Как сделать паровое отопление своими руками: устройство, правила и требования

Принцип работы парового отопления

Многие путают систему парового и водяного отопления. Действительно, внешне они очень похожи. В обоих случаях обязательно присутствует котел, трубы и радиаторы. Но для паровой системы в качестве теплоносителя выступает пар, для водяной – вода.

В этом коренное отличие двух систем. Котел не нагревает, а испаряет воду, получившийся пар движется по трубам к радиаторам.

В системах парового отопления в качестве теплоносителя используется сухой пар, который при конденсации выделяет тепло. Для направленного движения пара, выходящего из котла, устанавливаются паропроводы. По ним теплоноситель поступает в помещения. В системах парового отопления котел разогревает теплоноситель до 130 градусов, что требуется учитывать при выборе нагревательного агрегата. Для устройства системы парового отопления подбирают приборы, способные работать в заданных температурных условиях. Важный фактор для выбора — емкость, т.к. внутри прибора пар конденсируется и уменьшается в объеме в 400 — 1500 раз. 

Нередко в качестве приборов парового отопления используются просто трубы большого диаметра, из которых конденсат перетекает сначала в конденсатные баки, затем в котлы. Для увеличения теплоотдачи трубы оснащаются металлическими ребрами. Так увеличивают эффективность в десятки раз. Так как трубы в паровых отопительных контурах также производят передачу тепла в окружающую среду, системы устраивают преимущественно открытым способом. Исключением являются случаи близкого расположения к газовым трубам и приборам.

Принцип работы парового отопления

Внутри них происходит остывание и конденсация пара. В процессе конденсации килограмм пара выделяет больше 2000 кДж тепла, тогда как остывающая на 50 °С вода даст только 120 кДж.

Понятно, что теплоотдача пара в разы больше, что объясняет высокую эффективность отопления такого типа. Конденсат, образующийся внутри радиаторов, стекает в нижнюю часть деталей и самотеком движется в сторону котла.

По способу возврата превратившегося в конденсат теплоносителя все виды паровых отопительных систем делятся на две разновидности:

• Замкнутая. В этом случае разрывы в контуре отсутствуют, и конденсат стекает по трубам, проложенным под определенным углом, непосредственно в котел для последующего нагрева.
• Разомкнутая. Система отличается наличием накопительного резервуара, куда попадает конденсат из радиаторов. Из этого бака он при помощи насоса закачивается обратно в котел.

По способам сборки и разводки труб паровые отопительные контуры подразделяются на виды, абсолютно аналогичные водяным системам.

Принцип работы системы парового отопления очень прост: в качестве теплоносителя используется пар, полученный в парогенераторе

По параметрам абсолютного давления системы отопления паром делятся на разновидности высокого давления с избыточным показателем >0,07 МПа; низкого давления с избыточным давлением в интервале 0,005—0,07 МПа; вакуумные с абсолютным давлением <0,1 МПа.

Если в контурах низкого давления есть участки или приборы, сообщающиеся с атмосферой, их относят к категории открытых, если нет — закрытых.

Контуры парового отопления сооружаются по принципу водяных систем. Пар поднимается по стояку, передвигается по магистралям к приборам отопления. Только вместо обратки собирается конденсат, образованных при передаче тепловой энергии пара потребителю.

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 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 домах они могут быть обустроены под личную ответственность владельца.

Основные элементы паровой системы

В состав паровой системы входят несколько обязательных элементов. Рассмотрим каждый из них более подробно.

Паровой котел — сердце системы

Главная функция отопительного прибора заключается в преобразовании воды в пар, который впоследствии поступает в трубопровод. Основными конструктивными элементами прибора считаются коллекторы, барабан и трубопроводы.

Кроме того, присутствует емкость с водой, которую называют водным пространством. Над ней в ходе работы устройства образуется паровое пространство. Их разделяет так называемое зеркало испарения.

Внутри парового пространства может устанавливаться дополнительное оборудование,  предназначенное для сепарации пара. В основе работы котла лежит принцип теплообмена дымовых газов, воды и пара.

Выделяют две разновидности паровых отопительных приборов: жаротрубные и водотрубные. В первом случае внутри трубопровода, проложенного внутри емкости с водой, движутся разогретые газы.

Они отдают тепло жидкости, которая доходит до состояния кипения. Водотрубные разновидности работают несколько иначе. Здесь по трубам, проложенным внутри камеры с дымовыми газами, движется вода. Она разогревается и закипает.

Вода и пар внутри котла могут двигаться принудительно или естественно. В первом случае в конструкцию включается насос, во втором – используется перепад плотностей воды и пара.

Во всех разновидностях паровых котлов используется примерно одинаковый принцип превращения воды в пар:

1. Подготовленная жидкость подается в резервуар, расположенный в верхней части котла.
2. Отсюда вода по трубам стекает в коллектор.
3. Жидкость из коллектора поднимается в верхний барабан, проходя при этом через зону нагрева.
4. Внутри трубы с водой в результате нагрева образуется пар, который поднимается вверх.
5. Пар при необходимости пропускается через сепаратор, где его отделяют от воды. После чего он поступает в паропровод.

Паровой котел может использовать самые разные виды топлива. В зависимости от этого в его конструкцию вносятся определенные изменения. Они касаются камеры сгорания. Для твердого топлива обустраивается колосниковая решетка, на которой размещаются уголь, дрова и т.п.

Для жидкого и газообразного топлива используются специальные горелки. Встречаются и практичные комбинированные варианты.

Среди домашних мастеров особой популярностью пользуется обустройство парового отопления с использованием печки.

В зависимости от отапливаемой площади подбирается мощность котла.

Это можно сделать исходя из усредненных значений:

• 25 кВт для зданий до 200 кв. м;
• 30 кВт для домов площадью от 200 до 300 кв. м;
• 35-60 кВт для строений от 300 до 600 кв. м.

Если нужны более точные данные, пользуются стандартным методом расчета, где на каждые 10 кв. метров приходится 1 кВт мощности оборудования. Не надо забывать, что формула используется для домов с высотой потолка 2,7 м или меньше.

Для более высоких строений мощность нужно брать больше. Особое внимание при выборе котла следует обращать на его сертификацию. Любая система парового отопления потенциально опасна, поэтому тестирование оборудования обязательно.

Трубы и радиаторы отопления

Температура теплоносителя в паровых системах колеблется в пределах от 100 до 130 °С, что намного выше, чем в жидкостных, где она составляет от 70 до 90 °С. Поэтому использовать для обустройства систем аналогичное оборудование настоятельно не рекомендуется.

Прежде всего это касается металлопластиковых и полипропиленовых труб. Предельные рабочие температуры для этих материалов варьируются в пределах 90-100 °С, поэтому их использование категорически запрещено.

Идеальный вариант для обустройства системы парового отопления медные трубы. Они не подвержены коррозии, выдерживают высокие температуры, но очень дороги

Для магистральных трубопроводов паровых систем обычно используются три вида труб. Самый недорогой вариант – стальные. Они легко выдерживают температуру 130 °С, что более чем достаточно, и отличаются достаточной прочностью.

Однако образующийся внутри деталей конденсат довольно быстро разрушает трубы, поскольку сталь подвержена коррозии, а образуемая паром агрессивная среда только усиливает этот недостаток.

Еще один недостаток стальных элементов – необходимость соединения посредством сварки, что отнимает много сил и времени. Гораздо более устойчивы к коррозии трубы из оцинкованной стали. Они также хорошо выдерживают высокие температуры.

Для их соединения обычно используется резьбовой метод, что значительно упрощает процесс. Основной недостаток оцинкованных труб – их высокая стоимость.

Идеальным вариантом считаются медные трубы. Материал выдерживает высокие температуры, достаточно пластичен и при этом прочен, не подвержен коррозии. Для соединения медных деталей используется пайка.

Трубопроводы из меди очень долговечны и прочны, однако их стоимость очень высока. Таким образом, наиболее приемлемый по соотношению качества и цены вариант – стальные трубы с антикоррозийным покрытием или оцинкованные.

Лучший выбор для парового отопления — чугунные радиаторы. Они смогут выдержать серьезные нагрузки, обусловленные присутствием внутри батарей горячего пара

Радиаторы для паровых систем выбираются по принципу прочности. Важно, что бы они выдерживали высокие температуры и были устойчивы к коррозии. Исходя из этого, лучшим вариантом можно считать массивные чугунные батареи, худшим – стальные панельные.

Учитывая высокую эффективность системы в некоторых случаях вполне допустимо использование оребренных стальных труб.

Блок контрольно-измерительного оборудования

Система парового отопления отличается повышенной аварийной опасностью, поэтому наличие приборов контроля обязательно. Отслеживается давление в системе, при необходимости оно нормализуется. Для этих целей обычно используется редуктор.

Устройство оснащено клапаном, через который излишки пара удаляются из системы. Для мощных установок может понадобиться не один, а несколько таких клапанов.

Особенности парового отопления

Существует много отопительных приспособлений и вариантов их использования в частных домах. Паровое отопление, хоть и не является особо популярным, вполне может выступить в качестве единственного отопительного контура. Все дело в перечне достоинств такого отопления, среди которых – надежность, универсальность и функциональность, подкрепленные довольно высокой эффективностью, проверенной многолетним опытом использования паровых систем. К тому же, подобные системы отличаются простотой монтажа и эксплуатации, что тоже довольно важно, особенно если есть желание сэкономить на установке отопительного оборудования.

Принцип работы парового отопления выглядит следующим образом:

• В качестве источника тепла используется паровой котел;
• Пар, используемый для транспортировки тепла по трубопроводу малого диаметра, забирается из паровой турбины или же редукционно-охладительной системы;
• Попадая в систему, пар конденсируется и под воздействием гравитационной силы возвращается к котлу;
• Если контур отопления разомкнут, то конденсат возвращается в котел за счет насоса. Такой принцип работы парового котла достаточно прост и эффективен.

Высокая эффективность парового отопления возможна только в том случае, если для его обустройства используется качественное оборудование, соответствующее всем стандартам и требованиям. Именно поэтому перед тем, как сделать паровое отопление, нужно подобрать качественные комплектующие, которые позволят создать надежную и безопасную систему.

Виды парового отопления для частного дома

Паровое отопление в частном доме может выполняться по двум принципиальным схемам:

1. Одноконтурное отопление. Как следует из названия, такая паровая печь для дома имеет лишь один контур, предназначенный исключительно для транспортировки тепловой энергии к жилым помещениям.
2. Двухконтурное отопление. Такая схема парового отопления в частном доме состоит из двух контуров, один из которых обеспечивает работу отопления, а второй необходимо для функционирования горячего водоснабжения.

Чтобы система могла работать правильно, в ней нужно использовать специальный котел для парового отопления и подходящие радиаторы. Все дело в том, что пар разогревается до высокой температуры, которая иногда превышает 100 градусов, и давление при этом также довольно высокое. Трубопровод системы может располагаться как горизонтально, так и вертикально. Разводка магистралей может выполняться по нижней или верхней схеме. При подборе труб нужно главным образом оценивать особенности помещений, в которых они будут располагаться.

Преимущества и недостатки парового отопления

Паровая система отопления работает на:

• Газу;
• Угле;
• Дровах.

В целом, это оборудование, как и любое другое, обладает своими плюсами и минусами, которые нужно учитывать при желании обустроить свое жилье теплом и комфортными условиями пребывания. К достоинствам относят следующие качества.

1. Доступная цена, что актуально для многих потребителей.
2. Низкий показатель теплопотери, что делает технологию высоко экономичной и позволяет снижать затраты на обогрев помещений.
3. Высокий уровень теплоотдачи, что позволяет оперативно обогревать даже большие здания.

Есть и недостатки.

1. Сильная шумность при функционировании котла, во время заполнения труб и радиаторов паром. Решить проблему можно, если котельная установка будет размещена в специальной комнате, а трубы покрыты шумоизоляционным материалом.
2. Высокая температура батарей. Это может стать причиной ожогов. Предотвратить такие последствия помогут декоративные решетки из сырья, устойчивого перед нагревом.
3. Отсутствует плавная регулировка температуры, а потому, чтобы остудить воздух в комнатах нужно отключить всю систему. Решение – выбор современных котлов, снабженных всеми необходимыми функциями.
4. Низкая безопасность. Решение – выбор качественного котельного оборудования, заказ проектирования системы у специалистов, имеющих опыт в такой сфере деятельности.

Советы по установке и эксплуатации

Соблюдая нижеприведенные рекомендации можно избежать проблем при использовании парового отопления.

1. Запрещено прокладывать трубопровод с помощью пластиковых труб. При контакте с водой, нагретой до высокой температуры, их внутренняя полость подвергается высокой нагрузке. Если сформировать эту часть системы из неподходящего сырья, то это приведет к взрыву при нагнетании давления. Оптимальный вариант – трубы из металла, преимущественно – оцинкованные или нержавеющие.
2. Монтаж системы стоит доверять только опытным профессионалам. Если есть желание осуществить работу самостоятельно, то курировать процесс все равно должен квалифицированный специалист. Это исключит допущение оплошностей, способных привести к аварии.
3. Выбирая котел, учитывают то, сколько он будет вырабатывать пара. Этот показатель рассчитывается в килограммах. От него зависит то, с какой скоростью можно обогреть дом, что позволит подобрать эффективную, экономичную установку.
4. Для монтажа нужно отдавать предпочтение конструкциям, трубам, радиаторам и комплектующим, которые: изготовлены известными брендами, обладают превосходными техническими характеристиками, идеальными эксплуатационными свойствами.

Помимо этого они должны быть: надежными, качественными, соответствующими стандартам и ГОСТам, созданным для таких изделий. Последний факт подтвердят только лицензионные сертификаты.

Паровая система отопления может оправдать вложенные средства, силы и терпение, но к ее обустройству стоит подойти с максимально правильной стороны.

Как устроить безопасное паровое отопление в частном доме от кирпичной печи своими руками

В отдаленных поселках многие, взвесив все за и против, отдают предпочтение печному отоплению. Автономия имеет массу преимуществ, вот только качественно и равномерно обогреть дом более 50 м 2 с помощью печи трудно. Разве что, если установить в ней теплообменник, к которому подключить батареи. Если в качестве теплоносителя в такой системе будет циркулировать вода, то называться она будет водяным отоплением, если пар – паровым.

Иногда эти два вида обогрева путают. Однако они имеют свои различия, преимущества и недостатки. Кроме того, паровое отопление давно запрещено в жилых домах из-за небезопасной эксплуатации. Но оно стоит намного дешевле водяного и, кроме того, есть меры защиты. Правда, нельзя сказать о простоте монтажа, напротив, чтобы устроить паровое отопление в частном доме, да ещё и от кирпичной печи, необходимо приложить немало сил и времени. Но, обо всем по порядку.

Паровое отопление в частном доме: схема и рекомендации по подбору материалов

Радиатор на стене и подведенные к нему трубы — характерный признак отопления на жидком теплоносителе

Заинтересовались построением отопительной системы? Я расскажу, по какому принципу работает отопление частного дома и какое для этого используется оборудование. А также предложу актуальные схемы устройства трубопроводов и подключения отопительных приборов.

Сборка и установка

Собрать систему на пару — реально, главное, сделать работу с учетом параметров постройки.

Если печи еще нет, потребуется ее выложить, для чего важно выбрать правильное место: нужно обеспечить свободный подступ, удобно расположить, чтобы об нее случайно не обжечься из-за тесноты.

Обогрев дровами выделяет много тепла, с которым могут совладать только изделия из металла, ни в коем случае не полипропилен.

Когда основной агрегат – дополнительный источник тепла, его не делают из железа, а выкладывают из кирпича, так как керамика намного дольше удерживает нагрев.

Проблему со сложным паровым протоком решают установкой циркуляционной насосной станции. Чтобы внутреннее давление было под контролем, необходимо установить расширительный бак.

Монтаж

Чтобы верно собрать паровую установку, необходимо подготовить нужные материалы. Обязательно понадобятся трубы, тройники, соединители, кран Маевского, запорный клапан, дополнительное оборудование.

К нему относятся: насос, расширитель, радиаторы, сварочный аппарат, редукционно-охладительная установка, вентили, паровой теплообменник.

Паровой теплообменник – металлический контур из труб. Толщина их стенок должна быть не менее 2,5 мм. Если изделие решено сделать своими руками, понадобится сварочный аппарат.

Перед установкой следует проверить целостность швов, залив воду в конструкцию: если нет подтеков, то все нормально. Метод не совсем информативен, потому что шлаковые включения в сварочных швах он не покажет.

Для этого способ — «керосин на мел». Внутрь вместо воды наливают керосин, а снаружи стыки натирают мелом. Жидкость проникает сквозь мелкие поры, а мел на участках просачивания темнеет.

Теплообменную часть устанавливают при кладке печи, в топку.

Далее, по схеме, подвешивают под оконными проемами радиаторы, к которым подключают две линии труб.

Чтобы поддерживалась естественная циркуляция, выдерживают уклон, но не более, чем 3 мм на погонный метр трубопровода. Каждый конвектор оборудуется воздушным клапаном.

Рекомендуется установить перед каждым радиатором запорный вентиль и один общий, чтобы обеспечить нужный уровень безопасности.

В конце трубопровода монтируют сборник конденсата (бак), вместо обычного расширительного бака. Потому что лучший вариант – мембранный – не переносит сильного нагрева. Насос размещают перед печью.

---

Источники:

• https://sovet-ingenera.com/otoplenie/razvodka-o/parovoe-otoplenie-svoimi-rukami.html
• https://teplospec.com/montazh-remont/kak-sdelat-parovoe-otoplenie-v-chastnom-dome-svoimi-rukami-vidy-sistem-vybor-kotlov-trub.html
• https://masterotoplenie.ru/shemy-parovogo-otopleniya/
• https://lucheeotoplenie.ru/tipy-otopleniya/vodyanoe/parovoe-otoplenie-v-chastnom-dome-shema.html
• https://laminatepol.ru/30806-ustanovka-parovogo-otopleniya-v-chastnom-dome-ot-pechi-na-drovah-stoit-li-delat.html