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.
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.
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?
Суть системы парового отопления
В упрощенном виде схема парового отопления выглядит следующим образом: пар из парогенератора поступает в трубы, проходит по всему помещению, нагревая радиаторы, и возвращается в обратно в котел в виде конденсата.
Отличие схем разводки
Система разводки трубопровода зависит от способа возврата конденсата. Конденсат образуется во время прохода пара по трубопроводу и для безопасного функционирования системы должен непрерывно удаляться из труб. В замкнутой схеме парового отопления, независимо от того, от печи или от любого другого нагревательного прибора работает система, конденсат движется самотеком. То есть на выходе из котла труба устанавливается выше, чем в конце цепи. Такая схема парового отопления без насоса допустима для использования в одноэтажных строениях небольшой площади. Если же вам необходимо нагреть помещение большой площади, а тем более разноуровневое, то здесь не обойтись без циркуляционного насоса. Система с насосом называется разомкнутой.
Система «теплого пола»
«Теплый пол» обретает в последнее время все большую популярность. Зачастую его создают на основе электрического отопления, но при желании можно использовать и водяное. Установка такой системы – процедура сложная и трудоемкая. Под напольное покрытие укладываются полипропиленовые трубы (можно использовать и металлопластик), по которым будет циркулировать горячий теплоноситель.
Система «водяной теплый пол»
Также необходимо установить комнатный термостат – с его помощью будет регулироваться температура.
Коллекторная группа
Схема разводки и установки регулятора
Подобная вариация системы «теплого пола» имеет массу достоинств по сравнению с электрической, главными из которых являются низкая стоимость и незначительная энергоемкость.
Принцип работы
Тепловым генератором в паровом отоплении является котел, функционирующий при низком давлении – он образует горячий пар и передает его по магистралям. При движении пар конденсируется и оседает на стенках приборов, отдавая большое количество тепла – в этом и заключается секрет высокой производительности системы.
Котел
- в обычном паровом отоплении оно выше атмосферного, но не превышает 6 атм.;
- в вакуумных системах оно ниже атмосферного.
Регулировка подачи тепла осуществляется путем изменения интенсивности парообразования. Если возникает необходимость, подачу попросту перекрывают, что создает условия для остывания дома.
Отопительным оборудованием здесь выступают традиционные радиаторы из чугуна или стали, а также оребреннные трубы.
Радиаторы из чугуна
Труба ребристая
По другой классификации паровой обогрев может быть:
- закрытым – в данном случае конденсат возвращается естественным путем, для чего используются трубы большего диаметра;
- открытым – здесь вода скапливается в специальной емкости и перекачивается с помощью насоса.
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.
Различия между паровым и водяным отоплением
Паровое отопление работает по принципу:
- сначала в емкости до кипения нагревается вода и преобразуется в пар;
- пар по трубам переходит в радиаторы, отдавая тепло;
- в батареях пар конденсируется, превращаясь снова в воду;
- вода стекает по отводам в расширительный бак и возвращается в теплообменник.
В отличие от водяного отопления, паровое дает большую теплоотдачу, в три раза быстрее прогревает помещение, обладает эргономичностью. Для него требуется малогабаритное оборудование, что, собственно и удешевляет систему в целом. Ещё один плюс: в покинутом доме трубы в холодное время года не замерзают. Поэтому легко запустить паровое отопление, приехав зимой на дачу, а уезжая, убедиться в полном прогорании топлива.
Подобно котлу, идроузел подключается к гидравлической системе отопления и санитарной воды, чтобы обеспечить горячую воду для радиаторов, а также смесители для ванной и кухни. Чтобы сформировать правильную пару для вас, попросите инженера сначала рассчитать энергетические потребности вашего дома.
Вот идеальный выбор, который также улучшит 30% -ную тепловую эффективность: конденсационный котел с фитингами, совместимый со многими традиционными котлами и радиатором с предустановленными и адаптивными радиаторами для замены наиболее распространенных радиаторов под рамой, включая чугун или алюминия.
Кстати, в качестве генератора для парового отопления можно использовать не только печи, но и котлы, действующие на отработанном масле. Но обычно такую систему устанавливают в гаражах и подсобных помещениях из соображений экологичности.
Вы можете комбинировать печь с принудительной вентиляцией с системой воздуховодов с горячим воздухом, чтобы нагреть весь дом с экономией от 25 до 55%. Нагретый воздух из печи сначала подается в воздуховоды, выполненные с изолированными шлангами, а затем передается через мощный вентилятор в направлении дозирующих сопел, расположенных в разных помещениях. Печь мощностью 1000 килокалорий может излучать 900 мкл горячего воздуха в час.
Учитывая, что здание было недавно построено в соответствии с требованиями современного строительного искусства и оснащено современными установками, похоже, что он был установлен много лет назад. И это не совсем в Польше, а где-то в испанской провинции.
Устройство котла функционирующего на отработанном масле
Выбор котла
Выбор котлов
Для того чтобы правильно подобрать отопительный прибор, первым делом необходимо посчитать площадь, которая будет прогреваться. Чтобы сделать это, надо вычислить площадь каждой отдельной комнаты, умножив ширину на длину. После этого все результаты необходимо сложить, конечная цифра и будет искомым значением
Важно помнить, что это справедливо для высоты потолков до 3 м, если она больше, тогда необходимо делать дополнительный запас по мощности
- Для общей площади до 200‒300 м2 хватит производительности в 25‒30 кВт.
- Для 400‒600 м2 — 35‒60 кВт;
- 600‒1200 м2 — 60‒100 кВт.
Следующим этапом будет выбор топлива. Паровые котлы с легкостью функционируют от таких источников:
- Жидких. Это может быть, например, дизельное топливо или отработанное масло. При использовании такого варианта обязательным будет размещение агрегата в отдельном помещении. Это поможет избежать вдыхания вредных испарений и их негативного влияния на здоровье.
- Твердых – дров, угля, торфа и всего, что может гореть с выделением большого количества тепла.
- Газообразных. Обычно это природный или сжиженный газ.
- Электрических.
В некоторых случаях твердотопливные решения обходятся значительно дешевле, но стоит учитывать не только затраты на топливо, но также и время, которое будет затрачено на растопку. В этом случае оно может достигать нескольких часов, при этом необходимо постоянно пополнять топку, чтобы поддерживать температуру на должном уровне.
Почему выбирают отопление паром?
Надо признать, что системы отопления паром нельзя отнести к числу очень популярных. Такое отопление, скорее, редкость. Подробно рассмотрим его достоинства и недостатки.
К числу первых, бесспорно, относятся:
- Эффективность обогревательной системы. Она настолько высока, что для отапливания помещений хватит небольшого количества радиаторов, а в некоторых случаях можно обойтись и без них: труб будет достаточно.
- Малая инерционность системы, благодаря чему отопительный контур прогревается очень быстро. Буквально через несколько минут после запуска котла в комнатах начинает ощущаться тепло.
- Теплопотери в системе практически отсутствуют, что делает ее весьма экономичной по сравнению с другими.
- Возможность редкого использования, поскольку из-за малого количества воды в трубах система не размораживается. Как вариант может устанавливаться в дачных домиках, куда приезжают время от времени.
Главным же достоинством парового отопления принято считать его экономичность. Первоначальные затраты на его обустройство достаточно скромны, в процессе эксплуатации оно требует относительно небольших вложений.
Однако даже при таком количестве достоинств недостатки системы весьма значимы. Связаны они в первую очередь с тем, что в качестве теплоносителя используется водяной пар, температура которого очень высока.
Внутри радиатора парового отопления происходит конденсация водяных паров. В ходе этого процесса выделяется большое количество тепловой энергии, что объясняет высокую эффективность системы
Благодаря этому все элементы системы разогреваются до 100 °С и даже выше. Понятно, что любое случайное прикосновение к ним вызовет ожог. Поэтому все радиаторы, трубы и другие детали конструкции должны быть обязательно закрыты. Особенно если в доме находятся дети.
Высокая температура радиаторов и труб провоцирует активную циркуляцию воздуха в помещении, что достаточно некомфортно, а иногда и опасно, к примеру, при аллергической реакции на пыль.
При использовании парового отопления воздух в комнатах становится слишком сухим. Его пересушивают горячие трубы и радиаторы. Это требует дополнительного использования увлажнителей.
Далеко не все отделочные материалы, которыми декорируются отапливаемые таким способом помещения, выдерживают соседство с раскаленными радиаторами и трубами. Поэтому их выбор очень ограничен.
Наиболее приемлемый в данном случае вариант – окрашенная термостойкой краской цементная штукатурка. Все остальное – под вопросом. Есть у парового отопления еще один влияющий на комфорт проживающих в доме недостаток: шум, который производит проходящий по трубам пар.
К более значимым минусам можно отнести плохую регулируемость системы. Теплоотдачу конструкции практически нельзя контролировать, что приводит к перегреву помещений.
Паровое отопление относится к потенциально аварийно опасным системам, поэтому к выбору оборудования нужно относиться очень ответственно. Трубы для системы должны быть только металлическими
Варианты решения есть. Первый – установка автоматики, которая будет включать котел при остывании помещений. В этом случае проживающим в доме будет достаточно некомфортно от постоянного колебания температур.
Более «щадящий», но трудоемкий способ – обустройство нескольких параллельных веток, которые нужно будет запускать в работу по мере необходимости.
Основной недостаток парового отопления, из-за которого оно мало используется, это его повышенная аварийная опасность. Нужно понимать, что при возникновении порыва из трубы или радиатора под давлением будет бить горячий пар, что крайне опасно.
Именно поэтому такие системы сегодня запрещены в многоквартирных домах и реже используются на производстве. В частных же домах они могут быть обустроены под личную ответственность владельца.
Особенности обогрева частного дома паром
У тепла, доставляемого паром, есть ряд плюсов, которые привлекают внимание рачительных хозяев:
- установка конструкции обойдётся сравнительно недорого, ремонт и обслуживание также не требуют много средств и времени;
- оборудование не занимает большие пространства;
- помещение нагревается в считаные минуты;
- практически отсутствуют теплопотери;
- тепло передаётся по трубам и распределяется не только конвекцией, но и излучением;
- благодаря эффективности устанавливают малое количество радиаторов и даже обходятся только трубами.
Из-за высокой теплоотдачи уменьшают площадь радиаторов и диаметр труб.
Выбирая конструкцию отопления, следует знать не только плюсы.
Есть ряд минусов:
само по себе оборудование шумное; придётся соблюдать осторожность так, как температура труб бывает больше 100 градусов;
поверхности тепломагистрали должны быть закрыты, особенно если в семье дети — чтобы избежать серьёзных ожогов; в помещении будет высокая циркуляция воздуха, устанавливается низкий уровень влажности, что потребует мер по очищению и увлажнению воздуха; при аварии возникает риск получения серьёзных травм — будет бить горячий пар
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:
- 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.
- Для помещений, где потолки выше 2,7 м используется коэффициент «высоты потолка», равный высоте потолка ÷ 2,7.
- 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.
- 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:
- От использования только низкозольных дров твёрдых пород (в идеале дуб или бук).
- 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.
- 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.
Водяное отопление от печи
Существует такое понятие, как печное паровое отопление, введенное в обиход еще нашими дедами. Но никакого пара в трубопроводах тут нет, это водяная система с радиаторами, работающая от теплообменника, установленного в топке или газоходе печи. Теплообменники для этих целей бывают двух типов: в виде змеевика или емкости с патрубками. Бак обычно варят из нержавеющей стали, а змеевик делают из толстостенных стальных труб.
Чтобы сделать паровое отопление от печки, нужно выполнить трубную разводку и установить радиаторы. Как правило, мощности теплообменника хватает на хороший нагрев 2–4 батарей, на это количество и надо ориентироваться. Систему можно сделать самотечной, но это загромоздит ваш дом трубами большого диаметра. Если нет острой необходимости, то лучше установить циркуляционный насос и проложить магистрали над полом.
Как и в случае с котлами, сжигающими твердое топливо, на подающий трубопровод следует установить группу безопасности. Процесс горения в топливнике не всегда удается проконтролировать или вовремя приостановить, так что наличие предохранительного клапана с манометром не помешает. Оптимальный вариант, при котором перегрев печного бака практически невозможен – это наличие теплоаккумулятора.
Перечень необходимого оборудования и материалов
Схем реализации парового отопления огромное множество, однако для всех их необходим одинаковый комплект оборудования, в который включаются:
- Трубы для прокладки магистралей
- Паровой генератор – основа всей системы
- Нагревательное оборудование
- Запорно-регулирующая арматура
- Контрольно-измерительное оборудование
Наибольший интерес в паровой системе отопления представляет трубопровод, который можно условно поделить на следующие две составляющие: конденсатопровод и паропровод. Исходя из названий, можно предположить об их предназначении.
Паропроводы используются для подачи внутрь отопительной системы пара. Конденсатопроводы отводят скапливаемый в радиаторах и магистралях конденсат. Последние могут делиться на несколько категорий по двум признакам:
- По способу наполнения
- По способу движения жидкости
По способу наполнения конденсатопроводы бывают одного из следующих типов:
- Мокрые – в них постоянно находится вода
- Сухие – вода заполняет трубу частично в процессе работы отопления
По способу перемещения жидкости они также подразделяются на две категории:
- Напорные – конденсат движется по трубам за счет установившейся внутри разности давлений
- Самотечные – трубопровод прокладывается таким образом, чтобы в направлении накопительного бака образовывался уклон
