Vakuum-Heizkörper: Überblick über die Typen, Auswahlregeln + Montagetechnik

Neue Entwicklungen, die auf Einsparungen bei den Heizkosten abzielen, erregen zunehmend Aufmerksamkeit. Zu den Neuheiten gehören auch Vakuumheizkörper. Sie sehen äußerlich wie gewöhnliche Heizkörper aus, funktionieren jedoch völlig anders.

Sie eignen sich sowohl für zentrale Heizsysteme als auch für autonome. In diesem Artikel erklären wir ausführlich die Funktionsprinzipien von Vakuumheizkörpern, ihre Varianten und gehen auf die Nuancen ein, die bei der Auswahl von Heizkörpern für das Haus zu beachten sind.

Was ist ein Vakuumheizkörper?

Vakuumheizkörper werden so genannt, weil aus dem Innenraum dieser stählernen Sektionskonstruktion die Luft vollständig abgesaugt wurde. Dies dient dazu, den Druck zu senken.

In die hermetisch verschlossenen Sektionen wird eine flüssige Substanz eingefüllt, die dazu neigt, bei niedrigen Temperaturen leicht zu verdampfen. In der Regel handelt es sich dabei um Ethanol oder eine Lithiumbromid-Flüssigkeit.

Im Grunde basiert die Funktionsweise eines Vakuumheizkörpers auf dem Prinzip eines hermetischen Zweiphasen-Thermosiphons. Dabei verfügt er über gute Wärmeübertragungseigenschaften.

Ein System mit solchen Geräten ist trägheitsarm. Es erreicht schnell den Betriebszustand und reagiert nahezu augenblicklich auf Änderungen des Wärmeverlusts.

Die Tabelle zeigt die Heizeffizienz verschiedener Heizkörper. Die Wärmeabgabe an den Raum beginnt an der Oberfläche des Vakuumheizgeräts wesentlich schneller.

Ein Vakuumheizkörper hat ein optimales Verhältnis zwischen Wärmestrahlung und Konvektion bei der gesamten Wärmeabgabe. Der erste Wert beträgt 80 %, der zweite 20 %.

Arten von Vakuumheizkörpern

Die Produktpalette der Vakuumgeräte umfasst Modelle für die Elektroheizung, Vakuumregister und Plattenheizkörper. Es sind auch exklusive Designerstücke erhältlich.

Besondere Aufmerksamkeit verdienen die Modelle des elektrischen Vakuumheizkörpers, obwohl sie teurer sind. Sie sind eine gute Lösung für Besitzer von selten besuchten Immobilien im Grünen.

Design-Vakuumheizkörper in Form eines Holzständers. Man kann darauf nicht nur Holzscheite stapeln, sondern auch trocknen.

Anstelle eines horizontal angeordneten Kanals mit Wärmeträger verfügt dieses Gerät über ein rohrförmiges Heizelement vom Patronentyp mit einer Leistung von mehr als 50 W pro Sektion.

Dieser Heizer überträgt Wärme an das Füllmedium – Öl oder Wasser – und erwärmt dabei die Lithium-Bromid-Flüssigkeit. Bei der Montage solcher Modelle ist eine Erdung erforderlich.

Aufbau und Funktionsprinzip

Der Unterschied von Vakuumheizkörpern zu bimetallischen und Aluminium-Pendants ist bereits bei der äußeren Betrachtung zu erkennen. Bei ersteren ist der Abstand zwischen den Segmenten größer. Dieses Heizgerät besteht aus einem Gehäuse, einem horizontalen Kanal und vertikalen Segmenten.

Vereinfachtes Schema eines Vakuumheizkörpers. Seine Hauptelemente sind der Sammler (1) und die vertikalen Sektionen (2), in denen sich das sekundäre Wärmeträgermedium befindet.

Das erste dieser Elemente umfasst zwei Sektionen aus 1,5 mm dickem Stahl. Der horizontale Kanal ist der primäre Kreislauf, der sich im unteren Teil befindet und mit der Wärmequelle verbunden ist. Durch ihn fließt das Wärmeträgermedium, das die Wärme an die Flüssigkeit in den Sektionen überträgt, die senkrecht zu diesem Kanal angeordnet sind.

Die vertikalen Sektionen sind mit einem sekundären Wärmeträgermedium – einem Wärmetransformator – gefüllt. Sie sind vollständig vom primären Kreislauf isoliert. Ihre Anzahl wirkt sich direkt proportional auf den Heizgrad des Raumes aus. Die Erhitzungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit beeinflusst den Druck in den Hohlräumen. Je höher sie ist, desto niedriger ist der Druck.

Das sekundäre Wärmeträgermedium ist eine Flüssigkeit, deren Basis Brom und Lithium sind. Im Kreislauf befindet sie sich in geringer Menge und hat die Eigenschaft, bei einer niedrigen Temperatur von etwa 35 °C zu sieden und schnell zu verdampfen.

Die Kreisläufe sind gut gegeneinander und gegenüber der Umgebung isoliert.

Der Prozess in Vakuumheizkörpern verläuft wie folgt:

1. Frostschutzmittel oder Wasser erhitzt den horizontalen Kanal.
2. Die Wärme aus dem horizontalen Kanal wird an die vertikalen Sektionen weitergeleitet.
3. Der Wärmetransformator siedet, wodurch der gesamte sekundäre Kreislauf mit Dampf gefüllt wird.
4. Die Wände des sekundären Kreislaufs erhitzen sich und geben Wärme an den Raum ab.

Um eine effiziente Übertragung der Wärmestrahlung von der Lithium-Bromid-Flüssigkeit auf die Heizkörperwände zu gewährleisten, muss der Zustand des Arbeitsmediums möglichst nahe an die Nebelphase herangeführt werden. Dann wird die Wärme durch Tröpfchen der warmen Flüssigkeit transportiert.

Um dies zu erreichen, muss die Grundbedingung erfüllt sein – das Wasser in den Rohren muss eine Temperatur von mindestens 40 und höchstens 60 °C haben.

Vakuumgeräte sorgen für eine um 2-3 Grad niedrigere Raumtemperatur als herkömmliche Heizkörper. Dafür sinken die Heizkosten für das Haus im Durchschnitt um 17 %.

Bei einem autonomen System ist es schwierig, solche Werte zu erreichen. In von der Wärmequelle entfernten Bereichen der Heizungsanlage kühlt das Heizmedium sehr schnell ab. Ein Ausweg ist der Einsatz von Pyrolysekesseln mit einem optimalen Temperaturbereich von 45 bis 60 °C oder von 50 bis 70 °C.

Anders wird das Problem gelöst, indem vor einer Gruppe von Vakuumheizkörpern eine Mischeinheit installiert wird. In diesem Fall gewährleistet das Niedertemperaturniveau die Verbindung von erwärmtem Wasser mit gekühltem Wasser aus dem Rücklauf. Der Arbeitszyklus im Vakuumheizkörper wiederholt sich, nachdem das Kondensat an den Innenwänden nach unten geflossen ist.

Positive und negative Eigenschaften der Geräte

Für den Einsatz von Heizkörpern, die kein Gas im Hohlraum enthalten, werden in der Regel folgende Argumente angeführt:

• garantierte Vermeidung von Lufteinschlüssen im System;
• niedriger hydraulischer Widerstand;
• vollständiges Fehlen oder minimale Korrosion;
• stabile Wärmeabgabe, da sich auf der Innenfläche des Gehäuses kein Schmutz absetzt;
• minimale Anzahl von Gewindeverbindungen, wodurch das Auftreten von Lecks unwahrscheinlich wird;
• breite Auswahl an Wärmeträgermedien: Frostschutzmittel, Wasser, Dampf usw.

Wenn man diese Geräte mit den üblichen Wasserheizkörpern vergleicht, wird in Wohnungen mit Zentralheizung die Luft nicht gleichmäßig erwärmt. Im zweiten Fall erwärmt das in das System eintretende Wasser den gesamten Heizkörper direkt. Bei Vakuumheizkörpern erwärmt das Wasser aus der Hauptleitung nur den unteren Teil.

Der Einsatz von Vakuumheizkörpern spart bis zu 80 % Wärmeträgermedium. Außerdem verlangsamen beim Abschalten des Heizkörpers die erhitzten Gasteilchen ihre Bewegung, sodass er über einen längeren Zeitraum abkühlt.

Die übrigen Abschnitte des Heizkörpers erhalten Wärme von der verdampften Flüssigkeit. Da der Wärmetransformator sowohl eine niedrigere Temperatur als auch eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit als Wasser aufweist, werden die Wände der vertikalen Abschnitte des Heizkörpers weniger erwärmt.

Um den gleichen Temperaturbereich wie bei Wasserheizkörpern zu gewährleisten, muss ein Vakuumheizkörper eine größere Fläche haben.

Die Hersteller behaupten, dass die Abschnitte des Geräts sofort aufgeheizt werden. Bei einem geringen Wasservolumen von 0,5 l hat ein Fragment eine Wärmeabgabe von 300 W. Hier ist anzumerken, dass jeder Abschnitt eines klassischen Gussheizkörpers 4 l Flüssigkeit enthält.

Die Ersparnis ist besonders bei der Verwendung von Frostschutzmittel spürbar. Die Kosten für dessen Anschaffung werden erheblich gesenkt. Die geringe Menge an Wärmeträgermedium und das Fehlen der Notwendigkeit teurer Ausrüstung sind die Hauptvorteile der Verwendung von Vakuumheizkörpern.

Ein Vorteil dieser Geräte ist auch die Tatsache, dass der Raum vertikal gleichmäßiger erwärmt wird. Laut Messungen beträgt der Unterschied pro Meter Höhe etwa 0,5 °C. In einem Raum mit einer Deckenhöhe von 2,5 m würde dies zwischen dem Gerät und dem Boden etwa 1,25 °C betragen.

Die Effizienz von Vakuumheizkörpern zeigt sich bei der Nutzung alternativer Energiequellen wie einer Wärmepumpe oder Sonnenkollektoren.

Während gusseiserne Heizkörper den Raum erst dann heizen können, wenn das Heizmedium eine Temperatur von mindestens 65 °C erreicht hat, reichen bei Vakuumgeräten 35 °C aus.

Sie sollten wissen, dass der Vakuumheizkörper nicht funktioniert, wenn es aus irgendwelchen Gründen zu einer Druckentlastung der Sektion kommt. Der Grund: Die Druckwerte innerhalb und außerhalb des Gehäuses gleichen sich an.

Ein solcher Defekt gefährdet das Wohlbefinden und die Gesundheit der im Haus lebenden Personen, da die im Inneren befindliche Flüssigkeit giftig ist.

Wann ist ein Vakuumheizkörper vorteilhaft?

Aufgrund der Eigenschaften des Vakuumheizkörpers kann man schlussfolgern, dass sein Einsatz in einer Zentralheizung keinen besonderen Nutzen bringt.

Der Einsatz des Geräts ist bei einer autarken Heizungsanlage gerechtfertigt. Wenn dort nicht Wasser, sondern eine Frostschutzflüssigkeit zirkuliert, verringern sich die Kosten für das Heizmedium erheblich.

Eine Heizungsanlage mit Vakuumheizkörpern ist im Tandem mit Solarkollektoren sehr effizient. Für ein Landhaus ist dies die beste moderne Technologie.

Die Installation von Vakuumheizkörpern ist eine rationale Lösung, wenn ein Kessel mit geringer Leistung erworben wurde. Eine solche Quelle kann das Heizmedium nicht auf die hohe Temperatur erhitzen, die für den Betrieb herkömmlicher Geräte erforderlich ist. Bei einem Vakuumgerät ist dies nicht erforderlich. Die Reaktion im Inneren startet bereits bei 35 °C.

Landhäuser, die von den Eigentümern nicht ständig bewohnt werden, heizen sich bei Kälte nur langsam auf. Ein Vakuumheizkörper beschleunigt diesen Prozess. Der Aufheizvorgang erfolgt mit ihm schnell und die Wärme verteilt sich gleichmäßig.

Regeln für die Auswahl des Produkts

Mit der wachsenden Beliebtheit dieser Hightech-Geräte gibt es auf dem Markt immer mehr minderwertige Fälschungen.

Beim Kauf sollten Sie überprüfen, ob dem Gerät die entsprechenden Zertifikate und andere technische Unterlagen beiliegen. Sie sollten sich merken, dass die Hauptregel für den effizienten Betrieb des Geräts die vollständige Dichtheit ist.

Für den Heizkörper ist auch ein Parameter wie die Menge des Heizmediums in den vertikalen Sektionen – der Lithium-Bromid-Mischung – wichtig. Ein großes Volumen kann zum Überlaufen der Flüssigkeit führen.

Um die Volumenkonformität zu beurteilen, sollten Sie sich an dem Geräusch orientieren, das beim Schütteln des Geräts entsteht. Es sollte einem leisen Rauschen ähneln. Wenn jedoch deutlich das Geräusch von fließender Flüssigkeit zu hören ist, handelt es sich höchstwahrscheinlich um eine billige Fälschung.

Bei den meisten Modellen europäischer Hersteller beträgt die Garantie bis zu 5 Jahre. Die Preise sind proportional zur Anzahl der Heizglieder und höher als bei wassergeführten Heizkörpern.

Bei nach Werksnorm gefertigten Produkten weisen die Schweißnähte keinerlei Mängel auf, im Gegensatz zu Geräten unbekannter Herkunft.

Hersteller mit gutem Ruf beschichten die Gehäuse mit hochwertigem Pulverlack. Daher ist die Unversehrtheit der Lackierung selbst bei Kontakt mit Lösungsmitteln schwer zu beeinträchtigen. Sie sollten auch die Dichtigkeit des Füllventils nicht außer Acht lassen.

Feinheiten der Selbstmontage

Einen Vakuumheizkörper zu montieren ist nicht schwer, aber um Nachbesserungen zu vermeiden, sollten Sie einige Regeln beachten. Sie müssen die Empfehlungen zur Platzierung des Geräts in Bezug auf Wand, Boden und Fensterbank befolgen.

Dabei sollte der Abstand zwischen Heizkörper und Wand mindestens 50 mm, zwischen Gerät und Boden 20 bis 50 mm und der optimale Abstand zur Rückseite der Fensterbank 50-100 mm betragen.

Das Foto zeigt verschiedene Anschlussmöglichkeiten für Heizkörper. Sie sollten wissen, dass die Einbeziehung anderer Heizgeräte neben Vakuumheizkörpern die Effizienz des Systems verringert.

Die Montage selbst unterscheidet sich kaum vom Einbau von Heizkörpern anderer Bauart in das System. Der Unterschied besteht lediglich darin, dass sich der Vor- und Rücklauf unten befinden.

Die Installation eines Vakuumgeräts umfasst eine Abfolge nacheinander auszuführender Schritte:

1. Lassen Sie das Kühlmittel ab und bauen Sie das alte Heizgerät aus.
2. Markieren Sie die Installationspositionen.
3. Befestigen Sie die Konsolen. Prüfen Sie sie auf Stabilität und Festigkeit.
4. Montieren Sie die Kugelhähne. Über diese schließen Sie das Gerät an die Vorlaufleitung an. Dichten Sie die Verbindungen unbedingt mit Werg oder Dichtmittel ab.
5. Überprüfen Sie das System auf Dichtigkeit.

Um den Wärmeaustausch zu verbessern, können Sie hinter dem Heizkörper eine Folie an der Wand anbringen. Bei einer vorhandenen Wärmedämmung müssen Sie die Länge der Konsolen um die Dicke der Dämmschicht vergrößern. Wenn Sie das Haus dämmen, erhöht sich die Effizienz des Heizsystems.

Die besten Hersteller von Vakuumheizkörpern

Vakuumheizkörper zeichnen sich auf dem Markt für Heizgeräte noch nicht durch eine große Auswahl aus. Bei den Verbrauchern genießen die Produkte des Unternehmens EnergyEco besonderes Ansehen. Dieser russische Hersteller verwendet für die Herstellung der Heizkörper 1,5 mm Stahl. Die Nutzer loben die hohe Verarbeitungsqualität und die gute Wärmeleistung von etwa 170 kW pro Element.

Der Arbeitsdruck für den Heizkörper liegt zwischen 0,6 und 1,3 MPa. Selbst bei 2 MPa kann das Gerät noch arbeiten, aber 5 MPa sind zu viel – es beginnt sich zu zersetzen. Der Preis des Heizkörpers von EnergyEco ist nicht gering, aber die Nachfrage bleibt bestehen.

Der Hersteller Forvakuum stellt Vakuumgeräte für die Wand- und Sockelmontage her. Die Wärmeabgabe eines Registers mit einer Länge von 1 m bei einer Vorlauftemperatur von 50 °C beträgt 239 W.

Das Thermosiphon-Heizregister zeichnet sich durch einen geringen Materialeinsatz aus, da sein dünnwandiges Gehäuse nicht für hohen Innendruck ausgelegt ist. Bei 50 °C und Verwendung von Ethanol beträgt dieser nur 0,027 MPa.

Auf dem Markt sind auch Heizkörper chinesischer Herstellung zu finden. Diese haben einen geringeren Preis, aber manchmal auch eine zweifelhafte Qualität. Beim Kauf sollten Sie sie sorgfältig prüfen und die Dokumentation überprüfen.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Einführung in die Konstruktion des Vakuumgeräts und seine Funktionsweise:

Einige Heimwerker fertigen Vakuumheizkörper mit eigenen Händen:

Bezüglich der Zweckmäßigkeit des Einsatzes von Vakuumheizkörpern gibt es widersprüchliche Meinungen. Aber in manchen Fällen kann diese Heizmethode sehr effektiv sein. Wichtig ist, beim Kauf von ihrer hervorragenden Qualität und völligen Sicherheit zu überzeugen.

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