Паровое отопление в частном доме

Принцип работы и расчет парового теплообеспечения

Схема работы данной системы довольно проста. Котел нагревается при помощи пара и служит основным источником тепла. Пар, который поступает в специальные радиаторы и магистрали, производит паровая трубина или редукционная охладительная установка.

Паровое отопление в частном доме может выполняться при помощи одноконтурного и двухконтурного котла. Одноконтурная система теплообеспечения способна отапливать исключительно помещение, а двухконтурная служит еще и для образования теплой воды.

Схематическое изображение отопительной системы частного дома.

Отопительный котел играет огромную роль в качественном нагревании помещения. Топливо, с помощью которого совершается работа отопительного котла, бывает разных типов: твердое, жидкое, комбинированное, а также производящееся с помощью природного газа.

Для качественной работы системы следует правильно выбрать трубы для парового теплообеспечения. Специальное паровое отопление в деревянном доме может производиться с помощью стальных, нержавеющих, оцинкованных, пластиковых или медных труб. Выбор материала для труб парового отопления зависит только от вас.

Стальные трубы довольно часто используются для создания системы теплообеспечения. Но они имеют один существенный минус: такие трубы отличаются невысокими антикоррозийными свойствами. Что касается нержавеющих и оцинкованных труб, то они являются достаточно качественными и долговечными, но имеют высокую цену.

Медные трубы можно считать самыми надежными. Они устойчивы к повышенным температурам и высокой подаче давления. Монтаж такого трубопровода совершается довольно быстро и легко. Трубы из меди являются дорогостоящими, поэтому применяются чаще всего для создания системы теплообеспечения в особняках, коттеджах, которые возводят по особым, эксклюзивным проектам.

Расчет и схема системы отопления должна базироваться на таких показателях:

• длина основного трубопровода;
• количество дополнительных переходников.

Отопительный котел служит главным источником тепла. Расчет системы теплообеспечения определяется с помощью показателей мощности главного генератора тепла в помещении, роль которого выполняет отопительный котел, и подбора мощности радиаторов, которые будут подходить для каждой комнаты частного дома. Расчет отопления производится с помощью качественной работы трубопровода, насосов, средств автоматики и специальных регулировочных устройств.

Компоненты системы вихревого теплогенератора.

Принцип работы парового отопления: «за и против»

Когда источник тепла нагревает воду, она начинает образовываться в пар. Последний перенаправляется по трубам к отопительным приборам. В них он конденсирует, оседает на внутренних поверхностях и передает тепло конверторам или радиаторам.

Образовавшийся конденсат перетекает по трубам в емкость для сбора жидкости. С нее он одним из рассмотренных ранее методов (самотечным или напорным) вновь поступает к нагревательному элементу и цикл повторяется заново.

Очень важно учесть две особенности, без которых паровое отопление в частном доме будет неэффективным. Они направлены на предотвращение поступления конденсата внутрь паропровода:

• На стыке двух устройств предусматривают установку конденсатоотводчиков или подпорных шайб
• Уклон основной магистрали рекомендуется делать по направлению движения пара

«За и Против» парового отопления

Наравне с прочими разновидностями отопительных систем паровая имеет свои положительные и отрицательные стороны. Если сравнивать ее с классическим водяным отоплением, можно отметить следующие преимущества:

• Не зависимо от отапливаемой площади, пар будет доставлен в любую самую дальнюю точку системы и при этом не утратит своей нагревательной способности
• Посещения значительно быстрее прогреваются
• Высокий коэффициент отдачи тепла в окружающую среду
• Нет необходимости прокладывать по дому трубы большого диаметра и крепить к стене крупногабаритные радиаторы
• Экономически выгодней в процессе эксплуатации

Преимуществ множество, но прежде чем сделать выбор в пользу парового отопления, необходимо знать его недостатки:

• Срок службы на 25-30% меньше, чем у водяных отопительных систем
• Очень трудно регулировать теплоотдачу
• В процессе работы много шума

Высокий коэффициент отдачи тепла достигается благодаря быстрому нагреву отопительных приборов до больших температур. Иногда поверхность разогревается до 90-95 градусов, становясь опасной. Отопительные радиаторы, чтоб не получить ожег, рекомендуется закрыть защитными экранами и устанавливать в наиболее недоступных местах для детей.

Возможно вас так же заинтересует инструкция по монтажу водяного отопления

Принцип действия системы парового отопления в частном доме

Процесс достаточно простой, его стоит описать подробно, дело обстоит так:

1. Оборудование нагревает воду до 130-200 градусов.
2. Полученный при этом пар имеет высокое давление и постепенно перемещается по разводке в помещениях, отдавая накопленное тепло.
3. Конденсированная жидкость возвращается для повторного цикла, чтобы стабилизировать процесс потребуется установка насоса, возможна укладка магистрали с наклоном, но говорить о хорошей производительности можно только при правильных просчетах.

Все элементы должны быть проверены и продуманы, к ним будут применяться совсем другие требования, чтобы не допустить возникновение эксцессов

На устойчивость к высокому давлению и нагреву обращают внимание в первую очередь

Этапы установки системы:

План. В составлении плана присутствует необходимое согласование места установки батарей, котла, впускного клапана. Разрабатывается соответствующий чертеж отопления, заранее согласованный с органами госконтроля, санкционирующими установку отопительной системы;
После составления плана следующим пунктом является подготовка помещения к безопасной установке котельной

На данном этапе проводится заливка фундамента под котел и важные меры по защите помещения, такие как обшивка стен огнестойкими материалами (асбест, например) Данная мера является обязательной, так как возможные непредвиденные ситуации при установке (поломка, пропуск пара) могут привести к повреждениям вашего помещения;
Важно отметить, что котел монтируется внизу радиатора и труб, так как это создаст условия для прохода пара вверх по системе обогрева. И также позволит конденсату сливаться обратно в котел (если вы выбрали замкнутый тип системы парового отопления);
Монтаж радиаторов – либо методом сварки, либо резьбой; Важно! Соблюдайте герметичность при монтаже, избегая пропуска пара под высоким давлением трубы
Существует риск получения ожогов, а потому стоит обратить пристальное внимание на эти параметры.
Монтаж котла и последующее его тестирование

В данном случае необходима помощь соответствующих специалистов, которые проведут полноценный запуск отопительной системы в вашем доме с учетом всех показателей и норм
Данный этап очень важен, так как при его игнорировании возможен риск взрыва системы, пропуска пара из труб, что может привести к травмам, ожогам и повреждениям вашего дома и близких.

Батареи парового отопления для обогрева помещений

По аналогии с водяным отоплением, где теплоносителем является вода, в паровом, применяется водяной пар. В 19 веке и первой половине 20 века этот тип был доминирующим при обогреве жилья. В настоящее время паровое отопление запрещено для использования в общественных и жилых помещениях.

Однако устоявшееся название «паровое отопление» до сих пор ошибочно применяется для обозначения нынешних систем центрального отопления. В частных домах, где владелец волен поступать по-своему, ограничений на установку парового отопления не существует.

Принципы работы системы парового отопления

Для отопления частных домов используется перегретый водяной пар, который генерируется в паровом котле низкого давления. Пар при своем движении по трубам системы остывает, конденсируясь на внутренней поверхности подающих трубопроводов и батарей парового отопления. В процессе конденсации выделяется 2300 кДж энергии от каждого килограмма пара, что указывает на высокую эффективность отопления паром. Образующийся конденсат (обычная вода) возвращается в котел самотеком либо подается в котел насосом. Цикл повторяется многократно, обеспечивая постоянный обогрев помещения.

В состав основных элементов системы отопления паром входят:

• водонагревательные котлы;
• магистральные трубопроводы;
• обогревательные приборы типа батарей, радиаторов, регистров. Используются чугунные и стальные радиаторы, трубы с пластинчатым оребрением;
• запорная арматура и регулирующие вентили;
• система автоматики.

Схема парового отопления жилого дома

По способу возврата конденсата в котел системы парового отопления подразделяются на два вида:

1. разомкнутый, при котором конденсат собирается в специальный резервуар и перекачивается в котел;
2. замкнутый, когда конденсат самотеком по трубе большого диаметра возвращается в котел.

По аналогии с водяным, различают паровое отопление однотрубного и двухтрубного исполнения.

По величине начального давления водяного пара различают:

• вакуум-паровые системы с давлением менее 1 атм.,
• низкого давления от 1 атм до 1,7 атм и
• высокого давления (до 6 атм).

Преимущества и недостатки

Положительной стороной эксплуатации парового отопления можно считать следующие факторы:

• даже в самое холодное время года разморозка системы не произойдет, что весьма предпочтительно при выборе типа отопления для загородного дома в пользу парового ;
• использование труб меньшего диаметра, чем для водяного. Соответственно, ниже цена радиаторов и трубопроводов;
• отсутствие потерь тепла;
• нет вредных выбросов;
• быстрый разогрев отопительной системы.

Негативной стороной являются:

• слишком высокая температура радиаторов отопления, что может привести к ожогам. Собственно, по этой причине еще в середине 20-го века начали отказываться от эксплуатации паровых систем;
• кроме угрозы ожога при случайном контакте с нагретой свыше 100 градусов поверхностью батареи, серьезную опасность представляют прорывы трубопроводов, которые приведут к более серьезным травмам и порче имущества;
• малый срок службы из-за высокой температуры и сильной коррозии;
• сильный шум при движении пара по трубам;
• отсутствие регулировки температуры;
• сложности монтажа дополнительных магистралей к уже работающей системе.

Область применения

Как уже говорилось, паровое отопление жилых помещений не запрещено для использования в частных застройках. Его также широко используют на предприятиях, где пар вырабатывается для внутренних производственных нужд. Паром обогревают производственные помещения, раздевалки и бытовки, вестибюли и лестничные клетки заводов, теплопункты. Пар собственного производства помогает существенно снизить заводские расходы на оплату тепла в случае его получения от городских теплосетей

Это важно! Необходимо обеспечивать хорошую теплоизоляцию труб и радиаторов, поскольку пар проходит с температурой 1150 С. Исходя из этой цифры, следует подбирать полимерные трубы для применения их в системе парового отопления

Паровое отопление не разрешено устанавливать в жилых домах, административных зданиях, детских и учебных заведениях, больницах.

Если делать все собственными силами

Печное паровое теплоснабжение можно сделать самостоятельно

Определенные знания и, очень важное, инструмент нужны, но приобрести их, не большая проблема:

1. Печь должна находиться в том месте, где она не будет помехой проживающим. И дело не в том, что она попросит для себя свободного места. Подкидка дров или засыпка угля – порой дым вырывается наружу и вот тогда риск впитать в себя «дымный запах» весьма велик.
2. Если нужно будет выбирать между трубой из стали и пластиковой, то остановиться лучше на первом варианте. Железный провод труб для воздушного отопления самый подходящий, так как экономность в этом случае не идет в сопоставление, если бы применялся газ или жидкое горючее. Благодаря этому можно сделать больше трубопроводный диаметр, таким образом становится больше объем носителя тепла. Но только растёт и площадь металла, от которого будет исходить тепло. Так что имеет смысл подумать над этим.
3. Печь делается из металла или из шамотного кирпича. Два варианта удачно себя проявили. Но отличия присутствуют и для некоторых они бывают принципиальными. К примеру, печь из металла гораздо быстрее стынет после того, как догорела последняя партия дров или угля. Кирпич подольше сохраняет тепло: если даже печь тухнет вечерами, то по утру будет ощущаться температура около 30-40 градусов на поверхности кирпича. Для парового теплоснабжения это особенной роли не сыграет, однако если печь отапливает собой отдельную комнату, то лучше смотреть в сторону кирпича.

Контуры водяной системы отопления устанавливаемые в печь

Паровое теплоснабжение при помощи печи – вариант доступный, хотя и со характерными особенностями. Однако такой вариант прошёл апробацию временем и очень удачно себя проявил. Так что отбрасывать его сходу не стоит.

Необходимое оборудование

Для системы обогрева паром нельзя использовать пластиковые трубы, так как в местах соединений они могут не выдержать давления и начать пропускать пар. Лучше всего если провести своими руками с помощью медных, благодаря тому, что они являются самыми прочными и надежными. К тому же способны переносить высокое давление парового отопления. Соединяются между собой высокотемпературной пайкой. Можно сделать всю схему из нержавеющих или оцинкованных труб, они также прочны и закрепляются друг с другом резьбой. Стальные тоже отлично подойдут, монтируются сваркой, но если производитель не провел специальную обработку металла, то они быстро начнут ржаветь.

Прежде чем выбрать котел для отопления, следует рассчитать требуемую мощность, так, если площадь дома не более 200 м2, то достаточно 25 кВт, для 200-300 м2 – 30 кВт, 600 м2 – 60 кВт. Для кирпичной печи теплообменник можно сделать своими руками, потребуются металлические трубы, стенки которых имеют толщину не менее 2,5 мм, и сварочный аппарат. Работы по сварке труб необходимо провести правильно, чтобы не было щелей. 1 м2 обеспечит мощность, равную 9 кВт. После сборки проверяется качество сварки, залив внутрь воду: если будет течь, она сразу же станет заметной.

Список необходимых элементов для схем с паровым отоплением:

• теплообменник (печь или электрический парогенератор);
• чугунные или стальные радиаторы (для каждого окна) и кронштейны к ним;
• подводящие и отводящие трубы;
• соединители, колена;
• хомуты;
• конденсатоотводчики (чтобы пар не проникал в отводящую трубу);
• вентили для слива и клапаны для выпуска воздуха;
• манометр;
• клапан для уменьшения давления;
• расширительный бачок;
• насос.

Как правильно собрать своими силами?

Сначала составляется подробный план, учитывающий длину труб, расположение котла и всех нагревательных элементов, в том числе кранов, клапанов, поворотов, бачка и так далее. Особенно внимательно продумывается место для кирпичной печи и дров, так как перенести ее будет крайне сложно. Котел встраивается в кладку и устанавливается на месте топки. После этого необходимо провести монтаж радиаторов под окнами, сделать подсоединение отводящих и подводящих труб с теплообменником. Если для отопления выбрана схема естественной циркуляции теплоносителя, то нужно предусмотреть их уклон на 3 мм каждый 1 м. На всех радиаторах следует сделать вентиля для отвода воздуха из системы обогрева. Паровой котел обязательно должен быть снабжен манометром, для проверки уровня давления в трубах.

Также рекомендуется возле каждого радиатора установить запорные краны и в самом начале всей схемы. В конце системы парового отопления необходимо провести установку бака для стека конденсата, с которого под уклоном выводится труба для вывода воды обратно в теплообменник. Для этой цели не советуется устанавливать мембранные расширители, так как они могут выдерживать температуру не более 85°С. Если схема отопления принудительная, то в конце отводящей трубы монтируется насос.

Полезные советы

Способ отопления частного дома с помощью кирпичной печи и твердого топлива, как, например, угля и дров, имеет несколько недостатков. В дымоходе будет постоянно скапливаться сажа, поэтому со временем нужно его прочищать, иначе дым пойдет внутрь помещения. К тому же из-за отсутствия тяги трудно разжечь дрова, особенно если они сырые или уголь плохого качества. Если схема системы естественная, то монтаж кирпичной печи следует провести в низшей точки здания с хорошей вентиляцией, чтобы конденсат мог стекать.

Обязательно стоит ставить клапаны для сброса давления, это поможет избежать опасных ситуаций. Устанавливая электрический парогенератор, нужно учесть, что в случае отключения сети прекратится обогрев помещения, для этого рекомендуется иметь аварийный генератор. В деревянных домах также можно сделать паровое отопление, но с соблюдением мер пожарной безопасности и защиты бревен от перегрева. Особенно внимательно стоит отнестись к клееному брусу, так как под воздействием значительных перепадов температур клей потеряет свои основные свойства, что может привести к порче древесины. Стены и потолок в комнате для печи должны быть отделаны только негорючим материалом. Пол для парового котла на твердом топливе лучше сделать из бетонной стяжки.

Дата: 1 июня 2016

Как сделать отопление в частном доме без насоса из пластика самотеком: расчет самотечной системы

Обустройство самотёчного отопительного контура сопряжено с риском получить неэффективную систему обогрева. Неточности проектирования и монтажа могут привести к тому, что котёл закипит, а теплоноситель не будет двигаться в трубах. Чтобы гравитационная система работала должным образом, её предварительно рассчитывают, определяя мощность котлоагрегата, геометрические параметры и протяжённость трубопроводов.

Естественная циркуляция среды в закрытых или открытых сосудах осуществляется благодаря гравитации. При нагреве плотность уменьшается, из-за чего холодные слои опускаются вниз, а тёплые поднимаются вверх. Чтобы этот физический эффект смог обеспечить циркуляцию теплоносителя по трубопроводам, отопительная система должна иметь ряд конструктивных особенностей:

1. Диаметры входного и выходного патрубков котлоагрегата должны быть не меньше 40 мм.
2. На выходе из котла обязательно монтируют разгонный стояк, который заканчивается расширительным баком.
3. Греющие трубы прокладывают с небольшим уклоном в сторону входного патрубка.

Важным критерием эффективности обогрева является скорость движения теплоносителя. В современных системах циркуляцию воды обеспечивают насосы. В них скорость варьируется в широких пределах и может доходить до нескольких метров в секунду. Для гравитационных контуров этот показатель не превышает значения в 0,25 м/с.

Отталкиваясь от предельной скорости рассчитывают систему и выбирают диаметры трубопроводов:

1. Определяют количество теплоты, необходимое для обогрева здания. Как правило, на каждые 10 м2 площади приходится 1 кВт тепловой энергии.
2. Рассчитывают количество теплоносителя. Для этого тепловую энергию делят на разницу температур между подачей и обраткой и умножают на поправочный коэффициент, равный 0,86.
3. Вычисляют площадь проходного сечения и диаметры труб. Первый параметр определяют, умножая объём теплоносителя на принятую скорость движения воды и делят на 3600. Зная площадь сечения, определяют минимальный диаметр трубы, а затем сравнивают полученное значение с производимым сортаментом и выбирают ближайший больший экземпляр.

Система «теплого пола»

«Теплый пол» обретает в последнее время все большую популярность. Зачастую его создают на основе электрического отопления, но при желании можно использовать и водяное. Установка такой системы – процедура сложная и трудоемкая. Под напольное покрытие укладываются полипропиленовые трубы (можно использовать и металлопластик), по которым будет циркулировать горячий теплоноситель.

Система «водяной теплый пол»

Также необходимо установить комнатный термостат – с его помощью будет регулироваться температура.

Коллекторная группа

Схема разводки и установки регулятора

Подобная вариация системы «теплого пола» имеет массу достоинств по сравнению с электрической, главными из которых являются низкая стоимость и незначительная энергоемкость.

Достоинства и недостатки

Использовать паровое отопление можно лишь в исключительных случаях. При этом нужно учитывать некоторые плюсы и минусы оборудования. К положительным качествам можно отнести:

• Эффективность и оперативность теплоотдачи. Через несколько минут с момента запуска прибора происходит обогрев помещения.
• Система способна отдавать при образовании пара КПД более 2300 кДж, в то время как обычный водяной котёл при остывании всего 100 кДж.
• Не требует обустройства специальных радиаторов: можно обойтись с помощью нескольких трубок.

Запрещено использование оборудования в многоквартирных домах

Минусов больше, и они достаточно серьезные.

• Оборудование запрещено для использования в общественных помещениях и многоквартирных домах. Это связано с тем, что при неправильном обращении велик риск взрыва.
• Из-за быстрого нагрева происходит слишком активная циркуляция теплого воздуха в помещении, что уничтожает всю влагу и поднимает пыль.
• Элементы системы нагреваются до критических температур, поэтому считаются травмоопасными и требуют специальной отделки.
• Подходит не для всех видов отделки в помещении. Большинство современных строительных материалов легко поддаются деформации под воздействием высоких температур.
• Отсутствует возможность регулировать теплоотдачу. Чтобы сделать в помещении комфортную температуру, необходимо дополнительно обустраивать ветки отопления и включать их по мере необходимости.
• Во время нагрева пара создается сильный шум, который невыносим для домашних условий.
• Наблюдаются постоянные колебания температуры в комнате, так как в системе устроена автоматика, которая по мере нагрева отключает рабочий механизм.

5 Монтаж отопления – неужели это просто?

Монтируя паровое отопление своими руками, учитывайте размеры отапливаемой площади, количество и расположение радиаторов, запорно-регулирующей аппаратуры, фильтров и других элементов, необходимых для обеспечения нормального функционирования системы. Циркуляционный насос и паровентиляторы должны подбираться так, чтобы обеспечить эффективную циркуляцию теплоносителя

Важно принять во внимание, где будет размещать оборудование и как далеко будет расположен паровой котел

Монтаж парового отопления

Чтобы сделать паровое отопление самостоятельно, необходимо приготовить следующее оборудование и материалы:

• паровой генератор (котел);
• трубы для прокладки магистрали;
• радиаторы;
• контрольно-измерительные приборы;
• запорно-регулирующую арматуру.

В проектной документации должна быть указана длина труб, их количество и диаметр, а также используемые радиаторы или другие нагревательные элементы. Все это необходимо нанести на бумагу в виде схемы с подробным описанием всех нюансов. Когда проект и схема готовы, приступаем к монтажу. Монтируется система строго по схеме.

1. 1. На первом шаге подготавливаем поверхности, к которым будет крепиться оборудование. На стенах монтируем крепления, на которых будут держаться радиаторы. Затем крепим отопительные приборы на стены. Располагать их следует под окнами, чтобы исключить появление холодных сквозняков: воздушные потоки, поступающие извне, будут сразу же нагреваться. Кроме того, это исключит запотевание окон и сдвинет «точку росы».
2. 2. Далее устанавливаем котел (парогенератор) на бетонное основание. Пол изолируем пожаробезопасным материалом. Его лучше разместить в подвале, так как пары поднимаются вверх (или в гараже). Если планируется устройство теплых полов, то лучше купить двухконтурный котел, который будет разделять работу для дома и полов. В этом случае парогенератор располагаем выше половой поверхности.
3. 3. Расширительный бак устанавливаем с помощью специальных креплений в наивысшей точке системы отопления, его нужно включить в магистраль между парогенератором и радиаторами. По рекомендациям специалистов устанавливать открытый бак следует на самом близком расстоянии к отопительному котлу.
4. 4. На следующем этапе монтируем трубопровод. Начинать разводку будем с парогенератора. Трубу от него подводим к первому отопительному прибору, при необходимости обрезаем ее, если она слишком длинная. Затем соединяем все вводы и выводы. Аналогично делаем подключение трубы к следующему прибору, пока не соединим в единую магистраль все отопительные части. Трубы монтируются с наклоном 3 мм на метр для естественной циркуляции.
5. 5. Каждую батарею оборудуем краном Маевского, чтобы можно было удалять образовавшиеся воздушные пробки, которые будут мешать эффективной работе системы.
6. 6. Перед парогенератором устанавливаем накопительный бак, в котором будет собираться конденсат, а потом под естественным уклоном вода будет перетекать в отопительный котел.
7. 7. Магистраль замыкаем на отопительном котле, создавая, таким образом замкнутый контур. На котле устанавливаем фильтр, он будет задерживать частицы грязи, содержащиеся в воде, и по возможности циркуляционный насос. Патрубок, идущий от насоса к котлу, должен быть диаметром меньше, чем остальные трубы.
8. 8. На выходе из котла монтируем контрольно-измерительные приборы: манометр и клапан сброса.
9. 9. В систему включаем узел слива/залива для откачивания теплоносителя из системы по окончании отопительного сезона или при ремонте.
10. 10. После окончания монтажа проверяем систему на работоспособность и наличие течи. Устраняем все обнаруженные неполадки.

Использование парового отопления дешевле водяного, но в жилых помещениях его не рекомендуют устанавливать из-за опасности возникновения аварийной ситуации в случае порыва.