Паровые системы отопления

Одна из важнейших систем жизнеобеспечения в нашем довольно неласковом климате — отопление. Есть несколько различных способов сделать систему подогрева. И одни из них — паровое отопление. Система эффективная, но применяется очень редко — слишком много у нее минусов.

Что это такое и чем отличается от привычных водяных систем

Многие люди считают что паровое и водяное отопление — это одно и то же. Это ошибочное мнение. При паровом отоплении тоже есть батареи и трубы, есть котел. Но по трубам движется не вода, а водяной пар. Котел требуется совсем другой. Его задача испарить воду, а не просто нагреть ее до определенной температуры, соответственно, мощность его намного выше, так же как и требования к надежности.

Несколько паровых котлов

Элементы системы

При паровом отоплении по трубопроводу перемещается водяной пар. Его температура — от 130°C до 200°C. Такие температуры налагают особые требования на элементы системы. Во-первых, трубы. Это только металлические трубы — стальные или медные. Причем они должны быть бесшовными, с толстой стенкой.

Упрощенная схема парового отопления

Во-вторых, радиаторы. Подходят только чугунные, регистры или труба с оребрением. Чугунные при таких условиях менее надежные — в нагретом состоянии от контакта с холодной жидкостью они могут лопнуть. Более надежны в этом плане регистры из труб, змеевики или труба с прикрепленными к ней ребрами — отопительный прибор конвекторного типа. Сталь более терпима к попаданию холодной воды на ее разогретую поверхность.

Срок службы и область применения

Но не стоит думать, что стальная система парового отопления будет служить очень долго. В ней циркулирует очень горячий и влажный пар, а это идеальные условия для коррозии стали. Элементы системы быстро выходят и строя. Обычно они лопаются в самых изъеденных ржавчиной местах. При том что внутри под давлением находится пар с температурой выше сотри градусов, опасность очевидна.

Структурная схема котла для парового отопления

Потому паровое отопление признано опасным и запрещено для обогрева общественных мест и многоквартирных домов. Оно еще используется в некоторых частных домах или для обогрева производственных помещений. На производстве оно очень экономно, если пар — производная технологического процесса. В частных домах паровое отопление применяется в основном в домах сезонного проживания — на дачах. Все из-за того, что оно нормально переносит заморозку — воды в системе мало и она не может навредить, а также из-за его экономичности на стадии устройства (по сравнению с водяными системами) и высокой скоростью прогрева помещений.

Достоинства и недостатки

Паровое отопление — не самое популярное, но оно имеет как положительные, так и отрицательные моменты. Причем плюсы довольно значительны:

• Высокая эффективность обогрева. Дело в том, что пар в системе не просто нагревает до какой-то температуры радиаторы и трубы. Из-за большой разницы температур он конденсируется. А при конденсации 1 литр пара отдает 2300 кДж тепла. Тогда как при остывании того же количества воды на 50°C отдается только 100 кДж. Потому для обогрева помещения требуется очень небольшое количество радиаторов. В некоторых случаях достаточно некоторого количества труб.
• Так как паровое отопление — система небольшая, она имеет малую инерционность. Нагреваться помещение начинает буквально через несколько минут после пуска котла.

Пар в радиаторах конденсируется, Стекает вниз, затем отводится через специальный трубопровод

Недостатки паровых систем отопления еще более впечатляющие:

• Высокая температура пара приводит к нагреву всех элементов системы до 100°C и выше. Это приводит к следующим последствиям:
  • очень активной циркуляции воздуха в помещении, что некомфортно, а, порой, и вредно (при аллергии на пыль);
  • воздух в помещении пересыхает;
  • горячие элементы системы травмоопасны и их надо закрывать, причем и трубы тоже;
  • не все строительные материалы нормально переносят длительный нагрев до таких температур, потому выбор отделочных материалов весьма ограничен (по сути, это только цементная штукатурка с последующей окраской термостойкими красками).
• Простое паровое отопление имеет очень ограниченные возможности по регулировке теплоотдачи. Есть только один способ изменять температуру — сделать несколько параллельных веток и включать их по мере необходимости. Второй способ — отключать котел при перегреве и включать после того, как помещение остынет. Этим процессом управляет автоматика, но такой способ далеко не самый комфортный, так как наблюдаются постоянные колебания температуры.
• Система шумная. При движении пар довольно сильно шумит. В производственных цехах это не очень мешает, а в частном доме может быть проблемой.

Как видите, паровое отопление — не лучший выбор, хотя и довольно недорогой в обустройстве.

Виды систем парового отопления

По способу устройства различают паровое отопление двух типов: с замкнутой и разомкнутой системой. В замкнутой системе конденсат стекает в специальную приемную трубу, которая заведена на соответствующий вход кота. Она уложена с небольшим уклоном, так что конденсат движется по системе самотеком.

Схемы открытой и закрытой системы парового отопления

В разомкнутой системе конденсат собирается в специальную емкость. При ее заполнении он подается в котел при помощи насоса. Кроме различного построения системы используется еще и разные паровые котлы — не все они могут работать в замкнутых системах.

Вообще, существуют системы парового отопления с давлением, близким к атмосферному или даже с более низким. Такие системы называются вакуумно-паровыми. Чем привлекательная такая установка? Тем что при низком давлении температура кипения воды снижается и система имеет более приемлемую температуру. Но сложность в обеспечении герметичности — воздух все время подсасывается через соединения — привели к тому, что данные схемы практически не встречаются.

Более распространено паровое отопление с небольшим давлением. Имеющиеся паровые котлы бытового назначения могут создавать давление не выше 6 атм (при давлении более 7 атм использование оборудование требует разрешения).

Типы разводки

По типу разводки паровое отопление бывает:

С верхней разводкой (паропровод находится под потолком, от него вниз идут трубы к радиаторам, внизу прокладывается конденсатопровод). Такая схема реализуется проще всего, так как горячий пар движется по одним трубам, остывший конденсат — по другим, система стабильна.

Схема парового отопления с верхней разводкой

С нижней разводкой. Паропровод располагается на уровне пола. Эта схема — не лучший выбор, так как по одним трубам вверх движется горячий пар, вниз — конденсат, что часто приводит к гидроударам и разгерметизации системы.

С промежуточной разводкой. Паропровод укладывается чуть выше радиаторов — примерно на уровне подоконников. Система обладает всеми преимуществами верхней разводки, за исключением того что горячие трубы находятся в пределах досягаемости и велика вероятность ожога.

При укладке паропровод делают с небольшим уклоном (в 1-2%) в сторону движения пара, а конденсатопровод — в сторону движения конденсата.

Подбор котла

Паровые котлы могут работать на всех типах топлива — газе, жидком и твердом топливе. Кроме выбора топлива необходимо правильно подобрать мощность парового котла. Она определяется в зависимости от площади, которую потребуется отапливать:

• до 200 м2 — 25 кВт;
• от 200 м2 до 300 м2 — 30 кВт;
• от 300 м2 до 600 м2 — 35-60 кВт.

В общем и целом способ расчета стандартный — на 10 квадратных метров берут 1 кВт мощности. Это правило справедливо для домов с высотой потолка 2,5-2,7 м. Далее следует выбор конкретной модели. При покупке обращайте на наличие сертификата качества — оборудование опасное и должно быть протестировано.

Какие использовать трубы

Температуры при паровом отоплении нормально переносить могут только металлы. Наиболее дешевый вариант — стальные. Но для их соединения требуется сварка. Возможно также использование резьбовых соединений. Данный вариант бюджетный, но недолговечный: сталь во влажной среде быстро корродирует.

Медные трубы хотя бы не корродируют

Более долговечны оцинкованные и нержавеющие трубы, но их цена совсем не скромная. Зато соединение — резьбовое. Еще вариант — медные трубы. Их можно только паять, стоят они дорого, но не ржавеют. Из-за более высокой теплопроводности они еще более эффективно передают тепло. Так что такая система отопления будет суперэффективной, но и очень горячей.

Как сделать паровое отопление своими руками в частном доме

Чтобы в доме жилось комфортно, требуется тепло. Неважно, насколько красиво жилище изнутри и сколько людей оно вмещает, если в нём не решена проблема обогрева. Каждый владелец дома подходит к этому вопросу индивидуально, руководствуясь климатическими условиями местности и собственными возможностями. Некоторые люди предпочитают паровое отопление. Своими руками такую систему можно собрать без особых усилий.

Как работает система

Не стоит путать водяное и паровое отопление дома. У них имеется множество функциональных различий, несмотря на внешнее сходство.

Оба этих вида имеют составные части:

• котёл;
• радиаторы;
• трубы.

Паровое отопление считается эффективным, можно обойтись небольшим количеством батарей

Пар — теплоносителем для парового отопления частного дома. Своими руками сделать можно такую систему, следуя инструкции по сборке и монтажу компонентов. Для водяной системы роль носителя играет вода. Котёл испаряет воду, а не нагревает её. Пары теплоносителя перемещаются по трубам и становятся источником комфортной температуры в доме. Пар остывает внутри, после чего происходит его конденсация. При этом 1 кг пара преобразуется в 2000 килоджоулей тепла. Для сравнения — вода, остывающая на 50°С, обеспечивает только 120 кДж.

В этом видео вы узнаете о циркуляции системы:

Теплоотдача пара в несколько раз выше, что объясняет высокую эффективность такого типа отопления. Формируемый внутри радиатора конденсат переходит в нижнюю часть и самостоятельно перемещается к котлу. Выделяют несколько разновидностей отопительных систем. При этом спецификация осуществляется по способу возврата теплоносителя, который трансформировался в конденсат.

1. Замкнутая. Контуры в данном случае отсутствуют. Соответственно, конденсат перемещается по трубам, которые лежат под некоторым углом. Он переходит прямо в котел для дальнейшего нагрева.
2. Разомкнутая. Здесь присутствует накопительный резервуар. Конденсат попадает в него из радиаторов, насос участвует в его обратном закачивании в котел.

Почему пар лучше

При желании можно сделать такое отопление у себя в жилище, но эти системы не слишком популярны сегодня. Скорее, к нему прибегают единицы. Вместе с тем можно выделить как достоинства, так и недостатки таких систем.

Паровое отопление бывает однотрубнын и двухтрубным

Плюсами можно считать:

1. Эффективность обогрева. Она довольно высока. Вот почему даже небольшого количества радиаторов хватит для обслуживания больших помещений. Иногда удается обойтись даже без них, установив только трубы.
2. Пониженная инерционность. Она способствует быстрому прогреву отопительных контуров. Соответственно, как только проходит несколько минут после включения котла, в помещениях чувствуется тепло.
3. Почти нулевые теплопотери. По этой причине такая система является выгодной.
4. Возможность использовать относительно редко. В трубах имеется небольшое количество жидкости, поэтому нет необходимости в разморозке системы. В качестве альтернативного варианта допустимо применение в дачном домике, куда приезжают время от времени.

Паровое отопление в частном доме своими руками по схеме можно обустраивать при наличии определенного опыта. Основной плюс здесь — экономичность. С самого начала для обустройства требуются скромные затраты. В процессе применения системы тратятся незначительные суммы.

Обзор системы отопления:

Но даже при таком внушительном ассортименте достоинств имеют место значимые недостатки. Они связаны с применением водяного пара в качестве теплоносителя: его температура может быть достаточно высокой. Соответственно, все компоненты системы прогреваются до +100°С и даже больше.

Нельзя прикасаться к такой поверхности даже мимолетно, чтобы не заработать ожог. Поэтому любые трубы и радиаторы непременно закрывают. Воздух в таком помещении активно перемещается. Когда используется паровое отопление, воздух становится сухим, приходится прибегать к увлажнителю.

Далеко не все отделочные материалы, которые применяются в помещении, могут выдерживать соседство с предельно раскаленными радиаторами и трубами, поэтому их выбор ограничен. Лучшим вариантом будет цементная штукатурка, которую покрывают термостойкой краской. Всё остальное не гарантирует безопасности. Кроме того, проходящий по трубе пар — источник большого шума.

Система недостаточно хорошо регулируется. Теплоотдача не поддается контролю, поэтому помещение легко перегревается. Ситуацию может решить установка автоматики, которая будет самостоятельно отключать паровые котлы для частного дома при перегреве и включать их при остывании комнаты. Другим трудоемким, но более реальным способом является монтаж параллельных веток, которые будут работать в случае необходимости. Основной минус — аварийная опасность системы.

Если труба или радиатор получили серьезные повреждения, наружу вырвется горячий пар под давлением. Это небезопасно, в многоквартирных домах такие варианты не используются. Собираясь сделать паровое отопление, владелец частного домовладения может получить на это разрешение, но только под собственную ответственность.

Основные компоненты

Ключевой компонент системы — котел. Основным его предназначением считается преобразование воды в пар. В дальнейшем он переходит в трубопровод.

Котел должен быть достаточно мощным, чтобы потянуть одновременно два этажа

Элементами конструкции здесь считаются:

Также обязательно применяется емкость с водой. Она носит название водного пространства. Здесь присутствует особое средство испарения, играющее роль разделяющего элемента.

Паровое пространство

Здесь можно ставить дополнительное оборудование. Оно может быть полезно, если требуется сепарация пара. Интенсивный обмен между паром и водой — основа работы котла. Устройства для обогрева делят на водо- и жаротрубные. В последнем случае нагретые газы движутся в каналах труб, обустроенных в емкости с водой.

Водотрубные модификации работают по немного иному принципу. Здесь движется вода по каналам, построенным внутри камеры с газами. Сначала она нагревается, после чего начинает кипеть. Вода перемещается в естественном режиме внутри котла.

В любых разновидностях котлов действует одно и то же правило превращения воды в пар. Сначала жидкость проводят в резервуар, находящийся в верхней зоне устройства. Далее она перетекает в коллектор и поднимается в расположенный наверху барабан, перемещаясь через область нагрева. Внутри трубы формируется пар, идущий наверх. Он может двигаться сквозь сепаратор, где отделяется от жидкости. Дальше он переходит в паропровод.

Отопление можно без труда установить своими руками

В котле можно использовать различные варианты топлива. В соответствии с этими особенностями конструкция может быть видоизменена. Перемены могут касаться и типа работы камеры сгорания. Допустим, колосниковая решетка потребуется для тех случаев, когда задействуется твердое топливо. В то же время понадобятся особые горелки, если топливо газообразное либо жидкое. Смешанные варианты более удобны и практичны.

Радиаторы и система труб

Показатели температуры в паровой системе находятся в пределах +100…+130°С. По сравнению с водяными они намного выше. Вот почему для обустройства систем похожее оборудование применять не рекомендовано. Это касается труб из полипропилена и металлопластика. Предельные рабочие показатели указанных материалов лежат в пределах +90…+100°С, применять их строго запрещено.

Для магистрального трубопровода допустимы 3 разновидности труб. Стальные считаются наиболее дешевыми изделиями. Им удается выдерживать показатель температуры +130°С.

Конденсат, образуемый внутри деталей, приводит к быстрому разрушению материала труб. Нельзя забывать, что сталь неустойчива к коррозии. Агрессивная среда теплоносителя усиливает этот недостаток. Необходимо соединение с помощью сварки, что требует больших временных и трудовых затрат. Лучше брать трубы из оцинкованной стали. Эти изделия противостоят повышенным температурам и предполагают использование резьбового метода для соединения. Такой подход существенно упрощает рабочий процесс. Единственное, что может послужить препятствием для приобретения таких изделий, — их высокая цена.

Как сделать отопление в доме:

Еще одним идеальным вариантом считаются трубы из меди. Материал пластичный, не боится термического воздействия, прочный, не подвержен коррозии. Чтобы соединить медные компоненты, прибегают к пайке. Медный трубопровод долговечный, однако стоит дорого.

Получается, что в плане сочетания цены и качества следует отдавать предпочтение стальным трубам, у которых имеется оцинкованное или антикоррозионное покрытие.

Классификация систем

Вариаций, как провести самодельное паровое отопление, существует много. Это одно- и двух-трубные разновидности. В первом случае осуществляется непрерывное движение пара по трубе. Сначала он передает тепло батареям, после чего трансформируются в жидкость. Дальше он имеет вид конденсата. Чтобы носителю не столкнуться с препятствиями, трубу следует подбирать довольно большого диаметра.

Однотрубные и двутрубные

Однотрубные системы отопления имеют немало недостатков. Нагрев радиаторов у них может значительно отличаться: области около котла нагреваются в большей степени. Чем дальше от них, тем этот показатель меньше. Заметить такую разницу, с другой стороны, можно лишь в больших помещениях. В двухтрубной системе пар перемещается по одной трубе, а конденсат уходит по противоположной. За счёт этого удаётся обеспечивать равную температуру во всех радиаторах.

У паровой системы отопления сравнительно маленькие теплопотери

Одновременно расход труб существенно увеличивается. Как паровое, так и водяное отопление бывает одно- и двухконтурным. В первом случае система применима для отопления помещений. Во втором она выполняет роль нагревателя воды для бытовых ситуаций.

Прочие разновидности

Разводка отопления тоже может быть различной. Выделяют три основных варианта:

1. С верхней разводкой. Магистральный паропровод находится по уровню выше, нежели отопительные приборы. От него отходят трубы по направлению к радиаторам. Около поверхности пола обустраивается провод для конденсата. Такую систему проще реализовать, она лучше работает.
2. С нижней разводкой. Магистраль устанавливается по уровню ниже, нежели паровые отопительные приборы. Получается, что одна и та же труба, которая должна иметь увеличенный диаметр, устроена таким образом, что провоцирует разгерметизацию и гидроудары. Дело в том, что в одном направлении идет движение пара, тогда как прямо навстречу ему движется конденсат.
3. Со смешанной разводкой. Труба, пропускающая пар, фиксируется несколько выше радиаторов по уровню. Все остальные особенности совпадают с вариантом обустройства верхней разводки. За счёт этого удается сохранять все ее положительные качества. Основной минус — травмоопасность. Объясняется она облегченным доступом к нагретым трубам.

Есть и другая классификация. Она основывается на показателе внутреннего давления системы. Основными являются такие виды:

1. Вакуумные. Система абсолютно герметична. В ней присутствует формирующий вакуум-насос. Пар конденсируется при пониженной температурной отметке. Получается, что система более-менее безопасна.
2. Атмосферные. По сравнению с атмосферным давлением аналогичный показатель в полости контура выше в несколько раз. Если случится авария, это приведет к негативным последствиям. Функционирующие в подобной системе радиаторы могут нагреваться до критических отметок.

Несмотря на значительные ограничения в применении парового отопления, оно используется в качестве автономного. Нередко причиной тому являются незначительные затраты на его обустройство. Принимая решение о создании такой системы, следует понимать, что пар играет здесь роль теплоносителя со всеми вытекающими из этого последствиями.