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.
Отопление паром своими руками
В жилых помещениях использовать этот вид отопления нельзя, а, значит, в нежилых можно. Поэтому многие домашние мастера используют этот вариант для обогрева бань, гаражей, кладовок и сараев. Тем более, этот вид отопительной сети имеет ряд достаточно весомых преимуществ.
Преимущества
- Компактные габариты котла и системы в целом.
- Используются трубы небольшого диаметра.
- Низкая инертность.
- Быстрый нагрев помещений.
Недостатки
Без недостатков тоже не обошлось.
- Высокая температура приборов отопления. Есть большая вероятность получить ожоги.
- Невозможно регулировать температуру радиаторов.
- При движении пара по схеме создается шум.
- Невысокий срок службы всех элементов отопительной системы за счет высокой температуры теплоносителя.
- Сложная схема парового отопления, особенно обратного контура, по которому возвращается конденсат.
С достоинствами и недостатками парового отопления разобрались, возвращаемся к основному вопросу, можно ли соорудить паровое отопление своими руками? Ничего сложного в этом нет, если разобраться со схемой и с материалами, которые используются в ней. Начнем со схем. Их несколько видов, просто перечислим.
- Распределительный паропровод расположен вверху.
- Внизу.
- Используется как промежуточный паропровод.
- С прокладкой сухого или мокрого конденсатопровода.
Оптимальный вариант для домашнего использования позиция номер один. По сути, физика движения пара точно такая же, как и у горячей воды, так что не стоит здесь изобретать велосипед. Это самый простой и эффективный вариант.
Медные трубы для парового отопления
Теперь переходим к выбору котла. Для домашнего использования вам понадобится агрегат низкого давления. Эти приборы сегодня вы можете найти на рынке, проблем здесь нет. Можно соорудить паровой котел своими руками. Правда, это не самая простая конструкция. И если вы в этой сфере не специалист, то не стоит даже и начинать его сборку. Тем более, пар – это по своему агрессивный источник тепловой энергии, поэтому не рекомендуется устанавливать самодельные агрегаты. Используйте только сертифицированное оборудование.
Обращаем ваше внимание на технические характеристики паровых котлов:
- Давление пара на выходе – 6 атм.
- Температура теплоносителя – 130°С.
Хотелось бы обратить ваше внимание, что паровые котлы могут работать на любом виде топлива. Поэтому производители выпускают различные модели
Хотя предпочтение отдается газовым котлам и твердотопливным.
Паровой котел в сборе
Комплектация
В первую очередь разберемся с трубами. Так вот пластиковые изделия в этой системе не устанавливаются. Они просто не выдержат такой высокой температуры. Бюджетный вариант – стальные трубы. Правда, у них очень низкий срок эксплуатации. Лучше всего, если будут использованы трубы из нержавейки или меди. Но это дорого.
В технологии сооружения трубной разводки самым главным критерием является создание герметичной отопительной системы. Поэтому трубы рекомендуется сваривать между собой. Можно использовать и резьбовое соединение, но необходимо, чтобы оно соответствовало высоким требованиям устойчивости к воздействию пара. Все то же самое относится и к запорной арматуре, манометрам и термометрам.
Что касается радиаторов отопления, то и тут выбор достаточно большой. Главное, чтобы они соответствовали техническим характеристикам котла, то есть вырабатываемому давлению и температуре теплоносителя. С давлением проблем возникнуть не должно, потому что стандартные батареи спокойно выдерживают 6 атм. Если хотите иметь запас прочности, тогда выбирайте модели, которые могут выдержать большее давление до 16 или 25 атм. Хотя во многих случаях это излишне.
Установка парового отопления: обзор процесса обустройства
В обзоре процесса обустройства парового отопления мы будем двигаться от простого к сложному. Поэтому первым будет рассмотрен вариант с замкнутой разводкой однотрубного типа, рассчитанной под естественную циркуляцию. А последним – разомкнутый вариант с двухтрубной разводкой, рассчитанный под принудительную циркуляцию теплоносителя. Итак, начнем.
Первая схема: разомкнутый однотрубный вариант
В этом случае печь для парового отопления нам не пригодится: ведь разомкнутый контур на самотеке функционирует лишь в том случае, если генератор пара располагается ниже батарей-конденсаторов.
То есть, монтаж системы начинается с установки особого твердотопливного или газового парогенератора, к выпускному патрубку которого монтируют тройник, для подключения манометра и первичного участка паропровода.
Первичный участок поднимают до уровня потолка и направляют вдоль периметра стен, под уклоном 1,5-2 сантиметра на погонный метр трубы к первой батарее. Причем ввод в батарею оформляют как вертикальный отвод, соединяемый с правым нижним штуцером радиатора.
Далее нужно соединить верхний левый штуцер первой батареи и правый верхний штуцер второго радиатора. С нижними входами проделывается та же операция. И подобным образом соединяют все батареи – от первой до последней. Причем каждая батарея должна располагаться немного ниже предыдущей, с учетом 2-сантиметрового уклона на каждый погонный метр соединяющего радиаторы трубопровода. Иначе никакого самотека не будет.
Конденсатопроводом, по сути, является нижняя ветвь, соединяющая соседние штуцеры радиаторов. Причем от последней батареи отходит отдельный конденсатопровод, подключаемый к баку-испарителю. Разумеется, последний участок должен монтироваться с тем же уклоном.
В итоге, если не учитывать небольшое затруднение с позиционированием парогенератора, а точнее бака-испарителя этого элемента, то данный способ разводки является самой доступной схемой монтажа парового отопления. Причем сборка компонентов осуществляется на резьбовые или обжимные муфты. А основным материалом для строительства паропровода и конденсатопровода является медная труба.
Вторая схема: замкнутый двухтрубный вариант
В этом случае можно использовать самый бюджетный вариант генератора – печь – для парового отопления дома вполне достаточно той энергии, которую выделяют горящие дрова, торф или уголь, а месторасположение бака-испарителя при разомкнутой разводке может быть любым.
Монтаж системы начинается аналогичным способом. То есть, к выпускному клапану бака-испарителя подсоединяют первый (вертикальный) участок паропровода, переходящий в горизонталь, которую прокладывают под самым потолком вдоль всего периметра жилища.
Батареи- конденсаторы монтируют в нужных местах, соединяя их с горизонтальным участком паропровода вертикальными отводами.
На уровне пола монтируют горизонтальный конденсатопровод, в который отводят сгустившийся пар, собранный из батарей по небольшим вертикальным отводам, соединенным с нижними патрубками.
Конденсатопровод соединяется с накопительным баком открытого или закрытого типа. Причем закрытый бак позволяет усилить давление в системе до 5-7 атмосфер, что, разумеется, сказывается на результативности процесса теплообмена между испарителем и конденсаторами.
От накопительного бака к испарителю идет обычный водопровод с очень горячей водой. И циркуляционный насос принято монтировать именно на этом участке.
В итоге, по степени сложности данная схема не превосходит однотрубную разводку. Правда, двухтрубный вариант с его расширительными баками, циркуляционными насосами и двумя ветками разводки (паропроводом и конденсатопроводом) требует больших усилий на этапе сборки. Но все затраченные усилия компенсируются возросшей эффективностью системы отопления. При этом технология сборки разводки и основной тип трубного погонажа аналогичны однотрубной системе.
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.
Паровое отопление и что это?
При закипании воды выделяется водяной пар, который имеет большое количество тепловой энергии. Передача энергии окружающей среде происходит в момент конденсации, иными словами, при переходе воды из парообразного состояния в жидкое.
В паровом отоплении применяется тот же принцип. Вода, закипающая в котле, подается по трубам в отопительные приборы, конденсируется в них и отдает тепло. После этого теплоноситель, перешедший в жидкое состояние, подается по трубам в специальный накопитель. Оттуда жидкость самотеком или принудительно попадает в котел.
Плюсы и минусы парового отопления
Паровое отопление в частном доме дает следующие преимущества:
- Небольшие расходы на устройство. Экономичность в процессе использования. Систему можно сделать от обычной печи, что особенно актуально для населенных пунктов без газификации.
- Поскольку теплоноситель не замерзает, систему можно применять в постройках сезонного проживания.
- Эффективность обогрева помещений повышается за счет излучения тепловой энергии и конвекции.
- Для сборки системы можно применять небольшие радиаторы и трубы малого сечения, что позволяет сэкономить на материалах.
- Пар быстро попадает в каждую точку отопительной системы, независимо от ее сложности и размеров дома.
- Быстрый прогрев помещений – дополнительное преимущество.
- Коэффициент теплопередачи очень высокий, поэтому тепловые потери сводятся к нулю.
- Такие системы можно применять в комплексе с теплыми полами.
Перед тем как провести паровое отопление, нужно изучить его минусы. Недостатки парового отопления заключаются в следующем:
- при циркуляции по контуру пар создает шум (для снижения уровня шума медные трубы прокладывают внутри стен, а котел ставят в отдельном помещении);
- отопительные приборы и трубы могут нагреваться до температуры выше 100°С, что повышает вероятность ожогов при прикосновении к батареям (в связи с этим рекомендуется закрывать радиаторы и трубы защитными экранами);
- при прорыве возникает опасная аварийная ситуация, потому что теплоноситель имеет очень высокую температуру;
- для сборки контура понадобятся дорогостоящие медные или оцинкованные трубы (это нужно учесть, подсчитывая, сколько стоит провести паровое отопление);
- система подвержена коррозии, поэтому срок ее службы небольшой;
- сложно регулировать температуру в помещениях (для этого приходится проветривать комнаты или сократить количество топлива, что довольно сложно).
Характеристика и схема устройства
Внутри отопительной паровой системы может быть разное давление. В зависимости от этого она бывает следующих видов:
- С высоким давлением свыше 0,07 МПа.
- С низким давлением менее 0,07 МПа.
- Вакуум-паровая система имеет давление не ниже 0,1 МПа.
Схема парового отопления может быть с закрытым и открытым контуром. Открытые контуры с низким давлением взаимодействуют с атмосферным воздухом. Герметичные закрытые системы более долговечные.
Чаще всего в частном доме делают замкнутые системы с возвратом теплоносителя самотеком в котел. Обычно используют верхнюю разводку трубопроводов. Если применяется контур с нижней разводкой, то трубы укладывают с уклоном в направлении движения пара для снижения шума. В месте отведения конденсата делают гидрозатвор в виде петли для защиты от попадания пара в магистраль конденсации.
Реже применяют комбинированную разводку с прокладкой трубопроводов под полом среднего или последнего этажа. В таком случае просвет возвратной магистрали полностью закрывается конденсатом.
При давлении в сети выше 0,02 МПа применяют только открытые контуры. В них удаление воздуха происходит через конденсационный накопитель. Для защиты от утечек пара устанавливаются гидрозатворы или конденстоотводчики. С целью перекачки жидкости для парового отопления из накопителя в теплообменник используется насос. Благодаря этому накопитель можно установить ниже теплообменника.
Паровое отопление, недостатки и достоинства для частного дома
По сути дела паровое отопление в доме представляет немного измененный вариант водяного, в котором вместо жидкости используется пар. Это вызывает необходимость внесения ряда конструктивных доработок самой системы. Конкретных вариантов реализации коснемся немного позже, а сейчас попробуем понять, чем же может быть вызвано желание снабдить частный дом именно такой системой обогрева.
- Использование пара вызывает нагрев радиаторов до более высокой температуры, благодаря чему возможно уменьшение их площади и, соответственно, стоимости.
- Высокая скорость прогрева самой системы и помещения.
- Возможность уменьшения диаметра труб для транспортировки пара и конденсата.
- Меньшая возможность замерзания системы при отрицательных температурах.
- Меньшая стоимость затрат на создание всего обогрева подобного типа.
Принцип работы парового отопления
Однако при всех положительных качествах подобной системы недостатки являются более весомыми. Среди них надо отметить такие, как:
- Повышенная температура радиаторов при использовании пара. Она превышает сто градусов Цельсия, что вызывает возможность ожогов при случайном касании нагретой до такой температуры поверхности, в том числе и у детей. Вследствие этого действующими санитарно-гигиеническими правилами использование систем парового отопления в жилых помещениях запрещено.
- Недостаточный срок эксплуатации подобной системы обогрева.
- Повышенный шум при работе парового отопления.
- Невозможность регулирования в автоматическом режиме параметров системы.
Отмеченные недостатки позволяют считать, что использование подобного варианта обогрева дома будет не самым лучшим выбором.
Недостатки парового отопления и способы их устранения
- радиаторы от пара нагреваются выше 100°С, из-за чего они представляют опасность, особенно для детей и животных;
- система парового отопления работает шумно;
- управление температурным режимом затруднено;
- невозможность устройства водяных теплых полов.
Первый недостаток можно устранить, защитив радиаторы и поводящие трубы экранами. Существует огромный выбор этих декоративных элементов интерьера из дерева и пластика.
Деревянный экран защитит от случайного прикосновения к раскаленным радиаторам
Шумовой эффект в системе можно значительно снизить, если использовать антишумовые кронштейны для радиаторов при их монтаже, сам же парогенератор устроить в отдельном помещении.
Третий пункт устранить трудно. А вот для четвертого решение есть – водяные теплые полы при желании можно заменить пленочными инфракрасными.
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.
Положительные моменты выбора данного вида системы отопления:
- Высокий КПД. Несложная в установке и в принципе действия агрегата обладает достаточной эффективностью работы на долгое время. Паровая система по самому своему принципу циркуляции воды и конденсата является весьма продуктивной;
- Хорошие теплоаккумулирующие характеристики пара, которые позволяют передавать тепло через радиаторы без существенных затрат;
- Низкая себестоимость установки и широкий диапазон выбора как для возможностей вашего бюджета, так и для любого типа помещения, в котором будет производиться установка.
- Возможность достаточно скорого и регулируемого обогрева частного дома.
В целом стоит отметить, что паровая система обогрева является достаточно выгодным вариантом для желающих обустроить практически самостоятельно, дешево и сообразно собственному бюджету достаточно надежную и эргономичную систему. Диапазон выбора котлов, типов труб, радиаторов и прочих входящих элементов достаточно широк и разнообразен. Дачные участки, крупные помещения и частные дома при безопасной и правильной установке (см. этапы и общие советы) могут быть достаточно обеспечены таким видом отопительной системы.
Вывод
Система отопления представляет собой комплекс элементов, необходимых для обогрева помещений. Основными элементами являются генераторы теплоты, теплопроводы, отопительные приборы. Передача теплоты осуществляется с помощью теплоносителей — нагретой воды, пара или воздуха. Различают местные и центральные системы отопления.
К местным относят системы, в которых все элементы объединены в одном устройстве и которые предназначены для обогрева одного помещения. К местным системам относят печное отопление, газовое (при сжигании топлива в местном устройстве) и электрическое.
В водяных и паровых системах теплоноситель — вода или пар — нагревается в генераторе теплоты и передается по трубопроводам к нагревательным приборам. Прокладка трубопроводов систем отопления недопускается:
- на чердаках зданий (кроме теплых чердаков) и в проветриваемых подпольях в районах с расчетной температурой минус 40 °С и ниже (параметры Б);
- транзитных – через помещения убежищ, электротехнические помещения, шахты с электрокабелями, пешеходные галереи и тоннели.
На чердаках допускается установка расширительных баков с тепловой изоляцией из негорючих материалов.
В заключение перечислим преимущества и недостатки основных теплоносителей для отопления.
