Эффективное обогрев дома – важная задача для любого хозяина. Одним из возможных решений может стать паровое отопление, работа которого отличается от традиционных водяных систем.
Вариант этот не самый простой, имеет свои плюсы и минусы. О правилах устройства и организации, особенностях работы системы с паровым теплоносителем расскажем подробно. Узнаете, как устроить паровое отопление в частном доме и как его правильно эксплуатировать.
Принцип действия паровой системы
При постоянном давлении кипящая вода сохраняет стабильную температуру. Образующийся пар содержит много тепловой энергии. В процессе конденсации – превращения пара в жидкость – эта энергия высвобождается и поступает во внешнюю среду.
В паровых системах отопления этот принцип действует следующим образом: вода кипит в котле, пар движется по трубам к радиаторам, где превращается обратно в воду и отдает тепло, нагревая воздух в комнате.
Вода, образовавшаяся при конденсации, течет по трубам в накопитель, откуда подается к нагревателю естественным путем или посредством насоса.
В разомкнутых контурах конденсат сначала собирается в бачке, а затем насосом подается в котел. В замкнутых контурах конденсат поступает в котел сразу.
В зависимости от давления внутри системы парового отопления их классифицируют на:
- вакуум-паровые;
- низкого давления;
- высокого давления.
В первых давлением меньше 0,1 МПа, во вторых — еще ниже, до 0,07 МПа, а в третьих — выше 0,07 МПа. Открытые системы низкого давления могут быть с доступом к воздуху из атмосферы, но могут и быть герметичными.
В таких системах применяют сухой насыщенный пар, не содержащий взвешенных частиц воды. Количество пара влияет на работу системы. Малое его количество затрудняет свободный стекание конденсата и приводит к скоплению холодного воздуха под отопительным прибором.
Хорошее количество пара ускоряет удаление конденсата, который перемещается к стенкам и стекает с них тонкими струйками воды.
В герметичных установках вода после охлаждения сразу попадает в теплообменник, однако чаще применяют открытые системы, где теплоноситель накапливается, а затем подаётся в котел для нагрева.
Конденсат может занимать трубы целиком во время перемещения для нагрева или лишь отчасти. Второй вариант предпочтительнее, так как при выключении системы трубы сохранятся сухими.
Особенности систем низкого давления
Часто встречается закрытая система с возвратом конденсата в котел естественным образом. Трубы наполняются не полностью, используется верхняя разводка труб.
Вначале систему наполняют водой до нужного уровня, затем начинают нагревать. Конденсат скатывается по общему стояку и при определенном уровне поступает в котел.
В системе с нижней разводкой трубы необходимо установить с небольшим уклоном в сторону движения пара для уменьшения шума. Место отвода конденсата оборудуют петлеобразным гидрозатвором, который не допускает перемещение пара на магистраль конденсации.
Скорость пара в таких системах должна быть умеренной, не более 0,14 м/с. В противном случае пар начнёт захватывать частички влаги, накопившиеся на стенах. В результате система будет работать с большим шумом, возрастет риск возникновения гидроударов.
Комбинированную разводку, то есть сочетание верхней и нижней разводок, применяют при прокладке труб под полом верхнего или среднего этажа дома. Просвет труб для возвращения воды в котел в этом случае будет закрыт конденсатом.
При давлении в системе свыше 0,02 МПа система должна быть открыта. Воздух удаляется через накопитель для конденсата; чтобы пар не покидал систему, устанавливают конденсатоотводчик или гидрозатвор. Насосом воду из накопителя перекачивают в теплообменник, что позволяет разместить накопитель ниже уровня теплообменника.
Оценка преимуществ и недостатков
Системы парового отопления удобны тем, что их можно смонтировать даже на основе обычной печки, работающей на дровах. Это особенно важно в районах без центрального газоснабжения, где дрова и другие виды твердого топлива легко достать.
Пар как теплоноситель эффективнее воды: скорость прогрева помещений у него втрое выше. Паровая отопительная система почти не подвержена поломкам зимой благодаря отсутствию нагревательных элементов.
При прогоревшей топке вода из системы стечёт в накопитель или теплообменник, а трубы и радиаторы опустеют.
Водяное отопление: замерзание теплоносителя в контуре может вызвать разрыв труб.
Радиаторы парового отопления могут быть меньше, чем у водяных систем, так как тепловая энергия от них повышается многократно.
Преимущества паровой системы исчерпаны, теперь рассмотрим её недостатки, весьма существенные.
- высокая опасность ожогов;
- повышенный уровень шума при работе;
- сложности с регулировкой работы системы;
- необходимость приобретения дорогостоящих труб и т.п.
В жилых помещениях паровое отопление не рекомендуется по нормам безопасности из-за высокой угрозы здоровью и жизни жильцов.
Рабочая температура радиаторов очень высокая, прикосновение к ним может привести к серьёзным ожогам. Все радиаторы необходимо закрыть прочными декоративными решетками.
Для такой системы не подходят обычные ПВХ трубы, так как им необходимо выдерживать высокое давление и температуру свыше 100 градусов. К другим элементам системы предъявляются такие же требования. Трубы парового отопления должны быть медными или из оцинкованной стали.
Этот момент не относится к категории бюджетных. Безопасности следует уделять самое пристальное внимание. Монтаж работ, например сварка медных труб, должны быть выполнены максимально качественно. В случае прорыва соединения и вырвавшейся струи пара жильцы дома рискуют получить серьезные ожоги.
Отопление паром может быть шумным. Чтобы уменьшить шум, радиаторы нужно монтировать на специальных антишумовых кронштейнах. Котел или печь лучше размещать в отдельном помещении. Также можно поместить медные трубы в толщу стен для снижения уровня шума.
Регулировать температуру нагрева в комнатах при паровом отоплении несколько затруднительно. Нельзя поставить терморегулятор и уменьшить количество пара. Нужно сокращать подачу топлива, что не всегда легко, или проветривать помещения. Прежде чем начать установку паровой системы отопления, все эти нюансы нужно учесть.
Проектирование системы парового отопления
Для даже маленькой комнаты целесообразно разработать план. Системы, созданные без проекта, скорее всего, нуждаются в переработке. Рисунок позволяет сразу обнаружить недостатки и устранить их.
Для создания системы с естественной циркуляцией теплоносителя нужно установить теплообменник и нагревательный прибор в самом низком месте дома.
Для этого печи и котлы должны располагаться ниже всех радиаторов и горизонтальных трубок, установленных не вертикально.
Если установить нагревательный прибор в этом месте невозможно (дома нет подвала, подвал занят другими нуждами и т.д.), лучше выбрать отопление с принудительным перемещением теплоносителя.
Поэтому в схему парового отопления Требуется запустить насос, закачивающий воду в теплообменник. В проекте отопительной системы важно учесть последовательность подключения радиаторов: однотрубная система подразумевает соединение всех радиаторов по очереди.
Теплоноситель циркулирует по системе, охлаждаясь по мере продвижения. Такой способ подключения является экономичным, простым в установке и доступным по цене.
Такой способ нагрева не обеспечит равномерности, так как первый радиатор будет наименее теплым, а в последний теплоноситель подастся уже охлажденным.
Однотрубный вариант подходит лишь для загородных домов или небольших построек площадью до 80 квадратных метров с паровым отоплением. Для просторных коттеджей или двухэтажных зданий предпочтительнее двухтрубная система, где радиаторы подключаются параллельно.
Однотрубная схема позволяет одновременно подавать теплоноситель во все радиаторы, что обеспечивает более равномерный нагрев помещений. Двухтрубный контур требует подключения двух труб – прямой и обратной – к каждому радиатору.
Такая система сложнее в установке и потребует больше затрат по сравнению с однотрубной системой. Тем не менее, большинство систем водяного отопления работают по двухтрубной схеме, несмотря на сложность реализации, и функционируют эффективно.
При использовании дровяной печи в качестве источника тепла необходимо сразу же просчитать и спроектировать специальный теплообменник. В виде змеевика из металлических труб он монтируется непосредственно в конструкцию печи.
Новую печь необходимо предусмотреть ещё на стадии проектирования. Возможно применение существующей печи, однако потребуется частичный демонтаж для установки теплообменника.
Чтобы получить 9 киловатт тепла, нужен теплообменник площадью примерно один квадратный метр. Чем большая площадь для обогрева, тем больше должен быть размер теплообменника.
Для обогрева помещения котлом процесс упрощается: требуется приобрести и смонтировать его. Обычно для парового отопления дома советуют водотрубные модели котлов за их эффективность.
Жаротрубные, дымогарные и комбинированные дымогарно-жаротрубные модели тоже могут быть подходящим выбором.
В некоторых случаях для установки системы парового отопления применяют… самодельный котелВ нём уничтожают использованное машинное масло. Такой способ применим для работ в вспомогательных пространствах, как, например, гараж. Для жилых домов этот метод не лучший.
Монтаж на базе дровяной печи
После завершения разработки проекта потребуется подготовить необходимые материалы и инструменты.
На плане нужно обозначить все повороты, соединения, тройники, места расположения радиаторов и так далее. Также потребуется купить хомуты для труб и кронштейны под радиаторы.
Длина труб рассчитывается по схеме. Для снижения давления пара в системе потребуется редукционный клапан. Гидравлический затвор позволит полностью осушить систему для очистки, технического обслуживания или ремонта.
Рекомендуется устанавливать запорные краны перед каждым радиатором. Это позволит отключать радиатор при ремонте, промывке или замене. На радиаторы также устанавливают… краны МаевскогоДля выпуска попавшего в систему воздуха. Пар — газовая, а не жидкая субстанция, но его присутствие в системе может снизить эффективность работы.
Для конденсации воды следует устанавливать радиаторы, а не накопитель или стояк. На выходе монтируется тройник с пробкой, где будет проходить только вода. Принудительной циркуляции требуются насос и емкость для сбора конденсата.
В подобных установках нет необходимости в самотечных системах. Труба, подводящая воду к теплообменнику, должна быть достаточно широкой для оперативного движения жидкости и последующего нагревания её.
Помимо стандартного набора инструментов потребуется также сварочный аппарат для . соединения медных трубСооружения из оцинкованной стали часто комплектуются резьбовыми соединениями, требующими внимательного подтягивания. При установке парового отопления от печи необходимо сначала соорудить теплообменник.
Изготавливают его из металлических труб диаметром 2,5-3 мм, а иногда и поплотнее. Форма теплообменника может быть любой: змеевидной или иной. Важно, чтобы прибор размещался внутри. дровяной печи…и обладать достаточной поверхностью для нагревания воды и образования пара.
Качество сварки теплообменника должно быть безупречным. Даже микроскопические пустоты в швах недопустимы, так как устройство будет работать под повышенным давлением горячего пара. После изготовления теплообменника необходимо проверить каждый сварной шов.
Для начала все швы обрабатывают белым мелом. Затем закрывают одно отверстие теплообменника, а во второе заливают керосин до тех пор, пока устройство не заполнится полностью. Следует немного подождать и оценить состояние швов. Если есть трещины, керосин вытечет сквозь них, и в таких местах мел потемнеет.
Исправляют обнаруженные неточности, после чего повторно проводят проверку для подтверждения исправности устройства. Затем устройство промывают и начинают кладку печи. Теплообменник надежно встраивают в топку, к его входному и выходному отверстиям присоединяют трубы, которые применяют для соединения теплообменника с отопительной системой дома.
Строительство печи заканчивают по стандартной схеме. После этого устанавливают трубы и радиаторов отопительной системы Согласно предварительно составленному проекту сначала монтируют радиаторы на кронштейнах для снижения шума от парового отопления.
К каждому радиатору устанавливают краны Маевского для выпуска воздуха. Запорных кранов потребуется на один больше, чем радиаторов, так как понадобится установить общий запорный кран в начале системы. Перед этим краном монтируют редукционный клапан и редукционно-охладительную установку.
В завершение проекта, при необходимости, монтируют бак для теплоносителя. циркуляционный насосСистемы с естественной циркуляцией не требуют бака и насоса. Труба, ведущая к теплообменнику, должна иметь небольшой уклон — около 3 мм на каждый метр.
Установка систем с паровым котлом производится согласно проектной документации с учетом специфики используемого оборудования. Например, редукционный клапан и охладитель, вероятно, не будут необходимы, так как система контроля давления и температуры пара уже предусмотрена в конструкции котла.
Несколько полезных советов
В процессе монтажа системы парового отопления необходимо учитывать, что все ее компоненты должны выдерживать температуру свыше 100 градусов. Например, обычный мембранный расширитель в качестве резервной емкости при увеличении объема теплоносителя не подходит из-за ограничений температуры до 85 градусов.
Печь с встроенным теплообменником засоряется быстрее из-за дымохода. прочистку дымохода нужно планировать и выполнять чаще.
Печь с теплообменником можно использовать для готовки пищи по желанию, но это не очень удобно. Летом, когда отопление не требуется, эту печь разжигать нельзя. В этом случае нужно искать альтернативный источник тепла. Лучше, если в доме для кухни устроена отдельная удобная печь.
В тексте рассказывается о проектировании и сборке системы парового отопления своими силами. в этой статье, рекомендуемой нами к прочтению.
Выводы и полезное видео по теме
Видео демонстрирует практический опыт преобразования дровяной печи в котел для парового отопления.
В данном файле представлено продолжение работ по монтажу парового отопления.
О различиях между принудительной и естественной циркуляцией в отопительных системах читайте здесь.
Паровое отопление — непростой способ создать автономную систему отопления дома. Однако, при грамотном проектировании и установке его можно использовать для эффективного и сравнительно недорого обогрева жилья.
Пожалуйста, поделитесь своим мнением о предоставленной информации. Задайте вопросы, дайте ценные советы и добавьте фотографии, связанные с темой статьи. Для обсуждений и комментариев предназначен блок ниже.