- Принцип дії парової системи
- Особливості систем низького тиску
- Оцінка переваг і недоліків
- Проектування системи парового опалення
- Монтаж на базі дров'яної печі
- Кілька корисних порад
- Висновки і корисне відео по темі
Ефективне опалення житла - одна з найважливіших завдань для кожного домовласника. Цікавим варіантом вирішення цього завдання може стати парова опалювальна система, принципи роботи і пристрій якої відрізняється від звичних водяних схем.
Це не найпростіший варіант, що володіє своїми сильними і слабкими сторонами. Ми розповімо про правила пристрою і організації, особливості роботи системи з пароподібним теплоносієм. Ви дізнаєтеся, як влаштувати парове опалення в приватному будинку і як його грамотно експлуатувати.
Принцип дії парової системи
Коли вода закипає при постійному тиску, вона зберігає свою температуру постійною. Утворений в результаті такого кипіння пар володіє значною кількістю теплової енергії. У момент конденсації, тобто при перетворенні пари в рідину, ця енергія вивільняється і передається навколишньому середовищу.
Цей принцип використовується в роботі парових опалювальних систем. Вода закипає в котлі, пар переміщається по трубах до радіаторів, там конденсується і розлучається з теплом, тим самим нагріваючи повітря в приміщенні.
Отримана в процесі конденсації вода продовжує рух по трубах і повертається в спеціальний накопичувач, а потім надходить до нагрівача природним чином або примусово, за допомогою насоса.
Галерея зображень
фото з
За схемами організації і принципам пристрою парове і водяне опалення схожі. У їх складі аналогічні конструктивні елементи
Різниця в тому, що в прилади опалення надходить пар, який при конденсації віддає тепло випаровування і в сотні разів зменшується в об'ємі
За типом переміщення теплоносія парові системи так само діляться на гравітаційні і примусові, рівні з водяними правила виявляються в збірці і організації
До особливостей споруди парових систем відносять підвищену термостійкість, якої повинні володіти прилади опалення. Адже температура надходить в них пара може досягати + 130º
В межах самих парових систем розрізняються трубопроводи. Пар поставляється по паропроводах, які повинні бути ширше в перерізі і стійкіше до термовоздействія, ніж конденсатопроводи, передають в котел конденсат
За варіанту зворотного надходження конденсату для нагрівання в котел парові контури діляться на розімкнуті і замкнуті. У перших конденсат спочатку акумулюється в бачку, потім насосом транспортується в котел. У замкнутих конденсат переміщається відразу в котел
Для того щоб збалансувати за часом і потужності тепловіддачу, в парових системах часто замість стандартних батарей використовують регістри з ребрами
Парові контури опалення бувають тільки закритого типу, тому що випаровування теплоносія поза системою повинно бути виключено. Обсяг конденсату слід точно розраховувати, щоб при охолодженні пара в приладах не формувалися повітряні мішки, що заважають руху пара
Аналогії в паровому і водяному опаленні
Специфіка дії пара як теплоносія
Типи парових опалювальних систем
Особливості приладів опалення
Паропроводи і конденсатопроводи
Разомкнутая парова система
Регістри опалення з ребрами
Точність розрахунків в організації
Залежно від тиску в системі парового опалення їх поділяють на:
- вакуум-парові;
- низького тиску;
- високого тиску.
У перших тиск менше 0,1 МПа, по-друге - ще нижче - до 0,07 МПа, а в третіх - більше 0,07 МПа. Відкриті системи низького тиску мають доступ до повітря з атмосфери, але вони можуть бути і закритими, тобто повністю герметичними.
На цій схемі продемонстровані принципи розводки парового опалення. Нагрівальний прилад повинен розташовуватися нижче, ніж радіатори, конденсатопроводу надають ухил
У таких системах зазвичай використовується так званий сухий насичений пар, який не містить зважених часток води. Кількість пара в системі відбивається на її роботі. Якщо пара занадто мало, це створить проблеми для вільного стікання конденсату, а внизу опалювального приладу буде збиратися холодне повітря.
Достатній обсяг пара покращує процес відтоку конденсату, який відтісняється до стінок і стікає по ним у вигляді тонкої водяної плівки.
У замкнутих системах вода після конденсації відразу ж надходить в теплообмінник, але часто використовуються розімкнуті системи, в яких теплоносій спочатку збирається накопичувачі, а потім перекачується в котел для нагрівання.
Конденсат може повністю заповнювати труби, по яких переміщається для нагріву або тільки частково. Останній варіант переважно, оскільки при відключенні системи труби в ній залишаться сухими.
Якщо теплоносій парового опалення після конденсації переміщається безпосередньо в котел для подальшого нагріву, система називається замкненою. Якщо конденсат спочатку збирається в накопичувальному резервуарі, з якого прокачується в котел насосом, система відноситься до розряду розімкнутих
Особливості систем низького тиску
Найпоширеніший варіант такої системи - замкнутий, з використанням самопливного повернення в котел конденсату, який заповнює труби не повністю, при цьому застосовується верхня розводка труб.
Спочатку систему заповнюють водою до необхідного рівня, після цього починається нагрів. Конденсат стікає по загальному стояку і при досягненні заданого рівня витісняється в котел.
У такій же системі з нижнім розведенням рекомендується встановлювати труби з невеликим ухилом в напрямку переміщення пара, щоб знизити шумові ефекти. У місці відведення конденсату влаштовують петлеподібний гідрозатвор, що перешкоджає переміщенню пара на магістраль конденсації.
Швидкість пара в таких системах повинна бути помірною, не більше 0,14 м / с. Інакше пар буде захоплювати і частинки вологи, що скупчилася на стінах. В результаті система працює з великим шумом, підвищується ризик виникнення гідроударів.
Комбіновану розводку, тобто поєднання верхньої та нижньої розводки, застосовують, якщо труби прокладають під підлогою верхнього або середнього поверху будинку. Просвіт труб, по яких вода повертається в котел, в цьому випадку буде закритий конденсатом.
Якщо тиск в системі перевищує 0,02 МПа, її слід зробити відкритою. Повітря видаляється через накопичувач для конденсату, а щоб систему не покидав пар, ставлять конденсатовідвідник або гідрозатвор. Воду з накопичувача перекачують насосом в теплообмінник, що дозволяє встановити накопичувач нижче рівня, на якому знаходиться теплообмінник.
Теплоносій для опалення приватного будинку з котельні нагрівається в теплообміннику, розташованому в котельні. Після досягнення робочої температури пар переміщається в колектор, що розділяє потік на два контури: для основних приміщень і для котельні (+)
Оцінка переваг і недоліків
Чим хороша система парового опалення? Її відносно нескладно зробити навіть на базі звичайної дров'яної печі. Це особливо актуально в місцевостях, де централізоване газопостачання відсутнє, а дрова або інше тверде паливо цілком доступні.
Пар в якості теплоносія значно випереджає воду. Швидкість прогріву приміщень у нього в три рази вище. Крім того, парова система опалення навряд чи може вийти з ладу під час зимових холодів через відсутність нагріву.
Якщо топка прогоріла, вода з системи збереться в накопичувачі або в теплообміннику, а труби і радіатори залишаться порожніми. При водяному опаленні промерзання теплоносія, яким заповнений весь контур, як відомо, призводить до розриву труб.
Нарешті, розміри радіаторів парового опалення повинні бути значно менше, ніж для водяних систем, оскільки кількість одержуваної в результаті теплової енергії зростає в кілька разів. Це трохи скоротить витрати на монтаж опалювальної системи будинку.
Декоративні решітки для радіаторів парового опалення - це не тільки елемент дизайну інтер'єру, але і засіб захисту від опіків
На цьому список переваг парової системи завершується, і можна переходити до її недоліків, які досить значущі:
- висока небезпека опіків;
- підвищений рівень шуму при роботі;
- складності з регулюванням роботи системи;
- необхідність придбання дорогих труб і т.п.
Нормами безпеки парове опалення не рекомендовано для житлових приміщень, оскільки представляє високу небезпеку для здоров'я і життя проживаючих в будинку людей.
Так, робоча температура радіаторів буде дуже високою, при дотику до них можна отримати серйозний опік. Тому все радіатори доведеться закрити надійними декоративними решітками.
Звичайні ПВХ труби для такої системи не підійдуть, оскільки вони повинні витримувати високий тиск і температуру понад 100 градусів. Ці ж вимоги пред'являються і до інших елементів системи. Труби парового опалення повинні бути мідними або виконаними з оцинкованої сталі.
Мідні труби - ідеальний, але зовсім не дешевий варіант комунікацій для систем парового опалення. Для з'єднання цих труб знадобиться зварювальний апарат
У будь-якому випадку цей момент бюджетним не назвеш. Питанням безпеки повинна приділятися найпильніша увага. Всі монтажні роботи, наприклад, зварювання мідних труб, зажадають максимально якісного виконання. Якщо з'єднання прорве і в отвір вирветься струмінь пара, хтось із мешканців будинку ризикує отримати серйозні опіки.
Труби з нержавіючої сталі здатні витримувати такі характерні для систем парового опалення навантаження, як висока температура і підвищений тиск в системі
Ще один недолік опалення паром - підвищений рівень шуму. Щоб усунути цю проблему, слід правильно виконати монтаж радіаторів. Їх підвішують на спеціальних антишумових кронштейнах. Котел або піч найкраще поставити в окремому приміщенні. Крім того, мідні труби можна помістити в товщі стін, що також знизить рівень шуму.
Нарешті, регулювати температуру нагрівання в кімнатах при паровому опаленні трохи важко. Не можна встановити терморегулятор і просто зменшити кількість пара. Доведеться зменшувати кількість палива, що не завжди просто, або провітрювати приміщення. Перед початком робіт з монтажу парової системи опалення слід всі ці моменти врахувати.
Проектування системи парового опалення
Навіть для невеликого приміщення найкраще скласти проект. Система, створена на "авось" з великою часткою ймовірності незабаром зажадає переробки, а складена на папері схема дозволить відразу ж виявити слабкі місця і виправити їх.
Наприклад, для того, щоб створити систему з природною циркуляцією теплоносія, теплообмінник, а відповідно, і нагрівальний прилад, слід розташувати в найнижчій точці будинку.
Паропровід і конденсатопровод систем опалення з природним типом руху теплоносія влаштовують з ухилом в бік його руху (+)
Це означає, що піч або котел повинні стояти нижче всіх радіаторів, а також труб, які коштують не вертикально, а горизонтально або під кутом до вертикалі.
Якщо розмістити нагрівальний прилад таким чином не виходить (в будинку відсутній підвал, підвал використаний для інших цілей і т.п.), слід віддати перевагу опаленню з примусовою циркуляцією.
На схемі зображено система опалення з примусовою циркуляцією. Для її монтажу знадобиться циркуляційний насос і накопичувальний бак
Тому в необхідно включити насос, який буде нагнітати воду в теплообмінник. Важливий момент в проектуванні опалювальної системи - порядок підключення радіаторів. Послідовне підключення або так звана однотрубна система передбачає з'єднання всіх радіаторів по порядку.
В результаті теплоносій буде послідовно переміщатися по системі, поступово остигаючи. Це економічний варіант підключення, який і встановити простіше, і за вартістю вийде дешевше.
Але рівномірність прогріву при такому способі постраждає, оскільки перший радіатор буде найгарячішим, а в останній теплоносій надійде в уже наполовину остившем стані.
Однотрубну підключення радіаторів, як видно з цієї схеми, передбачає послідовний монтаж. На останній радіатор теплоносій надходить уже остиглим
Однотрубну рішення може бути прийнятним тільки при підключенні парового опалення на дачі або в невеликому будинку, на площі менше 80 кв. м. А для просторого котеджу або двоповерхової будівлі більше підійде двотрубна система, при якій радіатори підключають паралельно.
Схема з однією трубою забезпечує одночасне, а не послідовне надходження теплоносія в кожен радіатор, і прогрів приміщень здійснюється більш рівномірно. Але при двотрубному контурі до кожного радіатора доведеться підвести дві труби: пряму і "обратку".
Така система складніше в реалізації, та й обійдеться це трохи дорожче, ніж при установці однотрубної системи. Втім, переважна більшість систем водяного опалення виконано по двухтрубной схемою, незважаючи на складності, і функціонує цілком успішно.
На цій схемі показана двотрубна система монтажу радіаторів парового опалення. Кожен радіатор підключається до загального стояка і має зворотну трубу, що забезпечує рівномірний розподіл теплоносія
Якщо в якості джерела тепла передбачається використовувати дров'яну піч, то слід відразу ж прорахувати і спроектувати спеціальний теплообмінник. Він виглядає як змійовик, зварений з металевих труб. Цей елемент вбудовується прямо в конструкцію печі, а не встановлюється окремо.
Тому проект нової печі також слід продумати на етапі проектування. Можна використовувати і вже наявну піч, але її доведеться частково розібрати, щоб вмонтувати теплообмінник всередину.
Для отримання 9 кВт тепла необхідний теплообмінник з площею поверхні близько одного квадратного метра. Чим більше опалювальна площа, тим більше повинні бути розміри теплообмінника.
Якщо опалювати приміщення передбачається за допомогою котла, то все трохи простіше: його потрібно купити і встановити. Зазвичай для парового опалення в будинку рекомендується брати водотрубний модель котла, як найбільш ефективну.
Хоча жаротрубні, димогарниє або комбіновані димогарних-жаротрубні моделі також можуть стати цілком прийнятним варіантом.
Іноді для організації парового опалення використовують, в якому спалюють відпрацьоване машинне масло. Але цей варіант вважається придатним для використання в підсобних приміщеннях, наприклад, в гаражі. Для житлового будинку такий варіант не дуже хороший.
Монтаж на базі дров'яної печі
Якщо проект складений, пора запастися потрібними матеріалами і інструментами. Розрахувати необхідну кількість елементів системи дозволить складений раніше проект.
На ньому повинні бути відзначені всі повороти, з'єднання, трійники, місця установки радіаторів і т.д. Крім того, необхідно придбати хомути для труб, а також кронштейни, на яких будуть встановлені радіатори.
Котел системи парового опалення, влаштованого на базі дров'яної печі, встановлюється безпосередньо в ній. До котла підключаються паропровід і конденсатопровод
Довжина труб також прораховується за схемою. Щоб при необхідності зменшити тиск пара в системі, знадобиться редуктор тиску. Гідравлічний затвор потрібен, щоб забезпечити можливість повного осушення системи для очищення, технічного обслуговування або ремонту.
Перед кожним радіатором рекомендується встановити запірний кран, який дозволить відключити його для ремонту, промивання або заміни. Також на радіатори встановлюють, щоб спустити потрапив в систему повітря. Хоча пар і є газоподібної, а не рідкою субстанцією, наявність повітря в системі може негативно відбитися на її ефективності.
Щоб процес конденсації відбувався саме в радіаторах, а не в накопичувачі або в стояку, рекомендується встановити на виході трійник з пробкою, через який буде проходити тільки вода. Якщо запланований монтаж системи з примусовою циркуляцією, знадобиться циркуляційний насос. Крім того, потрібна ємність для збору сконденсировавшейся вологи.
Самопливні системи в таких пристроях не потребують. Але труба, по якій вода прямує до теплообмінника, повинна бути досить широкою, щоб забезпечити швидке переміщення рідини для подальшого нагріву.
Відсутність в системі парового опалення редукційного клапана, пристрій якого представлено на схемі, може привести до серйозних пошкоджень через надлишкового тиску
Крім звичайного монтажного інструменту обов'язково знадобиться зварювальний апарат для. Конструкції з оцинкованої сталі зазвичай мають різьбові з'єднання, які слід ретельно ущільнити. Якщо планується монтаж парового опалення від печі, то почати доведеться з виготовлення теплообмінника.
Теплообмінник парового опалення, вбудований в дров'яну піч, складається з системи порожнистих металевих труб, по яких циркулює вода. Елемент може мати довільну форму, що відповідає розмірам і формі печі
Його варять з металевих труб товщиною 2,5-3 мм або навіть трохи товщі. Теплообмінник можна зробити як у вигляді змійовика, так і в будь-який інший формі. Головне, щоб пристрій помістилося всередині, а також, щоб його поверхня була досить великою для прогріву води і утворення пари.
Якість зварювання теплообмінника має бути без перебільшення ідеальним. Навіть мікроскопічні каверни в швах неприпустимі, оскільки пристрій буде від надлишкового тиску від гарячої пари. Після того, як теплообмінник готовий до установки, слід перевірити кожен зварний шов.
Для цього спочатку все шви намазують білою крейдою. Після цього один з отворів теплообмінника закривають, а в друге заливають гас до тих пір, поки пристрій не буде заповнено до верху. Тепер потрібно трохи почекати, а потім оцінити стан швів. Якщо є тріщини, крізь них просочиться гас, і в таких місцях крейда потемніє.
Виявлені огріхи виправляють, а потім перевірку проводять повторно, щоб переконатися в цілісності пристрою. Тепер його слід промити, а потім почати кладку дров'яної печі. Теплообмінник надійно вбудовують в топку, а до його введення і виведення приєднують труби, які потім використовують для з'єднання теплообмінника з опалювальною системою будинку.
Кладку печі завершують в звичайному для таких споруд порядку. Потім виконують монтаж труб і відповідно до проекту, складеного раніше. Спочатку встановлюють радіатори, використовуючи при цьому кронштейни, які погасять шум від роботи парового опалення.
На кожен радіатор встановлюють крани Маєвського, щоб можна було випустити повітря. Запірних кранів знадобиться на один більше, ніж радіаторів, оскільки потрібно встановить один загальний запірний кран на самому початку системи. Перед цим краном ставлять також редукційний клапан і редукційно-охолоджувальну установку.
В кінці, якщо це передбачено проектом, встановлюють накопичувач для теплоносія і. Для систем, влаштованих з природною, а не примусовою циркуляцією, бак і насос не потрібні. Але трубі, яка веде до теплообмінника, потрібно надати невеликий ухил, приблизно 3 мм на кожен метр.
Сучасні котли для парового опалення в будинку - це надійні пристрої, що працюють на різному паливі і забезпечені автоматизованими системами контролю
Системи з паровим котлом монтують приблизно так само: відповідно до проекту і з поправкою на особливості обладнання. Наприклад, редуктор тиску і охолоджувач, швидше за все, не знадобляться, оскільки система контролю за тиском і температурою пари вже вбудована в котел.
Кілька корисних порад
При монтажі системи парового опалення слід пам'ятати, що всі її елементи повинні витримувати високу температуру, більше 100 градусів. Наприклад, звичайний мембранний розширювач в якості резервної ємності на випадок збільшення обсягу теплоносія не підійде, тому що його максимум - це 85 градусів.
Димохід печі, в яку вбудований теплообмінник, буде швидше забруднюватися, ніж у звичайній печі. Тому потрібно планувати і виконувати частіше.
Піч з теплообмінником при бажанні можна використовувати також для приготування їжі, але це не дуже зручно. У літній період, коли опалення не потрібно, цю піч розпалювати не можна. Доведеться шукати альтернативу. Простіше, якщо для кухні в будинку влаштована окрема зручна піч.
Про те, як спроектувати і зібрати систему парового опалення власними руками, докладно описано, рекомендованої нами до прочитання.
Висновки і корисне відео по темі
Практичний досвід по переробці дров'яної печі в котел парового опалення представлений на цьому відео:
Продовження процесу монтажу парового опалення можна подивитися в цьому файлі:
Про різницю між примусовою і природною циркуляцією в опалювальних системах докладно розказано тут:
Парове опалення - не найпростіший для реалізації варіант автономної опалювальної системи. Але при правильному проектуванні і монтажі за допомогою пари можна ефективно і відносно недорого забезпечити свій будинок необхідною кількістю тепла.
Коментуйте, будь ласка, представлену нами до розгляду інформацію. Задавайте питання, діліться корисними відомостями і залишайте фото по темі статті. Внизу є блок-форма, призначена для розміщення постів і спілкування.
