sequência de ações em ordem:

1. Esvazie o fluido de aquecimento e remova o antigo radiador.
2. Marque os locais de instalação.
3. Fixe os suportes. Teste-os quanto à estabilidade e resistência.
4. Instale as válvulas esfera. Através delas, conecte o aparelho à rede. Sele as juntas obrigatoriamente com estopa ou selante.
5. Verifique a vedação do sistema.

Para melhorar a troca de calor, você pode colocar uma folha de alumínio na parede atrás do radiador. Se houver isolamento térmico pré-existente, será necessário aumentar o comprimento dos suportes em um valor igual à espessura da camada de isolamento. Se a casa for isolada, a eficiência do sistema de aquecimento aumentará.

Melhores fabricantes de radiadores de vácuo

Os radiadores a vácuo ainda não se diferenciam por uma ampla variedade no mercado de aparelhos de aquecimento. Entre os consumidores, os produtos da empresa EnergyEco gozam de especial prestígio. Este fabricante russo utiliza aço de 1,5 mm para fabricar os radiadores. Os usuários destacam a alta qualidade de fabricação e a boa dissipação de calor — cerca de 170 kW por elemento.

A pressão de trabalho para o radiador é de 0,6 a 1,3 MPa. Mesmo a 2 MPa, o aparelho pode funcionar, mas 5 MPa é demais para ele — ele começa a se deteriorar. O custo do radiador da EnergyEco é considerável, mas a demanda por ele não cai.

O fabricante Forvakuum produz aparelhos a vácuo do tipo de parede e de rodapé. A dissipação de calor de um registro de 1 m de comprimento a uma temperatura do fluido de aquecimento de 50 °C é de 239 W.

O registro termossifão se caracteriza por baixo consumo de metal, pois seu corpo de parede fina não foi projetado para alta pressão interna. A 50 °C e usando etanol, a pressão é de apenas 0,027 MPa.

Também é possível encontrar no mercado radiadores de fabricação chinesa. Eles terão um preço menor, mas às vezes qualidade duvidosa. Ao comprá-los, você deve examiná-los cuidadosamente e verificar a documentação.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Conhecendo a estrutura do dispositivo a vácuo e seu princípio de funcionamento:

Alguns artesãos criam baterias a vácuo com as próprias mãos:

Existem opiniões contraditórias sobre a conveniência do uso de radiadores a vácuo. Mas em alguns casos, este método de aquecimento pode ser bastante eficaz. O principal é garantir que, ao comprá-los, eles tenham qualidade excelente e total segurança.

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