Как работает паровое отопление в частном доме
И пусть холода обойдут стороной! Паровое отопление в частном доме: что это такое, принципы работы
Паровое отопление – это предназначенная для отопления помещений замкнутая система.
Она состоит из соединённых между собой составляющих: отопительного котла, труб подачи пара и отопительных приборов (радиаторов).
Принцип работы парового отопления в частном доме или на даче
Отопление помещения происходит за счет пара, который из-за естественной или принудительной циркуляции по системе постепенно передает тепло по трубам к отопительным приборам. По мере движения пар остывает и образовавшийся конденсат по «обратной» трубе возвращается в отопительный котел.
Фото 1. Схема парового отопления. Красным цветом показано движение горячего пара, синим — образовавшийся конденсат.
Основные достоинства парового отопления:
Главные недостатки парового отопления:
Основные ошибки при сборке системы
При монтаже паровой отопительной системы иногда совершаются ошибки, которые приводят к установке малоэффективной или небезопасной системы отопления.
Неправильный выбор мощности отопительного котла
Выбор маломощного котла не позволит прогреть помещения до комфортной температуры.
Прибор с завышенной мощностью в силу ряда технологических особенностей приведёт к существенному сокращению срока эксплуатации системы.
Поспешный непродуманный выбор схемы системы отопления
Желание сэкономить на монтаже отопительной системы часто приводит к тому, что выбирается самый простой и менее затратный вариант. Результатом такой «экономии» часто становится установка модели, которая технически не в состоянии прогревать все помещения дома до желаемых показателей.
Важно! Выбирать модель системы отопления лучше после разговора со специалистами.
Неправильный выбор системы дымоудаления
Очень часто заказчики и монтажники устанавливают систему дымоудаления без учёта розы ветров в конкретном регионе, поэтому:
Виды отопительных систем
Системы парового отопления по своим особенностям делятся на закрытые и открытые, однотрубные и двухтрубные.
Открытая и закрытая
Открытая система парового отопления отличается от закрытой принципом действия.
В открытой системе циркуляция воды происходит за счет естественных термодинамических процессов: нагретая в отопительном котле вода создает «давление», которое направляет горячую воду по системе.
Фото 2. Схема открытой системы парового отопления. Здесь жидкость и пар движутся за счёт естественных процессов.
Дойдя до самой верхней точки, вода попадает в открытый расширительный бак, который обычно устанавливают на чердаке, остывает и по обратной линии возвращается в отопительный котел.
В закрытой системе происходит принудительная циркуляция воды. Нагретая в герметично закрытом отопительном баке вода при помощи циркуляционного насоса под заданным давлением движется по системе, попадая в итоге в расширительный бак, состоящий из 2 завальцованных между собой половинок: в одну половинку попадает вода, а в другой находится, закачанный производителем, азот, предназначенный для охлаждения поступающей в расширительный бак воды.
Отличия по принципу действия нашли своё отражение в схемах открытой и закрытой отопительных систем:
В открытой системе отопительный котел устанавливается в самой нижней точке системы, затем вода по толстым трубам с минимальным количеством поворотов и соединений «доставляется» к радиаторам в отапливаемых помещениях и к расширительному баку, после чего возвращается к котлу по трубам обратного хода. Учитывая естественный процесс испарения воды из открытой ёмкости котла, место установки котла привязывается к источнику возможного пополнения испарившейся воды.
В закрытой системе помимо отопительного котла, труб подачи воды к радиаторам, расширительного бака, трубы обратного слива, есть еще и циркуляционный насос, который и создает давление воды в системе. Но в отличие от открытой системы место размещения отопительного котла и расширительного бака принципиального значения не имеет.
Главное — это последовательность цикличного хода движения воды.
С учётом того, что вода подаётся под постоянным давлением, используются трубы относительно небольшого диаметра с любым количеством изгибов и соединений.
Каждый делает выбор системы самостоятельно, но специалисты рекомендуют устанавливать открытую систему только в небольших одноэтажных помещениях (в основном на дачах). А вот в просторных и многоэтажных домах лучше присмотреться к варианту установки отопительной системы закрытого типа.
Паровое отопление в частном доме
Существует много способов обогреть свое жилище. Можно использовать русскую печь и камин, солнечные коллекторы, пар и нагретую воду. Но те, кто решил жить в частном доме постоянно, часто выбирают водяную или паровую системы отопления. И этому есть разумное объяснение.
При отоплении помещений с помощью воды и пара происходит более сильный и равномерный прогрев воздуха, а также стен и пола. Кроме того, на столь широком распространении этих видов систем отопления сказываются особенности нашего сурового климата, а также доступные (например, по сравнению со странами-членами Евросоюза) рядовому гражданину цены на газ и электричество — основные ресурсы, используемые для нагрева воды.
Принцип работы системы парового отопления
Паровое отопление известно и успешно используется уже более 100 лет.
Что же оно из себя представляет?
Паровое отопление — это система обогрева паром, который образуется при закипании воды в котле, а затем поступает через трубы в радиаторы, установленные по всему периметру помещений.
Необходимые узлы системы парового отопления:
Бывают открытые и закрытые системы отопления. В первом случае, вернуться в котел конденсату помогает насос. При закрытой системе отопления возникший конденсат самостоятельно попадает обратно в нагревательный котел под воздействием силы гравитации и по причине небольшого технологического наклона труб.
Различают системы с высоким (от 170 до 600 кг/м2), с низким давлением пара (от 100 до 170 кг/м2), а также вакуум-паровые (до 1 кг/м2). Такое разделение не случайно. Оно зависит от многих технических характеристик системы, например, от общей протяженности труб от котла до самого удаленного от него радиатора.
Кроме того, применяются следующие виды разводок труб:
Собственники частных домов чаще выбирают именно двухтрубную систему. Почему? Дело в том, что данный вид разводки позволяет регулировать температуру в системе при помощи вентиля. При однотрубной это возможно только при снижении мощности или производительности котла, что влечет за собой риск недогревов в зимний период.
Виды топлива, необходимого для работы системы парового отопления:
В настоящее время существуют следующие типы паровых котлов:
Второй тип котлов все более часто встречается в частных домах. Такие устройства подразделяются на следующие виды:
Составляющие стандартного нагревательного котла:
Что нужно знать при выборе и установке?
Тем, кто строит собственный дом и намерен установить паровую систему отопления (или произвести замену существующей), важно знать о запрете использования пластиковых труб. Дело в том, что из-за очень высоких температур воды и пара (свыше 100 градусов по шкале Цельсия) все составляющие системы подвергаются огромным нагрузкам, которые по силам выдержать только металлическим трубам.
Поскольку это сложная система, то всегда необходимо помнить и о её надежности. Домовладельцам необходимо приобретать только материалы и оборудование заводов-изготовителей (не «подпольного» производства), а монтаж системы должны производить опытные профильные специалисты. При выборе котла следует учитывать его мощность, которая напрямую зависит от количества комнат в доме, высоты потолков в них и зимние температуры в регионе. Но тут надо не переусердствовать, чтобы не платить больше денег за электричество или газ, которые использует котел для нагрева воды. Не менее важно уточнить количество пара, производимое котлом (исчисляется в килограммах). Это влияет на скорость обогрева помещений.
Таким образом, если у Вас большой дом где-то под Якутском, то выбирайте более производительный и мощный котел.
Подробнее о принципе работы и видах парового котла можно прочитать здесь: https://teplo.guru/kotly/parovye.html
Нормативные требования к помещениям, где будет установлена паровая система отопления:
Преимущества и недостатки парового отопления
К недостаткам можно отнести:
Если проанализировать все «за» и «против» по данной системе, то становятся понятно, что в массе случаев ее использование вполне оправдано. В первую очередь, это экономичность (более дешевые материалы и экономия на топливе), во-вторую производительность по причине более высокой скорости и объема обогрева.
Таким образом, преимущества данной системы не только делают незначительными все её недостатки, но и заметно выделяют паровое отопление из ряда других систем обогрева помещений в частных домовладениях.
Не рекомендуется устанавливать паровую систему отопления лишь тем людям, кто испытывает страх к подобному оборудованию в виду рисков взрыва, и у кого в доме маленькие дети— по причине возможных ожогов из-за высоких температур отопительных приборов (но даже в этом случае есть выход — установка систем защиты в пределах досягаемости детей).
Основным конкурентом паровой является водяная система отопления. Но последняя отличается наибольшими затратами на материалы.
Паровое
Необходимость отапливать своё жилище возникла уже у первобытного человека. Система отопления имеет своё развитие и историю. В качестве источника тепла использовался костёр.
В Древнем Риме применяли систему гипокауст: через ниши в стенах проходил горячий пар или продукты горения. В дальнейшем жилища стали выстраивать камины и печи, в которых сжигали дрова и уголь.
В конце 18 века инженером-механиком Джеймсом Ваттом была изобретена паровая машина. Её появление стало революционным толчком в промышленном производстве. Пар стали использовать на предприятиях.
На своей фабрике Джеймс Ватт создал обогрев на основе пара. Это была первая система парового отопления. Произошло это в 1770 г., в Англии. В 19 в. данная методика была использована для централизованного обогрева многоэтажных домов. Каков принцип работы парового отопления? Каковы его плюсы и минусы?
Характеристика обогрева
Несмотря на то, что первую систему парового отопления создали в Европе, русский инженеры подхватили эту идею. В 1816 г, в Петербурге оборудовали обогрев теплицы паром. К 1900 г большинство элитных и доходных домов имели централизованное отопление, водяное или паровое.
В современных многоэтажных домах практикуется водяное отопление. В системе циркулирует горячая вода. Что такое обогрев паром? Каковы принципы работы системы?
Паровое отопление подразумевает обогрев помещения с помощью пара. Он заменяет в трубах и радиаторах воду. Этот обогрев используют в частных домах, на предприятиях, для обогрева теплиц, гаражей. Принципиальная схема парового отопления заключается в следующем:
Самостоятельно устанавливать подобного вида обогрев не рекомендуют. Необходимо изучить, схему парового отопления, как оно работает. Тщательно продумывают все соединительные узлы и оборудование, которое призвано контролировать все процессы системы.
Принцип работы парового отопления не сложен, но для топки, в которой нагревается вода, рекомендуют оборудовать отдельное помещение, котельную. Стены сооружают из огнеупорного материала. Они должны выдержать 75 мин. под воздействием огня. Материал для двери должен выдержать не менее 30 мин. воздействия огня. В котельной обязательно предусматривают вентиляцию.
Разновидности схемы
Схему отопления постоянно совершенствуют, делают её безопаснее, удобнее в использовании. В магистраль пар подаётся под определённым давлением. Для промышленных производств, если того требует технологический процесс, может быть использован обогрев с использование высокого давления пара.
Предусматривают закрытую систему: она полностью герметична. Давление на выходе из котла 0,59 МПа. Допустимы параметры от 170 до 600 кг/м2.
Для обогрева жилых помещений предусматривают паровое отопление с низким давлением, от 100 до 170 кг/м2. Паровой котёл устанавливают в отдельно стоящей постройке.
При монтаже используют открытую схему, при которой обустраивают бак для конденсата и насос, который нагнетает его из бака в котёл. Данный вид парового отопления устанавливают в частном доме, в теплице, в гараже.
Для эффективного использования теплоносителя энергетики создали вакуум-паровые системы отопления. Давление в них приближено к показателю 1 кг/м2.
Система замкнутая, снабжена капиллярным устройством, которое предназначено для сбора конденсата и отвода его в котёл. Из магистрали выкачивают воздух. Для создания определённого разрежения используют специальные устройства. Специалисты отмечают, что вакуум-паровые системы имеют высокий КПД. Они безопасны в использовании.
Схема парового отопления может быть однотрубной или двухтрубной. При однотрубной системе обогрева конденсат и пар проходят по одной трубе. Для установки выбирают трубы с большим диаметром и толстой стенкой.
Если использовать данную схему, то отрегулировать температуру будет затруднительно. Делают это, уменьшая или увеличивая мощность котла. При этом температура воздуха в отдельных помещениях дома может быть сильно снижена или завышена.
Двухтрубная система предполагает разъединение пара и конденсата. Жидкость и пар циркулируют в разных трубах: они образуют замкнутую систему.
Для регулирования температуры в радиаторах устанавливают вентили. При этом производительность котла будет постоянной, все комнаты в доме будут отапливаться равномерно.
Для обогрева котла используют твёрдое, жидкое топливо или газ. Устанавливают газотрубные или водотрубные котлы. Водотрубное оборудование характеризуется как более безопасное.
Котёл представляет собой цилиндр, вдоль которого находятся трубки. Они заполняются водой. Нагрев происходит за счёт горелки. Температура воды в трубках повышается, образуется пар, который выводится в отопительную систему.
Газотрубное оборудование менее востребовано. В трубках вместо воды находится газ или продукты горения. В самом цилиндре циркулирует вода. Газ нагревает воду, происходит испарение. Пар выводится по патрубкам в систему труб и радиаторов.
В частных домах монтируют двухконтурную магистраль. Это даёт возможность не только контролировать температуру в трубах, но и получать горячее водоснабжение. При паровом обогреве трубы и радиаторы разогреваются до 100 0С. При соприкосновении с оборудованием можно получить сильный ожог. На батареи и трубы устанавливают защитные щитки.
Для монтажа магистрали выбирают стальные оцинкованные или медные трубы. Пластиковый материал использовать нельзя, несмотря на то, что производитель декларирует устойчивость к высоким температурам.
Температура пара, которая подаётся в магистраль, превышает 170 0С. Есть риск деформации и разрыва труб. В чём заключаются преимущества и недостатки парового отопления?
Плюсы и минусы
Паровой обогрев является эффективным как для больших, так и для малогабаритных помещений. Температура воздуха в комнате повышается очень быстро. Это является несомненным достоинством. Схему магистрали можно не усложнять установкой радиаторов: достаточно будет труб, по которым идёт горячий пар.
Несмотря на преимущества, которые присущи паровому отоплению, у него имеются и недостатки. Всегда присутствует риск аварийной ситуации. Если подобрать неправильное оборудование или некачественно провести монтаж магистрали, то пар под давлением может прорвать трубу или радиатор.
Домочадцы или животные могут получить сильные ожоги. Для установки оборудования всегда обращаются к специалистам, чтобы миновать внештатных ситуаций.
YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your quota.
Обустройство системы парового отопления частного дома
В последнее время паровое отопление считается весьма востребованным и популярным. Установки, работающие на основе парогенератора, демонстрируют высокий показатель КПД и низкое энергопотребление, при этом стоят они намного дешевле других агрегатов. Из-за простой конструкции и понятного принципа работы такие системы с легкостью изготавливают своими руками.
Источником тепловой энергии является котел, генерирующий пар. По мере нагревания этот пар начинает поступать в трубы, а затем превращаться в конденсат, который оседает на стенках отопительных приборов. Такой процесс приводит к выделению тепла, которого вполне хватает для обогрева окружающего пространства. Подобный способ отопления гарантирует высочайшую производительность, так как при конденсации одного килограмма пара выделяется больше 2400 кДж теплового потенциала, а при нагревании теплоносителя до 50 градусов только 110 кДж.
Движение пара по обогревательной системе осуществляется с помощью РОУ (редукционно-охладительной установки) или паровой турбины. При проникновении в отопительные приборы разогретый пар переходит в конденсирующее состояние и в жидком виде возвращается обратно. Таким образом, цикл замыкается, и процесс циркуляции повторяется.
В замкнутых установках между местом появления пара и местом его выхода выдерживается определенное давление. Его должно хватать для вытекания теплоносителя. Резервуар, собирающий пар, располагается на несколько уровней ниже отопительного прибора.
Для сравнения, в котлах открытого типа жидкость скапливается в специальных емкостях, а затем перекачивается в генератор с помощью насоса. Чтобы предотвратить сбои и другие непредвиденные обстоятельства при использовании установки, лучше отказаться от несертифицированных систем и покупать только проверенное оборудование. От этого зависит не только долговечность котла, но и его надежность и безопасность.
В настоящее время задействуется два типа разводки трубопровода:
Первый вариант подразумевает циркуляцию пара по одной трубе, а второй — по двух. В последнем случае по одной трубе двигается пар, а по второй — конденсат. При обустройстве парового отопления дома такой вариант очень востребованный, так как он позволяет регулировать температуру нагревания с помощью специальных вентилей. Чтобы провести аналогичное действие в однотрубном варианте, придется уменьшить мощность работы котла или вообще отключить отопление. В холодную пору такой подход может привести к недостаточному обогреву пространства.
Современные схемы парового отопления частного дома являются очень востребованными. Объясняется это такими преимуществами:
Но помимо видимых плюсов, у таких котлов есть и существенные недостатки. Один из них заключается в интенсивном шуме при циркуляции теплоносителя. Более того, конструкция способна прогреваться до температуры от 100 градусов, что повышает вероятность получения ожогов при соприкосновении с кожей. Чтобы избежать подобных последствий, радиатор лучше защитить специальным экраном. Из-за неустойчивости к коррозии срок службы оборудования существенно снижается.
Обустраивая паровое отопление в частном доме своими руками, нужно уделить особое внимание подбору труб, а вернее, материалу, из которого они изготовлены. В настоящее время широко распространены такие типы труб:
Из-за высокой температуры теплоносителя использовать пластмассовые или металлопластиковые трубы в системе парового отопления невозможно. Они не способны выдерживать высокотемпературный режим, поэтому не практикуются в таких установках.
Независимо от выбранного типа труб, сама трубопроводная магистраль состоит из двух частей:
Из названия становится понятно, для каких целей предназначается каждый узел. Паропровод проводит теплоноситель, а конденсаторопровод сохраняет и транспортирует полученный конденсат.
Помимо труб, нужно купить и батареи, которые будут сохранять и передавать тепло. В их качестве целесообразно задействовать чугунные, стальные или алюминиевые изделия. Лучший вариант — батарея из чугуна, которая характеризуется высокой прочностью и надежностью. К тому же такая конструкция выдерживает самые экстремальные температуры.
Чтобы понять, как правильно сделать паровое отопление, необходимо правильно рассчитать мощность котла, учитывая площадь помещения, которую он будет отапливать. В этом случае необходимо руководствоваться простым соотношением:
При обустройстве котельных установок принято задействовать простую формулу: для каждых 100 кв. м. отапливаемой площади нужно около 10 кВт мощности котла.
При выборе подходящего обогревательного оборудования нужно учитывать тип топлива, на котором оно работает. В настоящее время на рынке доступны твердотопливные котлы, газовые и комбинированные. Также особым спросом пользуются электрические модели, которые актуальны для удаленных регионов с низкими тарифами на электрическую энергию.
Что касается показателей давления, то они определяются самим типом установки. В классических паровых устройствах они должны составлять 6 атмосфер или немного выше. В вакуумно-паровых моделях давление не должно быть ниже атмосферного. В любом случае на самом котле должен находиться манометр, который указывает на текущие показатели.
Конструкция агрегата включает в себя топку, горелку и зольник. Ключевой составляющей является барабан, на котором размещены контрольно-измерительные приборы, трубы, манометр и предохранители. Для обустройства паровых отопительных магистралей можно брать как газотрубные, так и водотрубные котлы. Из-за более высокого теплового потенциала второй вариант считается самым востребованным.
В загородных домах и частных коттеджах неплохим вариантом самодельного котла является установка печи. Однако ее нельзя использовать и для обогрева помещения, и для нагревания жидкости или приготовления пищи.
К самодельной конструкции дополнительно приспосабливают специальное устройство — змеевик. Его можно сварить из труб и расположить непосредственно над печкой.
При монтаже парового оборудования нужно обращать внимание на несколько рабочих моментов. Среди них:
Насос циркуляции и паровентиляторы подбираются таким образом, чтобы движение теплоносителя по системе осуществлялось с максимальной эффективностью. Для этого нужно учитывать место расположения оборудования. При самостоятельном монтаже подобной установки нужно найти такие материалы и компоненты:
В соответствующем документе нужно указать длину труб, их количество и диаметр. Также важно обратить внимание на тип используемых радиаторов и других нагревательных элементов. Любые значения нужно записать на бумаге в виде схемы, подробно описывая все мелкие детали. По завершении составления проекта можно переходить к монтажным работам. Для успешного монтажа важно в точности следовать за схемой и не отклоняться от заданных параметров.
В первую очередь нужно подготовить поверхности, на которых будет фиксироваться оборудование. На стенах закрепляют крепежные элементы, куда затем будут присоединены радиаторы. Дальше фиксируются отопительные приборы под окнами, которые нужны для предотвращения холодных сквозняков: воздушный поток, который проникает извне, сразу нагреется, препятствуя появлению запотеваний на окне.
На следующем этапе происходит монтаж парогенератора на основание из бетона. Пол предварительно монтируется с помощью пожаробезопасного материала. Желательно устанавливать его в подвале, так как пары способны подниматься вверх, или в отдельно обустроенном помещении.
Что касается расширительного бака, то его фиксируют с помощью специальных крепежных узлов в самой высокой точке системы. Как утверждают специалисты, баки открытого типа должны находиться на небольшой дистанции от котла.
Дальше начинается монтаж трубопровода. В первую очередь следует осуществить разводку с парогенератора, подведя от него трубу к первому отопительному прибору. Если труба слишком длинная, ее нужно обрезать. После этого соединяются все вводы и выводы, а также подключаются трубы. Каждая батарея оснащается специальным краном.
В последнее время обогревательные паровые котлы используются совместно с системами «теплых полов». Процедура монтажа такой схемы требует больших усилий, но оно того стоит. Под покрытием пола устанавливают специальные трубы из полипропилена или металлопластика, по которым будет перемещаться теплоноситель.
Кроме этого, важно провести монтаж комнатного термостата, который будет регулировать температуру. В такой вариации «теплый пол» будет выдавать лучшие показатели КПД и продемонстрирует себя в полной мере.
Без сомнений, обогрев помещений паром — это хороший способ решить проблему дорогостоящих тепловых ресурсов и обеспечить себя стабильным источником тепла на целый год. Но чтобы установка функционировала в лучшем виде, а ее обслуживание не требовало больших вложений, важно правильно подобрать схему разводки и следовать основным правилам монтажа. В остальном принцип работы парового отопления и монтаж самодельных пароводяных систем остаются понятными.