Конструктивные особенности систем парового отопления с примером расчёта

Владельцы частных домов постоянно сталкиваются с задачей отопления дома. Каждый стремится найти способ эффективно прогреть жильё, используя при этом наименьшее количество ресурсов.

Паровое отопление заинтересовывает многих обладателей загородных домов и дач, ведь пар способен быстро нагреть помещение.

Поможем разобраться с этими вопросами и опишем различные схемы парового отопления. Также приведём методику расчёта и правила монтажа системы.

Тепловая система на паре: принципы построения

Отопление в загородном доме зимой, весной и осенью обязательно. Для дач и коттеджей с редким посещением владельцев часто выбирают паровое отопление.

Это позволяет достичь быстрой прогрева всей загородного дома, чем обрадует хозяев и гостей, планирующих выходные на даче.

Фото: img.freepik.com
Работа парового отопления основана на отдачи тепла при конденсации пара.
Из-за того, что количество конденсата существенно меньше объема пара (в 400 — 1500 раз), сечение паропроводов должно быть на такую величину больше сечения коллекторов для сбора конденсата.
Для приготовления теплоносителя применяют различные типы котлов, предназначенные для нагрева среды до 130 градусов Цельсия.
В системах парового отопления для повышения эффективности теплообмена применяют радиаторы с большой поверхностью теплоотдачи или медленным охлаждением, например, чугунные.
Паровые схемы по способу движения конденсата в котел подразделяются на замкнутые и разомкнутые, а также могут быть открытыми или закрытыми, двухтрубными или однотрубными.
Схема парового отопления с накоплением конденсата в баке и дальнейшей подачей его обратно в котел — разомкнутая система. При поступлении конденсата в бак естественным образом – замкнутая система.
Нормальная работа приборов зависит от количества пара, поступающего в них и способного свободно отводиться в сжиженном виде. Внутри прибора должно быть полностью наполнено паром, чтобы избежать образования воздушных заторов.
Если подача пара в отопительный прибор меньше объема, необходимого для нормального конденсации при заданной тепловой нагрузке, нижняя часть радиатора останется заполнена не вытесненным воздухом как наиболее тяжелой средой по сравнению с паром.

Принципиальные особенности обогрева паром

Отопление паром подходит для домов, которые хозяева посещают нечасто. Это обусловлено свойствами теплоносителя, который движется по трубам. Говоря о нём, имеется в виду пар, образующийся лишь при функционировании котла.

Когда никто не находится на даче, а столбик термометра показывает минус пятнадцать градусов и ниже, беспокоиться о том, что трубы лопнут, не приходится. водяным теплоносителем.

Потери тепла в жилых домах не одинаковы, и для компенсации этих потерь необходимо различное количество энергии.

У парового отопления есть плюсы.

  • Много тепла выделяется при конденсации.
  • Необходимо будет меньше площади нагревательных приборов.
  • быстрый запуск и остановка системы;
  • экономия средств на отопление;
  • морозоустойчивость.

Количество тепла, выделяемого при конденсации пара, значительно превосходит тепло, отдаемое нагретой водой, которая движется по отопительной системе.

Один килограмм водяного пара с температурой 130°С при переходе в жидкое состояние выделяет энергию, равную 2300 кДж/кг. Объем конденсата занимает в 400-1500 раз меньше места, чем у такого же количества пара.

Медные трубы подойдут для парового отопления при возможности оплаты высокой цены на них.

Благодаря этой особенности возможно применение труб меньшего диаметра. В небольших помещениях отказ от радиаторов возможен: тепло, выделяемое трубами, хватит для нагрева.

Быстрый нагрев помещения – еще одна особенность. Удобно, когда выезжая на несколько часов за город, не придется долго заниматься отоплением. Сэкономленное время можно использовать для более приятных занятий, например, пожарить шашлычок и подольше пообщаться с друзьями.

Благодаря особенностям теплоносителя возможно применение труб специальной конструкции – с оребрением или ребрышками.

Перед отъездом с дачи в осенние холода нет необходимости заниматься консервацией отопления, сливом воды и другими мерами предосторожности.

Без топлива в паровом котле пар не подается в паропровод, вследствие чего отсутствует вода в конденсатопроводе.

Трубы с рельефной поверхностью могут служить регистром и заменять радиаторы.

Недостатки паровой системы отопления

Теплоснабжение паровым способом, несмотря на ряд плюсов, обладает и минусами.

Во-первыхВысокая опасность связана с особенностями теплоносителя.

Когда пар под давлением идет по трубе, то:

  • Разрыв паропровода может причинить человеку серьезные травмы.
  • В случае случайного касания поверхности трубы или радиатора можно обжечься.
  • При неверной эксплуатации мощного оборудования возможно взрыв.

Во-вторых, При запекании пыли на поверхности паропровода под действием высоких температур частицы пыли разрушаются. Образующиеся в результате этого продукты негативно влияют на жителей дома, особенно на аллергиков.

Медные трубы подходят для паропроводов, но работа с ними трудна и требует навыков пайки или привлечения специалиста.

В-третьихПересушенный воздух, которым вынуждены дышать все жители дома, нуждается в улучшении. подобрать увлажнительПри планировании отопительной системы стоит учесть этот расход как дополнительную статью затрат.

В-четвертыхРегулирование температуры теплоносителя затруднено, его нельзя уменьшать по усмотрению. Этот минус вызывает трудности при эксплуатации паровых систем отопления в постоянно заселенных домах.

Чтобы выйти из текущей ситуации, нужно провести несколько разветвлений паропровода и подключать их к работе по мере необходимости.

Должно быть осторожно при контакте с трубами парового отопления, так как риск получения ожога очень велик.

В-пятыхДля работы с паром требуется применять особенную паропроводную арматуру. Требования таковы же к материалу труб и радиаторов отопления.

Срок службы конденсатопровода оказывается короче, чем у труб обратки в системе водяного отопления, изготовленных из аналогичного материала. Это особенно актуально для сухих конденсатных трубопроводов.

В-шестыхПри выборе отделки стен необходимо учитывать пожарную безопасность, поскольку бумажные обои недостаточно пожароустойчивы. В этом случае лучше использовать цементно-песчаную штукатурку с последующим покрасочным покрытием.

Асбестовый лист – жароустойчивый материал, которым можно облицевать стены для защиты горючих конструкций от нагрева паропроводов.

Интересным вариантом является отделка в стиле лофт. Внутреннюю поверхность стены, по которой будет проходить паропровод, можно выложить жаропрочным кирпичом. Это создаст неповторимую атмосферу и обезопасит жителей при воздействии горячей трубы на материал стен.

В стиле лофт промышленный декор сочетается с изысканной мебелью.

В-седьмых, потребность в оборудовании помещения под котельнуюУстановка парового котла в жилой комнате запрещена, поскольку это небезопасно. Место установки должно иметь пожаробезопасное покрытие и хорошую вентиляцию.

Производители предлагают большой ассортимент кирпича из жароустойчивых материалов.

Схемы парового отопления

Отопительные системы с паровым теплоносителем могут иметь разнообразные схемы работы.

Классифицировать их можно по следующим параметрам:

  • давлению в системе;
  • способу сообщения с атмосферой;
  • схеме соединения труб;
  • способу возврата конденсата.

В работающей системе парового отопления давление может быть высоким или низким.

В зависимости от величины различают системы.

  • низкого давления – менее 0,7 кгс/см2;
  • высокого давления – более 0,7 кгс/см2;
  • вакуум-паровые – менее 1 кгс/см2.

Для обычной жизни подходит первый вариант. Котлы, созданные для парового обогрева, дают возможность установить систему с низким давлением. частном доме или на дачеЕго можно использовать с разными видами топлива – углем, дровами, газом и мазутом.

Паровой котельной следует устроить отдельное помещение для безопасности всех членов семьи от рисков.

Второй вариант неприменим в домашних условиях. Работа с системами высокого давления подразумевает специальные знания и квалификацию. Неподготовленный человек, решивший собрать паровое отопление высокого давления на своём участке, может потерять всё.

Котел высокого давления большой и дорогой. Его применяют в промышленной сфере, но некоторые домашние мастера пытаются создать аналогичную установку самостоятельно.
Использование такой системы отопления чрезвычайно опасно.

В домах и коттеджах применяются бытовые котлы для производства пара.

Вакуумно-паровая система обладает воздухосборником и устройством для создания вакуума внутри.

Существуют системы парового отопления с открытой и закрытой связью с атмосферой.

Система парового отопления с одним трубопроводом аналогична водяной системе, за исключением размера труб для пара и конденсата.

Типы схем ПО различаются по методу прокладки труб.

  • горизонтальными однотрубным;
  • вертикальными двухтрубными.

В основном первые применяют в строениях из одного или двух этажей с высотой потолков не более 2,7 метра и площадью до 80 квадратных метров. 2Первые типы радиаторов не требуют регулировки температуры. Вторые лучше подходят для систем парового отопления высотных зданий.

Двухтрубная система полезна для домов, состоящих из множества этажей и занимающих большую площадь.

Причем, системы ПО могут монтироваться:

  • с верхней, средней или нижней разводкой;
  • С возможностью отведения конденсата через трубу, независимо от ее состояния (мокрая или сухая).
  • С движением как по параллели, так и против течения.

Метод возврата конденсата позволяет разделить замкнутую и разомкнутую схемы. При первом варианте вода, образующаяся при конденсации, самотеком направляется в котел. В таком случае необходимо соблюдать рекомендуемый уклон паро- и конденсатопроводов: от 1,0 до 0,5 см на каждый погонный метр.

Направление тока необходимо направлять в сторону движения пара для паропровода и в сторону движения конденсата для трубы обратки. Котел при этом должен быть расположен ниже уровня обратного трубопровода.

Схема устройства паровой котельной при открытых сетях предусматривает подпитку водой с помощью насосов.

В схеме разомкнутой системы парового отопления есть бак для сбора конденсата. Насос может направлять жидкость из бака в котел или удалять её из системы отопления. В случае удаления жидкости из системы отопления нужна постоянная подпитка котла свежей водой для непрерывного образования пара.

Для загородного дома предпочтительнее схема замкнутого парового отопления с верхней разводкой и мокрым конденсатопроводом, то есть на весь объем канала заполненный водой. Для разомкнутых схем используют вариант сухого трубопровода для движения конденсата, частично заполненного им.

Для выбора диаметров трубопроводов по сбору и движению конденсата следует обратиться к справочным материалам для проектных работ.

Как правильно рассчитать паровую систему

Выбрав паровой способ, нужно разработать план размещения системы в здании и провести первоначальные расчеты.

Есть два варианта:

  • Выполнить самостоятельный расчет главных составляющих паровой системы отопления.
  • обратиться за помощью к профессионалу – проектировщику.

Этот подход является наиболее подходящим, так как только специалист с опытом реализации проектов обустройства систем отопления может учесть пожелания хозяина и соблюсти нормативные требования.

В отсутствии возможности или желания сотрудничать с проектировщиком, можно выполнить самостоятельный расчет системы отопления паром. Для этого можно прибегнуть к нормативным документам и практическим советам из специализированной литературы, например, из справочника для проектировщиков.

Чтобы рассчитать необходимое количество теплоносителя, понадобится составить план дома и определить площадь для обогрева. После этого следует отметить места установки радиаторов.

При паровом отоплении вместо радиаторов применяют регистры из оцинкованных или оребренных труб с дизайнерским оформлением.

Выбирая радиаторы, учитывайте необходимую мощность и технические характеристики устройства – оно должно справляться с работой с паром.

Радиаторы из чугуна не рекомендуется применять для парового отопления малоиспользуемых дач.

В тексте представлен сравнительный обзор различных радиаторов отопления с рекомендациями по выбору. этой статье.

Для определения длины паровводных и трубопроводов для конденсата оптимально находиться непосредственно в комнате. Это позволяет проще спланировать высоту их размещения и установить радиаторы, если таковые потребуется.

Металлические трубы из оцинкованной стали и меди подходят для парового отопления.

Рассчитывая длину труб, помните про паровую арматуру: вентили, тройники, по необходимости – конденсатоотводчики и насос.

Чтобы определить мощность парового котла, нужно рассчитать суммарный объем всех отапливаемых комнат и умножить его на значение потребляемой энергии для обогрева 1 квадратного метра. 3Уровень этого показателя варьируется в зависимости от места жительства. В Европе этот показатель равен 40 Вт.

Для расчета мощности котла достаточно знать площадь трехкомнатного дома и высоту потолков, которая составляет 2,6 метра.

Первым шагом будет расчет площади каждого помещения.

  • 1-я комната: 5*2,95=14,75 м2;
  • 2-я комната: 3*2,45=7,35 м2;
  • 3-я комната: 2*5,4=10,8 м2.

Чтобы узнать общий объем дома, нужно сложить объемы всех его частей: 14,75 * 2,6 + 7,35 * 2,6 + 10,8 * 2,6 = 38,09 + 19,11 + 28,08 = 57,02 куб.м. 3.

Необходимо умножить полученный объем на потребности в тепле: 57,02 * 40 Вт = 2288 Вт. К результату прибавить запас мощности не менее 20%: 2288 * 1,2 = 2745,6 Вт или около 3 кВт.

Второй способ определения мощности — по площади. Предполагают, что на обогрев каждого участка в 10 квадратных метров . 2 Для отопления требуется котел мощностью 1 кВт плюс тридцать процентов резерва при высоте потолков до двух с половиной метров.

Рекомендуется приобрести агрегат с мощностью, превышающей рассчитанную величину на 20-30%. Практика показывает, что специалисты советуют выбирать котел минимум на 30% мощнее расчетного, чтобы он не эксплуатировался на пределе своих возможностей.

Для парового отопления подходит лишь сертифицированное оборудование. Самодельный котел может быть опасным: его взрыв может причинить серьёзные травмы.

Выбор парового котла целесообразно осуществить у именитого производителя. Агрегат непременно должен быть снабжён сертификатом качества и заводской гарантией. предохранительным клапаномБудут необходимы приборы для измерения температуры и давления, а также редуктор для регулировки давления в случае необходимости.

Ошибки при устройстве отопления паром

При создании системы индивидуального отопления важно изучить доступные варианты.

Для собственного дома лучше выбрать наиболее подходящее решение, чтобы в будущем иметь возможность:

  • экономный расход топлива;
  • эффективный обогрев;
  • удобство обслуживания системы;
  • длительный срок службы оборудования.

Чтобы не допустить ошибок при установке парового отопления, стоит тщательно продумать каждый этап монтажа.

Во-первыхВладельцы дома обычно думают, что в системе отопления используется вода как теплоноситель. Это неверно. При паровом отоплении по трубам и радиаторам будет циркулировать пар.

При выборе материала арматуры, контактирующей с паром и водой, образующейся при конденсации, необходимо руководствоваться данными о её совместимости.

Чтобы не получить ожог во время использования парового отопления, рекомендуется устанавливать защиту на радиаторы.

Во-вторыхПри проектировании отопительных систем часто упускают из виду защиту радиаторов и труб. Пар в системе может иметь температуру 100 °С, что приводит к значительном нагреванию конструктивных элементов и создает угрозу для жильцов дома.

В-третьихПри установке паропроводов и конденсатопроводов новички иногда не учитывают наклон для направления пара и воды.

В-четвертыхНекоторые мастера неверно определяют необходимую мощность котла. Тогда вместо желаемого тепла получают всего +13-15°С, что явно недостаточно для комфортного нахождения дома.

В-пятыхНеопытные сварщики могут совершать ошибки при выполнении работы по свариванию паропровода. Следствием этого может стать разрыв трубы в любой момент, и поток пара, перемещающийся под давлением, направится на человека, находящегося рядом. Это чрезвычайно опасная ситуация, о которой нельзя забывать.

При составлении схемы отопительной системы важно учесть грамотное расположение труб возле дверных проемов.

Все эти ошибки вероятны при самостоятельном обустройстве системы Хотели сэкономить и выбрали пар, хозяева решили обойтись без помощи специалистов: проектировщика, сварщика и прочих.

Недостаток практического опыта и легкомысленное отношение к установке парового отопления могут привести к его неправильной сборке. Ошибки монтажа могут нарушить повседневную жизнь и даже причинить вред здоровью людей, живущих в доме.

Выводы и полезное видео по теме

Видео о конструкции парового котла.

Ролик о том, как следует сваривать трубы:

Демонстрационное видео о принципах монтажа и пайки медных труб.

Видео об отоплении паром:

Видео с описанием работы парового котла.

Оценить плюсы и минусы парового отопления поможет в решении вопроса о его применении в данном доме.

При выборе парового отопления важно определить наиболее подходящую схему для вашего жилища. Специалисты помогут рассчитать систему отопления и обеспечат безопасность вам и вашим близким.

Опыт использования парового отопления для обогрева дома? Поделитесь им с читателями в комментариях к статье.