Паровое отопление

Подробно рассмотрено паровое отопление с его преимуществами и недостатками. Рекомендованы сферы применения паровых котлов, рассмотрен принцип работы и приведена классификация паровых отопительных систем.

Еще половину века назад особого выбора отопительных приборов и систем отопления не было. Тогда основным методом обогрева домов и квартир было водяное и паровое отопление. Довольно часто можно было встретить такое отопление на производственных предприятиях, так как пар иногда является частью производства, и он является дешевым источником тепла. Вряд ли сегодня паровое отопление можно внести в список основных источников тепла, но как альтернатива основному отоплению – вполне вероятно. (См. также: Теплоноситель для систем отопления)

Преимущества парового отопления

Паровое отопление не характеризуется потерей тепла в теплообменниках, что позволяет использовать КПД котла на 100%;

Из-за теплоаккумулирующих свойств пара можно использовать трубопровод меньшего диаметра, чем в водяном отоплении;

Пар является дешевым теплоносителем;

Экологическая чистота парового отопления (нет вредных газов);

Прогреть всю отопительную систему можно в довольно короткий промежуток;

Пар является цикличным теплоносителем, то есть его можно использовать много раз. Охлаждаясь, пар превращается в воду, которая снова конденсируется, попадает в отопительный котел, где опять нагревается и превращается в пар. И так по кругу.

Недостатки парового отопления

Довольно маленький срок службы системы из-за высокой температуры теплоносителя (температура пара 100 градусов, а это не каждая отопительная система выдержит, но если и выдержит, то ненадолго);

Нагретая паром поверхность может вызвать ожог, если к ней прикоснуться. Паровое отопление в частном доме, где есть маленькие дети, особо опасно;

Регулировать температуру нагретых радиаторов невозможно, или чрезвычайно трудно (для этого понадобится специальное дорогостоящее оборудование). Поэтому устанавливать такую систему в частном доме, где нужна всегда разная температура (в зависимости от погодных условий снаружи дома) не рекомендуется.

Паровой котел

Классификация паровых систем отопления

Классификация парового отопления производится в зависимости от уровня давления в системе. Наибольшей популярностью пользуются системы парового отопления с низким давлением (от 100 до 170к/квадратный метр). Немного реже можно встретить вакуум-паровую систему с давлением меньше 100 к/квадратный метр, а системы с давлением от 170 и до 600 к/квадратный метр довольно трудно встретить.

В зависимости от того, как именно возвращается конденсат в систему, паровое отопление бывает открытым и закрытым. Закрытая паровая система отопления характеризуется тем, что конденсат самостоятельно попадает в котел сквозь широкую трубу. Если система парового отопления открытая, то конденсат сначала скапливается в специальном накопительном баке, а лишь потом при помощи насоса перекачивается в котел.

Схема парового отопления

В зависимости от способа организации схемы трубопровода паровое отопление бывает в виде однотрубной или двухтрубной системы. Преимущества однотрубной системы парового отопления очевидны: (См. также: Однотрубная система отопления)

Такая система проще в монтаже и эксплуатации;

Однотрубная система экономически выгодна (чего нельзя сказать о двухтрубной системе);

Довольно привлекательный внешний вид.

Принцип работы парового отопления

Вода превращается в пар с помощью специального водонагревательного котла, который может накапливать пар. С увеличением давления в системе вода закипает, а на втором этапе начинает испаряться. Образовавшийся пар по магистралям попадает в нагревательные приборы, таким образом, обогревается помещение. После остывания пар конденсируется и снова попадает в котел. Как и в системе водяного отопления, попавший в отопительную систему воздух вытесняется оттуда паром, который находится в магистралях под давлением. Для выхода воздуха предусматривается специальная отводная труба.

Конструкция и принцип работы парового котла

Отличия однотрубной и двухтрубной системы парового отопления

Недостатком такой отопительной системы можно назвать невозможность регулирования теплового потока. Частичное регулирование становится возможным лишь с наличием специальных регулировочных устройств, что является нерентабельным. Сама конструкция системы довольно проста. Сверху трубопровода располагается выпускное устройство, через которое происходит удаление пара. Такая система имеет в своем составе паропровод, проложенный под некоторым углом и соединенный с паровым котлом и остальными приборами отопления.

Важно! Сечение трубы в открытой замкнутой системе парового отопления должно быть большим. Это необходимо для того чтобы пар не повлиял на встречный конденсат, движущийся в противоположном направлении.

(См. также: Котёл отопительный с водяным контуром)
В отличие от однотрубной системы, в двухтрубной системе отопления пар попадает через вентиль в отопительные приборы, а конденсат возвращается в трубопровод обратного направления через отводы. В связи с необходимостью дополнительного обратного трубопровода возрастают затраты на материал для такой системы. Но преимуществом является отсутствие лишних шумов, которые могут быть слышны в однотрубной отопительной системе, поэтому для тех, кто не знает, как сделать паровое отопление бесшумным, есть совет – выбирайте двухтрубную систему.

Преимущества паровых котлов

КПД такого котла выше из-за отсутствия потерь тепла;

Пар, как носитель тепла имеет низкую инерционность, что позволяет очень быстро прогреть помещение;

Паровой котел дешевый в сравнении с конкурирующим отопительным оборудованием.

Составные элементы системы парового отопления

Схема парового отопления включает такие элементы:

Запорная и регулирующая арматура;

Система автоматизации управления;

Паровой котел на предприятии

Важно! Каждый элемент, входящий в систему парового отопления должен быть сертифицирован и утверждаться ГОСТом и Ростехнадзором. От правильности расчета оборудования и подбора элементов будет зависеть эффективность работы всей системы отопления.

Паровое отопление в частном доме

Если паровое отопление нужно провести в частном доме, то тут потребуется соорудить автономную отопительную систему. Потребуется установить паровой котел, который сможет работать от любого типа топлива. Выбирать паровой котел следует в зависимости от площади отапливаемого помещения и климатических условий региона.

Автономное отопление в частном доме

Если вы еще не поняли, как правильно сделать паровое отопление в своем доме, то лучше обратитесь к специалистам, которые сделают установку и монтаж всего необходимого оборудования на высоком профессиональном уровне и в установленные сроки. В противном случае, если вы решите делать все самостоятельно, могут возникнуть проблемы, как с монтажом системы, так и с ее дальнейшей эксплуатацией.

Совет! Так как паровое отопление очень трудно регулировать, а порой вообще невозможно, то все батареи в вашем доме будут нагреты до 100 градусов. Если вам не нужно столько много тепла, тогда лучше выбрать водяную отопительную систему, которая намного проще в регулировании и менее опасна для ваших детей.

Достоинства и недостатки систем парового отопления

Достоинства (по сравнению с водяным отоплением):

1) меньшие затраты средств на устройство и меньший расход металла (площадь нагревательной поверхности прибора в паровых системах отопления низкого давления на 25—30%, а в системах высокого давления до 50% меньше, чем в системах водяного отопления);

2) меньший диаметр конденсатных труб, а следовательно, и меньший расход металла на трубы;

3) быстрый прогрев помещения и возможность быстрого выключения систем (при малой тепловой инерции систему можно использовать для периодического отопления);

4) малое гидростатическое давление, что обеспечивает возможность применения парового отопления в высотных зданиях;

5) меньшая опасность замерзания воды в трубах.

1) отсутствие возможности центрального качественного регулирования. При наружной температуре выше расчетной пар в системе подается с пропусками, что является причиной значительных колебаний температуры в помещениях и шума в системе;

2) превышение температуры поверхности отопительных приборов сверх гигиенического предела, что является причиной разложения оседающей на них органической пыли;

3) меньший срок эксплуатации (быстрая коррозия труб, в первую очередь конденсатопроводов);

4) повышенные бесполезные потери тепла паропроводами;

5) возможные гидравлические удары и шум в паропроводах (особенно в паровых системах высокого давления). Частые нарушения плотности соединений паропроводов из-за резких температурных деформаций.

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.