Паровое отопление в частном доме – схема

Котлы парового отопления: газовые, электрические, дровяные и другие

Одна из главных составляющих паровой отопительной системы — отопительный котел. Котел выбирается достаточной мощности и с учетом личных финансовых возможностей.

Расчёт мощности

Существует простой вариант для расчёта мощности любой разновидности отопительного котла для частного дома:

1. В случае приобретения котла и для обогрева, и для обеспечения горячей водой берется усредненное значение 0,138 кВт/м2у помещения с высотой потолков 2,5—2,7 м и умножается на общую площадь помещений в доме.
2. Для помещений, где потолки выше 2,7 м используется коэффициент «высоты потолка», равный высоте потолка ÷ 2,7.
3. Затем применяется «региональный» коэффициент, который учитывает особенности климатических условий в конкретном регионе.

Коэффициенты для регионов России:

• южные районы — 0,85;
• средняя полоса до Урала — 1,1;
• широта Москвы до Урала — 1,3;
• Сибирь — 1,5;
• северные районы — 2,0.

1. Итоговое значение округляется до целого числа в большую сторону (например, 8,3 и 8,9 округляем до 9).

Пример расчётов с учётом коэффициентов:

Дом в районе Краснодара площадью 130 м2 и высотой потолков 2,7 — 0,138 кВт/м2(усредненное значение) × 130 м2 (площадь дома) × 0,85 («региональный» коэффициент).

Топливо для котлов

В зависимости от вида топлива паровые котлы разделяют:

​

• на электрические (подключаются к электросети или работают от генератора);
• на газовые (подключаются к газовой сети или работают от газового баллона);
• на твердотопливные (в основном работают на дровах или угле);
• на жидкотопливные (работают на «солярке», бензине или отработанном машинном масле);
• на пеллетные (работают на древесных гранулах — пеллетах);
• на комбинированные (котлы, которые могут работать на двух видах топлива).

Для электрокотлов характерны простота и высокая степень безопасности при эксплуатации, экологическая чистота. Однако прямая зависимость от электросети чревата последствиями — любая авария на линии приведёт к тому, что дом останется без отопления.

Чуть более экономичный вариант — установка системы жидкотопливных котлов.

Твердотопливные отопительные котлы еще дешевле в эксплуатации, но трудоемки в обслуживании: уборка золы и новая закладка топлива производится каждые 6—8 часов.

Пеллетные котлы — это относительная дорогая новинка, которая стремительно набирает популярность у владельцев коттеджей. Благодаря применению современных технологий использование древесных гранул экологично и экономично, а работа отопительного котла максимально автоматизирована.

Газовый котел — самый экономичный и распространенный тип котлов. Несмотря на то что его установка производится исключительно после получения специального разрешения и в процессе эксплуатации надо строго соблюдать меры пожарной безопасности, газовые котлы просты в использовании и довольно надежны.

Материал теплообменника

Сталь — наиболее распространенный материал для изготовления теплообменника у недорогих котлов.

Это недорогой легкообрабатываемый материал. Впрочем, у него есть и серьёзные недостатки:

• Эластичность приводит к тому, что от длительного воздействия высоких температур поверхность мягкой стали покрывается трещинами.
• Сталь подвержена коррозии.

А вот к долговечности и надежности чугунных теплообменников вопросов нет: чугун почти не подвержен коррозийному разрушению. Зато при эксплуатации чугунных теплообменников нельзя допускать неравномерного нагрева и попадания в котел из возвратной линии сильно охлажденной воды.

Что касается электрокотлов, то здесь нагрев воды происходит от «электрода», которые в недорогих приборах бывают графитовыми или стальными (нержавейки), а в дорогих (элитных) моделях — титановыми.

Особенности устройств на дровах, их КПД

Эффективность работы «дровяных» котлов зависит:

1. От использования только низкозольных дров твёрдых пород (в идеале дуб или бук).
2. От положения заслонки термостата: прикрытая заслонка ведёт к существенному снижению КПД котла.

Внимание! Падение температуры теплообменника до 55 °C приводит к накоплению мокрой золы. Накопленная зола забивает теплообменник, в помещение начинают проникать угарные газы

Помимо этого, возникающие от воздействия конденсата коррозийные процессы существенно сокращают срок службы котла.

1. От наличия малого подмешивающего контура обратной воды, который защищает поверхность теплообменника от низкотемпературной коррозии и способствует более легкому отделению конденсата и смолы.

Фото 3. Дровяной котёл для парового отопления. Довольно часто используется в подобной отопительной системе.

Сборка агрегата

Работа по самостоятельному изготовлению котла выполняется в несколько несложных шагов. Выполните последовательно каждый этап инструкции, параллельно ориентируясь на чертежи и схемы.

Первый шаг. Определите оптимальные размеры будущего парового котла. От размеров оборудования напрямую зависит его производительность. Этот момент уточняйте в индивидуальном порядке, учитывая особенности конкретно своей ситуации.

На этом же этапе подготовьте все необходимые чертежи. При желании можете заказать их составление профессионалу либо же использовать готовые чертежи из открытых источников.

Второй шаг. Заготовьте необходимые материалы. Ранее приводился перечень требуемых элементов. В первую очередь купите трубы диаметром 32 мм и 12 мм. Листовая нержавейка должна иметь толщину порядка 2-3 мм.

Третий шаг. Подготовьте корпус котла. Лучший вариант – сварить корпус самостоятельно из листового металла. Размеры корпуса подбирайте индивидуально, в соответствии со своими нуждами.

Четвертый шаг. Сделайте основание котла. Ранее рассказывалось, что в основе конструкции паровых котлов лежит система сообщающихся труб. Прежде всего, подготовьте кусок трубы длиной порядка 11 см с толщиной стенок примерно 3 мм.

Трубу, имеющую 11 см в диаметре, нарежьте на 12 элементов – они будут выполнять функции дымогарных труб. Трубу же большего диаметра нарежьте на жаровые трубки.

Длину труб подбирайте в соответствии с вашими схемами.

Медные трубы

Пятый шаг. Сделайте требуемое количество переборок и стенок парового котла. Для этого используйте нержавеющую листовую сталь.

Шестой шаг. Подготовьте в стенках агрегата отверстия для размещения жаровых и дымогарных труб. Присоедините упомянутые элементы в развальцованном виде к основанию котла. В этом вам поможет сварочный агрегат. На этом этапе тоже ориентируйтесь на имеющиеся чертежи и схемы.

Седьмой шаг. Прикрепите к корпусу агрегата предохранительный клапан и паровой коллектор. Через клапан в дальнейшем вы будете спускать остаточный пар.

Восьмой шаг. Выполните теплоизоляцию котла с помощью асбестового листа.

Схема подключения парогенератора

Таким образом, разобравшись в основных положениях инструкции, вы сможете самостоятельно собрать простой парогенератор и включить его в систему обогрева собственного дома. На каждом этапе выполнения работы ориентируйтесь на имеющиеся у вас чертежи, т.к. понять порядок сборки агрегата по одним лишь текстовым рекомендациям невозможно.

https://youtube.com/watch?v=T8E2vT5XY3A

Как устроить паровое отопление от печи своими руками

Оборудование и материалы

Для устройства парового отопления понадобятся:

• радиаторы (под каждое окно);
• теплообменник – по сути, водотрубный котел или парогенератор;
• трубы для паропровода и отвода конденсата – предпочтение лучше отдать стойким к высоким температурам материалам: оцинкованной стали или меди;
• колена, соединители, хомуты для труб, кронштейны для радиаторов, запорная арматура: вентили, краны для выпуска воздуха;
• гидравлический затвор, применяемый с целью возможности осушки паропровода;
• редукционный клапан для снижения давления в системе;
• редукционно-охладительная установка;
• сварочный аппарат;
• емкость для сбора конденсата;
• насос.

Редукционный клапан для снижения давления в системе

Дорогостоящее оборудование лучше взять в аренду.

Редукционно-охладительная установка

Теплообменник

Теплообменник для кирпичной печи придется изготовить самостоятельно или заказать. Для этого понадобятся трубы из металла, толщиной стенки от 2,5 мм и сварочный аппарат. Соединить их можно как на рисунке или сделать в виде змеевика. Главное, следить за качеством сварных швов. Расчет делается приблизительно так: 1 м2 поверхности змеевика отдает до 9 кВт.

После того, как конструкция будет изготовлена, необходимо её проверить. Для этого следует залить в неё воду и убедиться, что нет течи. Однако этот способ мало информативен, поскольку сварные швы могут иметь шлаковые включения, которые при отсутствии избыточного давления не будут обнаружены.

Лучше всего проверять качество швов способом «керосин на мел». Для этого необходимо обвести мелом все сварные швы и залить внутрь конструкции керосин. В случае наличия мельчайшей поры, мел потемнеет, поскольку в неё просочится керосин.

Контур для кирпичной печи

Ещё вариант теплообменника для печи

Последовательность работ

Теплообменник встраивается в печь на этапе её кладки прямо в топку

Теплообменник встраивается в печь

Нужно учитывать, что если планируется делать печь под варку, то труб в верхней части быть не должно, иначе они будут мешать. Тогда лучше сделать теплообменник по такому принципу

Далее, согласно схеме, под окнами монтируют радиаторы. К ним подсоединяют подводящие и отводящие трубы. Для естественной циркуляции – с небольшим уклоном в 3 мм на метр. Каждый конвектор следует снабдить краном для выпуска воздуха.

В целях безопасности желательно установить запорные краны перед каждым радиатором и один перед всей системой. В её начале следует также поставить редукционный клапан и охладительную установку.

В конце системы ставят бак для сбора конденсата, с которого тоже под уклоном перетекает вода обратно в теплообменник. Не желательно для этой цели использовать мембранный расширитель, так как он рассчитан на t до 85° С.

В системе принудительной циркуляции, в обратном трубопроводе, перед печью устанавливают насос.

Проектирование системы парового отопления

Даже для небольшого помещения лучше всего составить проект. Система, сделанная на “авось” с большой долей вероятности вскоре потребует переделки, а составленная на бумаге схема позволит сразу же выявить слабые места и исправить их.

Например, для того, чтобы создать систему с естественной циркуляцией теплоносителя, теплообменник, а соответственно, и нагревательный прибор, следует расположить в самой нижней точке дома.

Паропровод и конденсатопровод систем отопления с естественным типом движения теплоносителя устраивают с уклоном в сторону его движения (+)

Это значит, что печь или котел должны стоять ниже всех радиаторов, а также труб, которые стоят не вертикально, а горизонтально или под углом к вертикали.

Если разместить нагревательный прибор таким образом не получается (в доме отсутствует подвал, подвал использован для других целей и т.п.), следует отдать предпочтение отоплению с принудительной циркуляцией.

На схеме изображена система отопления с принудительной циркуляцией. Для ее монтажа понадобится циркуляционный насос и накопительный бак

Поэтому в схему парового отопления необходимо включить насос, который будет нагнетать воду в теплообменник. Важный момент в проектировании отопительной системы – порядок подключения радиаторов. Последовательное подключение или так называемая однотрубная система предполагает соединение всех радиаторов по порядку.

В результате теплоноситель будет последовательно перемещаться по системе, постепенно остывая. Это экономичный вариант подключения, который и установить проще, и по стоимости выйдет дешевле.

Но равномерность прогрева при таком способе пострадает, поскольку первый радиатор будет самым горячим, а в последний теплоноситель поступит в уже наполовину остывшем состоянии.

Однотрубное подключение радиаторов, как видно из этой схемы, предполагает последовательный монтаж. На последний радиатор теплоноситель поступает уже остывшим

Однотрубное решение может быть приемлемым только при подключении парового отопления на даче или в небольшом доме, на площади менее 80 кв. м. А для просторного коттеджа или двухэтажного строения больше подойдет двухтрубная система, при которой радиаторы подключают параллельно.

Схема с одной трубой обеспечивает одновременное, а не последовательное поступление теплоносителя в каждый радиатор, и прогрев помещений осуществляется более равномерно. Но при двухтрубном контуре к каждому радиатору придется подвести две трубы: прямую и “обратку”.

Такая система сложнее в реализации, да и обойдется это немного дороже, чем при установке однотрубной системы. Впрочем, подавляющее большинство систем водяного отопления выполнено по двухтрубной схеме, несмотря на сложности, и функционирует вполне успешно.

На этой схеме показана двухтрубная система монтажа радиаторов парового отопления. Каждый радиатор подключается к общему стояку и имеет обратную трубу, что обеспечивает равномерное распределение теплоносителя

Если в качестве источника тепла предполагается использовать дровяную печь, то следует сразу же просчитать и спроектировать специальный теплообменник. Он выглядит как змеевик, сваренный из металлических труб. Этот элемент встраивается прямо в конструкцию печи, а не устанавливается отдельно.

Поэтому проект новой печи также следует продумать на этапе проектирования. Можно использовать и уже имеющуюся печь, но ее придется частично разобрать, чтобы вмонтировать теплообменник внутрь.

Для получения 9 кВт тепла необходим теплообменник с площадью поверхности около одного квадратного метра. Чем больше отапливаемая площадь, тем больше должны быть размеры теплообменника.

Если отапливать помещение предполагается с помощью котла, то все немного проще: его нужно купить и установить. Обычно для парового отопления в доме рекомендуется брать водотрубную модель котла, как наиболее эффективную.

Хотя жаротрубные, дымогарные или комбинированные дымогарно-жаротрубные модели также могут стать вполне приемлемым вариантом.

Иногда для организации парового отопления используют самодельный котел, в котором сжигают отработанное машинное масло. Но этот вариант считается подходящим для использования в подсобных помещениях, например, в гараже. Для жилого дома такой вариант не слишком хорош.

Полезные рекомендации для начинающих

Учитывают
следующие нюансы при монтаже:

• все составляющие подбирают такие, чтобы
  выдерживали высокую температуру;
• не стоит использовать мембранный расширитель
  для резерва, так как он не эффективный, и рассчитан на 85 градусов;
• дымоход печки придется чаще чистить, это
  учитывают при составлении проекта;
• печь подойдет не только для парового отопления,
  но и приготовления еды на крайний случай;
• нельзя для обустройства системы использовать
  поддержанные батареи – может схема отопления выйти из строя;
• не надо покупать чугунные радиаторы – при
  резком перепаде температуре сплав повредится;

Батареи для паровой системы

• если нет уверенности в своих силах, установку
  паровой системы доверяют только профессионалам с высокой квалификацией;
• нельзя применять отопления в качестве центрального
  для многоквартирного дома;
• покупают для монтажа только сертифицированные
  приборы для безопасной работы;

Если
паровое отопление монтируют на даче без газа самостоятельно, то все детали, оборудование и
составляющие проверяют по несколько раз. На кону жизнь и здоровье близких
людей, сохранность имущества. В случае аварии возникает гидроудар большой
мощности, который разрушит стены дома. Если котел на твердом топливе, то он
должен находиться в целях безопасности находиться в отдельном здании.
Исключения составляют электрические приборы. Экономный вариант – это монтаж паровой системы на
дровяной печи. Но надо все внимательно спроектировать и рассчитать. Лучше
доверить работу профессионалам, если нет собственного опыта.

Как правильно рассчитать паровую систему

Остановив свой выбор на паровой системе, предстоит составить проект ее расположения в здании и выполнить предварительные вычисления.

Есть два варианта:

• произвести расчет основных компонентов парового отопления своими силами;
• обратиться за помощью к профессионалу – проектировщику.

Второй способ решения этого вопроса наиболее предпочтительный. Ведь только специалист, имея за плечами не один, удачно реализованный, проект по обустройству отопительной системы, способен учесть все пожелания владельца, не забыв о нормативных требованиях.

Если нет возможности и желания обращаться к проектировщику, можно приступить к самостоятельному расчету системы отопления паром. Можно использовать нормативы и полезные рекомендации из специальной литературы, например, из справочника проектировщика.

Для расчета предстоит взять план своего дома и посчитать площадь, которую требуется отопить. Затем обозначить места расположения радиаторов отопления.

При паровом отоплении часто используют вместо батареи регистры, выполненные из оцинкованных или оребренных труб. Они могут иметь дизайнерское оформление

Радиаторы подбирают в зависимости от требуемой мощности

Причем, важно учитывать технические характеристики понравившегося прибора – он должен выдерживать нагрузку при работе с паром

Чугунные радиаторы лучше не использовать в устройстве парового отопления редко посещаемой дачи. Постояв холодными длительное время, они могут не справиться с резким нагревом и лопнуть

Сравнительный обзор разных радиаторов отопления и рекомендации по их выбору приведены в этой статье.

Рассчитывать длину паро- и трубопровода для конденсата лучше всего, находясь в самом помещении. Так удобнее планировать высоту их прокладки и места установки радиаторов, если они понадобятся.

Для парового отопления можно использовать металлические трубы из оцинкованной стали или меди

Подсчитав нужное количество погонных метров трубы, не стоит забывать о паровой арматуре – вентилях, тройниках, при необходимости – конденсатоотводчиках, насосе.

Для определения мощности парового котла потребуется вычислить объем всех отапливаемых помещений и умножить эту цифру на показатель требуемого количества энергии для обогрева 1 м3. Этот показатель зависит от региона проживания. Так, для европейской части показатель составляет 40 Вт.

Можно подсчитать мощность котла для 3-х комнатного дома с высотой потолков 2,6 м.

Сначала надо вычислить площадь отдельных помещений:

• 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.

Затем предстоит вычислить объем всего дома: 14,75*2,6+7,35*2,6+10,8*2,6= 38,09+19,11+28,08= 57,02 м3.

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

Второй вариант определения мощности – по площади. Условно принимается, что для отопления каждых 10 м2 требуется 1 кВт мощности котла + 30% запаса, если высота потолков не превышает допустимый уровень до 2,7 м.

Использовать для парового отопления можно только сертифицированный агрегат. Брать самопальный котел весьма опасно – можно серьезно пострадать при его взрыве

Выбирать паровой котел следует от проверенного производителя. Агрегат должен иметь сертификат качества и гарантию завода, его выпустившего. Паровой котел обязательно оснащают предохранительным клапаном. Также, потребуются приборы контроля температуры и давления и редуктор для нормализации давления, если это потребуется.

Различные схемы парового отопления частного дома

Существует несколько видов схем парового отопления. Так, отопления можно сделать даже самому. Однако для этого необходимо знать несколько его вариантов.

Замкнутая и разомкнутая разводка трубопровода

Различают два вида вышеупомянутого автономного отопления, в частности, замкнутый, а также — разомкнутый, что зависит от попадания конденсата в конечную точку тепла (радиатор).

Замкнутая система характеризуется тем, что в ней с элементов отопления конденсат попадает в источник тепла благодаря наличию разности давления. При этом для четкой работы отопления нужно размещать сборник пара ниже по сравнению с нагревательными элементами.

Замкнутая схема парового отопления

При разомкнутой системе отопления попадание конденсата в бак накопления происходит самостоятельно (самотечным путем). С помощью насоса происходит перекачка в тепловой источник. В таком виде отопления происходит стекание конденсата свободным путем с крайнего радиатора в кондетсатонакопитель.

Разомкнутая схема парового отопления

Двухтрубная или однотрубная система?

Паровое автономное отопление бывает одно- и двухтрубным. Обычно однотрубную систему отопления используют не часто (при этом возникает сложность в регулировании имеющегося потока тепла: для контроля нужны спецустройства).

Более практичное двухтрубное отопление. Оно легко регулируется: на месте входа пара в радиатор ставят специальный вентиль для регулировки, а на месте выхода конденсата ставят термостатирующие отводчики конденсата. Поэтому такой вид отопления малошумный.

Ориентируемся на давление в системе отопления

Системы парового автономного отопления различаются по присоединению отопительных элементов, по виду расположения отводов пара и отводов конденсата.

Автономное отопление с низким давлением

Как известно в котле при работе возникает давление, которое заставляет передвигаться пар в стояк и в разводящий паропровод, от которого к радиаторам отходят стояки. К отопительным радиаторам подсоединяют пароподводки со специальными кранами для регулировки. Поступая в радиаторы, пар соприкасается с их стенками и охлаждается. При этом отдается тепло. Во время этого процесса образуется конденсат. Он попадает снова в котел по конденсатопроводу.

Система парового отопления с низким давлением

Автономное отопление с высоким давлением

В начале паропровода с высоким давлением оно составляет 0,7 кгс/см кв. Такие системы встречаются только с замкнутым контуром. При образовании пара он собирается и поступает в гребенку для распределения. В гребенке специально устанавливают особый клапан, который контролирует установку допустимого давления. Для последующего ремонта клапана заблаговременно устанавливают байпас.

Затем пар поступает к радиаторам. Необходимо, чтобы давление было достаточным во всей системе. Это нужно для того, чтобы удалялся конденсат. При этом температура конденсата почти одинакова с температурой пара.

Схема парового отопления с высоким давлением

В паропроводе в некоторых местах монтируют вентили (на входе в него, на выходе из радиаторов). Чтобы контролировать давление устанавливают манометр. Также систему обеспечивают компенсаторами для, соответственно, компенсации температурные удлинения в трубопроводе.

Вакуум-паровое отопление

Данная схема парового отопления частного дома работает за счет насоса, который создает низкое давление в самом котле. С его помощью происходит передвижение пара и конденсата по системе автономного отопления.

Если у вас есть печь

Вышеупомянутые схемы парового автономного отопления можно оборудовать, в частности, в жилых домах с помощью уже имеющихся печей. Методика сборки системы и трубопровода идентична другим видам парового отопления. Но при этом радиаторы будут отсутствовать в помещении, куда выводится труба, кроме тех случаев, если вышеупомянутое помещения больше 40 м кв.

При оборудовании парового отопления необходимо строго соблюдать технологию. Необходимо заранее все рассчитать, учитывая возможные нюансы. Для надежности и точности все расчеты необходимо поручить профильным специалистам. Мы были рады представить вам актуальные схемы парового отопления частного дома. Следуя нашим рекомендациям, вы точно добьётесь положительного и нужного результата.