В жилище непременно должен присутствовать уют, потому что без него проживание в нём окажется неудобным, независимо от его простора и привлекательности. Хозяева решают задачу поддержания комфортной температуры по-разному, руководствуясь своими финансовыми возможностями и погодными условиями.
В домах устанавливают паровое отопление, которое возможно собрать самостоятельно. Как осуществить это? Давайте попробуем разобраться.
Принцип работы парового отопления
Люди часто путают паровое и водяное отопление. Визуально системы схожи: в обеих имеются котлы, трубы и радиаторы. В паровой системе теплоносителем служит пар, а в водяном — вода.
Главное различие в том, что котел не нагревает, а превращает воду в пар. Этот пар по трубам поступает к радиаторам.
Внутри происходит охлаждение и образование конденсата. При конденсации килограмма водяного пара выделяется более 2000 кДж тепла, а при охлаждении воды на 50 градусов Цельсия — всего 120 кДж.
Высокая эффективность отопления объясняется тем, что теплоотдача пара значительно выше. Образующийся конденсат течет по радиаторам вниз и поступает в котел естественным образом.
По способу возвращения водяного теплоносителя, перешедшего в жидкое состояние, различают два типа паровых отопительных систем.
- Замкнутая. В этом случае контур цел, а конденсат течет по трубам, установленным с уклоном, прямо в котел для последующего нагревания.
- Разомкнутая. Система оборудована резервуаром для сбора конденсата из радиаторов. Через насос этот конденсат подается обратно в котел.
Сборкой и разводкой труб паровые отопительные контуры схожи с водяными системами и также делятся на типы.
По абсолютной давлению системы отопления паровыми установками делятся на разновидности высокого давления с избыточным показателем более 0,07 МПа; низкого давления с избыточным давлением от 0,005 до 0,07 МПа; вакуумные с абсолютным давлением менее 0,1 МПа.
Контуры низкого давления с участками или приборами, соединенными с атмосферой, считаются открытыми. В противном случае – закрытыми.
Почему выбирают отопление паром?
Нельзя назвать паровые системы отопления распространенными. Их используют нечасто. Рассмотрим преимущества и недостатки такого отопления.
К числу первых, бесспорно, относятся:
- Обогревательная система работает очень эффективно: для комфортного отопления помещений нужны всего несколько радиаторов, иногда даже их не требуется – лишь трубы обеспечат тепло.
- Благодаря малой инерционности система нагревает отопительный контур моментально. Уже спустя несколько минут после включения котла в помещениях чувствуется тепло.
- Система очень экономична благодаря почти полному отсутствию теплопотерь.
- Редко используется из-за небольшого объема воды в трубах и невозможности системы разморозиться. Может устанавливаться в загородных домах с сезонным проживанием.
Главным преимуществом парового отопления считают его экономичность. Начальные расходы на установку сравнительно невелики, а эксплуатация обходится не дорого.
Несмотря на множество положительных качеств, система имеет существенные минусы. Причина этого – использование водяного пара в качестве теплоносителя, который обладает очень высокой температурой.
Благодаря этому вся система нагревается до 100 градусов Цельсия и выше. Любое случайное касание может привести к ожогу. По этой причине необходимо закрывать радиаторы, трубы и другие части конструкции, особенно в домах с детьми.
Высокие температуры радиаторов и труб ускоряют движение воздуха в комнате, что может быть неудобным и даже опасным, например, для людей с аллергией на пыль.
При паровом отоплении воздух в помещениях может стать очень сухим из-за воздействия горячих труб и радиаторов. увлажнителей.
Не для всех отделочных материалов подходит близость к нагретым радиаторам и трубам.
Наиболее подходящим вариантом здесь является окрашенная термостойкой краской цементная штукатурка. Остальное вызывает сомнения. У парового отопления еще один минус, влияющий на комфорт жильцов дома: шум, который создает пар в трубах.
К недостаткам относят неудобную настройку системы. Конструкцию сложно отрегулировать по тепловыделению, из-за чего помещения могут перегреваться.
Решения имеются. Одно из них – автоматизация работы котла, запускающегося при понижении температуры в помещениях. При таком варианте жильцам дома придётся мириться с частыми перепадами температуры.
Более бережный, но требующий больше усилий метод – создание нескольких параллельных ветвей, которые можно запускать по мере необходимости.
Паровое отопление редко применяется из-за высокой вероятности аварий. Если произойдёт разрыв трубы или радиатора под давлением, будет вырываться горячий пар, представляющий серьёзную опасность.
По этой причине системы сегодня запрещены в многоквартирных домах, а на производствах их применяют реже. В частных домах их можно установить по желанию хозяина.
Основные элементы паровой системы
Паровая система состоит из нескольких необходимых компонентов. Каждый из этих компонентов заслуживает отдельного рассмотрения.
Паровой котел — сердце системы
Нагревательный прибор нагревает воду до образования пара, который по трубке поступает в систему отопления. Его составляющими частями являются коллекторы, барабан и трубы.
Также имеется емкость с водой, имеющая название «водное пространство». Во время работы прибора над нею формируется парное пространство. Между ними располагается так называемое «зеркало испарения».
В паровом пространстве можно размещать дополнительные устройства для отделения пара.
Работа котла основана на принципе теплообмена дымовых газов, воды и пара.
Существуют два типа паровых отопительных устройств: жаротрубные и водотрубные. В жаротрубных приборах горячие газы циркулируют по трубопроводу, находящемуся внутри емкости с водой.
Отдавая тепло жидкости, система приводит её к состоянию кипения. В водотрубных моделях вода перемещается по трубам, расположенным внутри камеры с дымовыми газами, где она нагревается и доходит до кипения.
Движение воды и пара в котле может быть принудительным или естественным. При первом варианте применяют насос, при втором – используют разницу плотностей воды и пара.
В разных типах паровых котлов действует схожий процесс образования пара из воды.
- В верхнюю часть котла подаётся подготовленная жидкость в резервуар.
- Из этого места вода по трубам поступает в коллектор.
- Жидкость из коллектора поступает в верхний барабан, разогреваясь по пути.
- Разогрев воды внутри трубы приводит к образованию пара, поднимающегося вверх.
- При необходимости пар проходит через сепаратор для отделения от воды, после чего направляется по паропроводу.
Паровой котел способен функционировать на различных видах топлива, что обуславливает вносимые изменения в конструкцию котла, в частности, в камере сгорания. Для твердого топлива устанавливается колосниковая решетка, где размещается уголь, дрова и аналогичные материалы.
Для жидкой и газообразной солярки применяют особые горелки. Существуют также практичные комбинированные модели.
Мощность котла выбирают исходя из площади помещения, которое нужно обогреть.
Это возможно определить по средним значениям.
- 25 кВт для зданий до 200 кв. м;
- 30 кВт для домов площадью от 200 до 300 кв. м;
- 35-60 кВт для строений от 300 до 600 кв. м.
Для получения более точных данных применяют стандартный метод расчета: на каждые 10 квадратных метров приходится 1 кВт мощности оборудования. При этом следует помнить, что данная формула подходит для домов с высотой потолков 2,7 метра и ниже.
Для возведения сооружений большой высоты необходима большая мощность котлов. При подборе котла важно учитывать его сертификацию. Каждая установка парового отопления несет в себе потенциальную опасность, потому тестирование оборудования – обязательное условие.
Трубы и радиаторы отопления
Температура теплоносителя в паровых системах находится между 100 и 130 градусов по Цельсию, что значительно превышает диапазон 70-90 градусов в жидкостных системах. Из-за этого применение одинакового оборудования для создания подобных систем нежелательно.
Главным образом это касается труб из металлопластика и полипропилена. Максимальная температура для работы таких материалов находится в диапазоне от 90 до 100 градусов по Цельсию, поэтому их применение недопустимо.
Для магистральных трубопроводов паровых систем применяют три вида труб. Самым доступным вариантом считаются стальные трубы: смотрится достаточно прочные, выдерживают температуру 130 °С, что для многих задач вполне достаточно.
Внутри деталей образующийся конденсат стремительно портит трубы из-за склонности стали к коррозии, а пар создаёт агрессивную среду, усугубляющую этот дефект.
Соединение стальных деталей сваркой трудоёмко и занимает много времени. Трубы из оцинкованной стали более стойкие к коррозии, а также хорошо переносят высокие температуры.
Для соединения чаще всего применяется резьбовой метод, что упрощает процесс. Главный минус оцинкованных труб – большая цена.
Идеальным вариантом считаются медные трубыМатериал устойчив к высоким температурам, демонстрирует достаточную пластичность и прочность, не ржавеет. Для скрепления медных частей применяется пайка.
Медные трубопроводы отличаются долгим сроком службы и прочностью, но цена таких труб весьма высока. Поэтому оптимальным вариантом по сочетанию качества и стоимости считаются стальные трубы с защитой от коррозии или оцинкованные.
Для паровых систем радиаторы подбирают с акцентом на прочность, чтобы выдерживать высокую температуру и противостоять коррозии. В этом случае самым подходящим решением выступают массивные радиаторы. чугунные батареи, худшим – стальные панельные.
Высокая эффективность системы позволяет в отдельных случаях применять оребренные стальные трубы.
Блок контрольно-измерительного оборудования
Паровое отопление может быть небезопасным из-за высокой вероятности аварий. Поэтому важно иметь контрольные приборы.
Следят за давлением в системе и корректируют его по необходимости с помощью редуктора.
Клапан для отведения избыточного пара предустановлен в устройстве. Мощные установки могут нуждаться сразу в нескольких таких клапанах.
Разновидности отопительной системы
В действительности существует множество вариантов парового отопления. По числу труб системы делят на однотрубные и двухтрубные. При однотрубной схеме пар циркулирует по трубам без остановки.
На первом этапе пути вещество отдаёт тепло батареям и плавится. Затем оно движется как конденсат. Для беспрепятственного прохождения теплоносителя диаметр трубы должен быть значительным.
Однотрубная система отопления имеет недостаток: радиаторы, находящиеся ближе к котлу, нагреваются сильнее, чем те, что расположены дальше. двухтрубных системах Пар протекает по одному трубопроводу, а конденсат — по второму. Это позволяет выравнивать температуру во всех радиаторах.
Вместе с этим существенно возрастает потребление труб. Отопление, как паровое, так и водяное, может быть одноконтурным или двухконтурным. В первом случае систему применяют только для обогрева помещений, во втором – ещё и для нагрева воды для бытовых нужд. Разнится и разводка отопления.
Практикуется три варианта:
- С верхней разводкой. Главный трубопровод для пара идёт над трубами отопления, от него расходятся трубы к радиаторам. Самый нижний трубопровод для конденсата размещается у пола. Такая система самая надёжная и простая в монтаже.
- С нижней разводкой. Труба магистрали расположена под приборами парового отопления. По одной же трубе, имеющей больший диаметр, чем обычно, в одном направлении течёт пар, а в противоположном – конденсат.
- Со смешанной разводкой. Труба паропровода установлена на некотором расстоянии выше радиаторов. В остальном принцип монтажа такой же, как в системе с верхней разводкой, сохраняются все ее преимущества. Главным недостатком является высокая травмоопасность из-за возможности прикосновения к горячим трубам.
При составлении схемы с естественным принуждением следует учитывать, что паропровод прокладывается с легким наклоном в сторону течения пара, а конденсатопровод – для отвода конденсата.
Угол наклона должен составлять 0,01 — 0,005, то есть на каждый метр горизонтальной ветви приходится 1,0 — 0,5 см уклона. Наклон паро- и конденсатопроводов предотвратит шум от проходящего по трубам пара и обеспечит свободное стекание конденсата.
В зависимости от величины давления внутри системы выделяют два основных типа.
- Вакуумные. Система должна быть полностью герметичной. Внутри нее устанавливается насос, который создает вакуум. Из-за этого пар конденсируется при более низких температурах, что делает систему сравнительно безопасной.
- Атмосферные. Внутри контура давление больше атмосферного на много порядков. При аварии это чревато опасными последствиями. Дополнительным фактором риска является то, что радиаторы, применяемые в подобной системе, нагреваются до крайне высоких значений.
Множество вариантов установки парового отопления позволяют каждому подобрать подходящий для дома решение с учётом строения.
Как обустроить котельную?
Монтаж парового котла, функционирующего на любом виде топлива, разрешен исключительно в предназначенном для этого помещении.
Требования к котельным, работающим по стандартам для обычных паровых агрегатов с давлением до 0,07 МПа и производительностью пара 120-130°С, изложены в нормативных документах.
- Между стенами и обогревательным устройством должно быть не менее 100 см.
- Высота комнаты не может быть меньше 220 сантиметров.
- Двери должны выдерживать огонь не менее 30 минут, а стены – не менее 75 минут.
- наличие качественной вентиляции;
- Наличие дверей и окон с выходом на улицу.
Котельную лучше всего обустраивать в отдельном помещенииМожно обустроить отдельное помещение, а при невозможности этого – изолировать подходящую комнату. Внутри необходимо использовать не горючие отделочные материалы; оптимальным вариантом станет керамическая плитка.
Подготовка к монтажу паровой системы
Для качественной установки парового отопления необходимо начинать с составления проекта. Разработка проекта – сложная задача, которую лучше поручить специалистам. Готовый проект должен учитывать много нюансов.
Сначала рассчитывают тепловые нагрузки каждого помещения и всего здания. Затем выбирают источник пара и определяют механизм с уровнем автоматизации системы.
Определяется расход пара, на основе которого подбирается оборудование и разрабатывается схема его применения. После завершения проекта составляется план монтажа.
Для осуществления работы требуется план здания с указанием мест установки оборудования. Зачастую начинается с котла, где определяется его местонахождение. Если система обладает естественную циркуляциюУстановка котла должна выполняться ниже, чем уровень радиаторов.
В таком случае его обычно помещают в подвал или цокольный этаж, чтобы конденсат самопроизвольно стекал к устройству. После этого на план дома наносятся чертежи разводки всей отопительной системы с указанием всех необходимых приборов.
Эксперты рекомендуют проводить данную операцию непосредственно в помещении, где установят технику. В таком случае удастся выявить и учесть все выступающие части и помехи, вокруг которых потребуется обходить.
На схему обязательно помещаются все переходы и углы. После завершения схемы можно приступить к расчету требуемого материала. Стоит еще раз подчеркнуть значение грамотного подбора оборудования.
Парная установка может представлять собой угрозу безопасности, поэтому нельзя экономить на комплектующих и оборудовании. Всё должно быть высококачественным и иметь сертификаты соответствия, иначе возникнут серьёзные проблемы.
Технология монтажа парового отопления
Работы начинаются с монтажа отопительного котла.
Его устанавливают в подготовленном помещении на бетонную основу. В отдельных случаях для установки оборудуют малый фундамент.
Установите прибор на основание ровно, проверьте горизонт строительным уровнем. Исправьте все обнаруженные отклонения.
Установленный на фундамент котел подключается к системе удаления выхлопных газов. Соединение необходимо сделать надежным и абсолютно герметичным.
Затем подвешивают радиаторы. Для этого в предусмотренных схемой монтажных местах в стену устанавливают крюки, на которые крепят батареи. В случае применения оребренных труб их также фиксируют.
Проверяют прочность крепления радиаторов. Затем можно начинать установку расширительного бака. Его размещают в самой верхней точке системы на некотором расстоянии от котла, желательно максимально близко к нему.
Теперь можно устанавливать группу контрольных приборов, монтаж которых осуществляется на выходе из котла. Там должны быть смонтированы манометр и клапан сброса.
Установленное оборудование связывают трубами. Способ соединения выбирают в зависимости от материала трубопроводов. Важно убедиться в правильности и надежности всех соединений.
На магистрали для открытых систем конечной точкой служит резервуар для накопления конденсата, оснащенный насосом. Труба, соединяющая резервуар с прибором отопления, должна быть более узкой по сравнению с другими трубами.
Паровой котел соединяют с системой отопления, одновременно монтируя необходимые клапаны и фильтры для улавливания крупных загрязнений из воды.
При работе оборудования на газе подключается топливопроводы. В данном случае запрещается использование гибких шлангов; необходимо применять жесткую подводку.
Можно выполнить тестовый запуск. Для этого заполняют контур водой, после чего включают оборудование. Начальная температура минимальная, потом её плавно повышают, контролируя работоспособность и сохранность системы.
Обнаружив даже незначительные дефекты, останавливают работу оборудования и устраняют все неполадки.
Выводы и полезное видео по теме
Как переделать печь в паровой котел:
Принцип работы парового котла:
Самодельное паровое отопление:
Пар обеспечивает простое и выгодное отопление жилища. Многие ценят его за малые тепловые потери, высокую производительность и невысокие затраты на обслуживание.
Важно помнить, что паровое отопление потенциально небезопасно, и авария в данной ситуации может нанести серьёзные повреждения. К расчёту и устройству паровую системы нужно относиться с полной ответственностью.
Прочитав материал, у вас возникли вопросы? Пожалуйста, оставьте свои комментарии ниже, поделитесь опытом установки парового отопления и присоединитесь к обсуждению.