Парогенератор для систем отопления и горячего водоснабжения в жилых и промышленных зданиях

Помимо обычных водогрейных котлов, применяется промышленный парогенератор для систем отопления и горячего водоснабжения в жилых и промышленных зданиях, который может также снабжать производство технологическим паром. Паровое централизованное отопление используется в промышленных районах и в местах со сложным рельефом местности (холмы, овраги и других), в южных регионах, где сравнительно короткий отопительный сезон. Также возможно его применение там, где допускается снижение санитарно-гигиенических норм к теплоносителю.

Важный момент – обеспечение доставки пара к потребителю. Прокладка труб жилых и производственных отопительных систем обычно осуществляется различными способами:

через подвалы зданий,

чердаки и подполья строений.

На чердаках и в подвалах не рекомендуют проводить трубы в очень холодных регионах, поскольку велика вероятность их промерзания и разрыва. Иногда их размещают снизу или сверху пола нижнего этажа, например, цокольного, или первого, если он нежилой.

Системы возврата конденсата

Паровое оборудование может быть оснащено системой возврата конденсата. Такие установки активно используются на промышленных предприятиях. Пар из котельной подается по паропроводу к потребителям тепла. После этого конденсат возвращается по специальному трубопроводу за счет давления, создаваемого насосными агрегатами. Эти конденсатные насосы размещаются у потребителей. Если давление пара недостаточное, то аккумулятор ставят внизу здания, чтобы конденсат в него стекал естественным путем.

Для подключения конденсата к схеме ГВС (горячее водоснабжение) требуется обязательное использование насосных установок. По такому же принципу возможно подключение к паровому отоплению калориферных устройств систем вентиляции, а также другого оборудования. В этом случае оборудование подключают к системам электроснабжения, даже если оно работает на газовом или жидком топливе.

Разновидности отопительного оборудования

Отопление может быть местным или центральным. Метод разводки системы бывает верхним, нижним, горизонтальным, вертикальным и смешанным. Существуют отопительные системы, которые работают беспрерывно в течение всего отопительного сезона, а есть и периодические, включаемые на определенный период времени. У одних систем гидравлический режим постоянный, а у других его можно менять. Также отопление может различаться по следующим критериям:

по используемому источнику энергии – электричество, газ, уголь, древесина, мазут, торф, солнечная и геотермальная энергия;

по виду теплового агента – воздух, вода, пар, а также комбинированный вариант;

по разновидности используемых приборов – конвективные, лучистые и конвективно-лучистые;

по способу циркуляции теплового агента – естественный и искусственный (применяются насосные агрегаты);

по направлению движения теплоносителя в трубопроводе – тупиковые или попутные системы.

По варианту подключения приборов они могут быть одно-, двух-, трех- и четырехтрубными, а также комбинированными. В однотрубных конструкциях отопительные устройства на одном стояке подсоединены в последовательном порядке. Это означает, что тепловой агент от одного прибора в стояке переходит к следующему, при этом он постепенно теряет тепло. В остальных вариантах отопительные устройства соединены со стояком параллельно, благодаря чему теплоноситель в них имеет одинаковую температуру. Эти системы эффективней, но их обустройство потребует больше затрат, а настройка оборудования будет более трудоемкой.

Доставка тепла потребителю

Нагрев жидкости в системах отопления многоэтажных домов осуществляется с помощью радиаторов, небольших котлов из чугуна или стали, а также змеевиков, которые размещают в печах или дымоходах газовых плит. Еще встречаются бытовые отопительные, водогрейные и отопительно-варочные агрегаты. Для таких систем допустимо применение как парового, так и водогрейного агрегата.

В квартирном и в однотрубном отоплении с вертикальной разводкой и естественной циркуляцией можно осуществить монтаж теплового генератора и нагревательных устройств на одинаковом уровне. Отопление подъездов предусмотрено только для домов с тремя этажами и более. Трубы систем центрального отопления должны находиться в открытом доступе. Для жилых домов и других зданий стояки рекомендуется располагать в углах стен.

Прокладка труб отопительных систем обычно осуществляется через подвалы зданий, технические помещения, чердаки и подполья (кроме строений, находящихся в холодных регионах). Также их могут разместить снизу или сверху пола 1-го этажа.

Паровое отопление может быть с малым (не более 0,07 МПа) и высоким уровнем давления пара. Оно используется для обустройства зданий общественного и промышленного типа. Более востребованы паровые системы малого давления. Как водяное, так и паровое центральное отопление может включать в себя нагревательные устройства в виде радиаторов, ребристых труб и конвекторов. Иногда встречаются бетонные нагревательные панели.

Альтернатива электрическим котлам – дизельные агрегаты

При наличии достаточно просторного помещения в котельной устанавливают жидкотопливные парогенераторы. Чаще всего используют дизельное топливо, реже – мазут или отработанные машинные масла.

Дизельные паровые установки бывают жаротрубными и прямоточными. К преимуществам первых относят следующее:

стоимость ниже, чем у других установок в этом классе;

низкая себестоимость пара;

наличие специального кожуха из стальных листов, благодаря чему обеспечивается высокая безопасность в процессе работы с парогенератором;

высокое качество и надежность всей системы;

отсутствие необходимости регистрации в Ростехнадзоре;

поставка осуществляется не дольше, чем за 10 дней.

Очень важно правильно выбирать наиболее подходящее оборудование для конкретных условий того или иного отапливаемого объекта. При покупке паровых установок для отопления помещений промышленности следует учитывать их производительность и рабочее давление. Преимущества дизельных паровых установок прямоточного типа заключаются в следующем:

абсолютная взрывобезопасность. За счет этого агрегат можно разместить в непосредственной близости с потребителем. Отсутствует необходимость возведения котельной, что позволит сэкономить достаточно большие средства;

отличные показатели КПД – до 92%;

автоматизированная работа оборудования, благодаря чему можно сократить штат работников;

пар имеет температуру до 200°С, а его давление может доходить до 13 атм;

работа установки в полноценном режиме уже начинается через 5 минут после запуска;

хорошая ремонтопригодность. Замена змеевика выполняется буквально за несколько часов.

Они имеют довольно компактные размеры, а за счет небольшой поверхности, через которую уходит тепло, уменьшаются тепловые потери. По этой причине приобретение каких-либо топливных генераторов пара вместо электрических моделей может дать высокий экономический эффект, поскольку электроэнергия стоит весьма недешево.

Парогенератор для муниципального хозяйства

В сфере ЖКХ активно используют парогенератор для муниципального хозяйства. В первую очередь, это решение проблем отопления и горячего водоснабжения. В котельных многоквартирных домов устанавливают паровые или водогрейные котлы, работающие на газовом или жидком топливе. Но и компактные электрические модели очень востребованы для решения широкого спектра задач.

В каких операциях задействованы парогенераторы для ЖКХ

Мобильные паровые агрегаты активно применяются в сфере ЖКХ для выполнения определенных задач, где есть необходимость в источнике пара. Они позволяют решить следующие проблемы:

экстренный разогрев замерзших труб, вентилей, кранов, задвижек и других частей трубопроводов;

продувка паром элементов водопроводов;

прогрев в холодное время сливных кранов цистерн;

обеззараживание различных поверхностей и оборудования.

Промышленные парообразующие установки мобильной конструкции имеют рабочее давление до 5 кгс/см2, а показатели температуры пара доходят до 150°C. При этом паропроизводительность может составлять от 4 до 70 кг/ч. Котла с запасом воды 200 л достаточно для беспрерывного производства пара на протяжении полутора и боле часов. Электрические паровые системы подключают к сети через кабель, который имеется в комплекте оборудования.

Мобильные парогенераторы

Компактные мобильные агрегаты чрезвычайно удобны. Для них нужно только лишь подключение к источникам электроэнергии и воды. Переносные парогенераторы обладают множеством преимуществ:

наличие датчика контроля температурного режима и давления, который защищает установку от превышения норм данных показателей;

быстрый выход на рабочий режим. С момента пуска на это уходит не более 8 минут;

небольшие габариты и масса;

хорошая начальная комплектация. Вместе с установкой поставляется шланг длиной 5 м, сетевой шнур от 10 до 20 м, а также податчик с форсункой;

агрегат не надо регистрировать в Госгортехнадзоре и Котлонадзоре;

экономия средств за счет отсутствия необходимости в обслуживающем персонале.

Для ТЭНовых парогенераторов применяется вода с очень низкими показателями электропроводимости. Такие устройства востребованы в регионах, в которых вода изначально мягкая и не имеет электропроводных свойств. Такие паровые системы используются там, где пар напрямую взаимодействует с продукцией, требующей чистоты рабочей среды, то есть отсутствия примесей. В строительной сфере такая необходимость возникает довольно редко.

Для электрических парогенераторов переносного типа характерны следующие положительные качества:

паропроизводительность от 20 до 500 кг/ч при рабочем давлении до 5 атмосфер;

плавная регулировка мощности, что позволяет избежать перегрузок в сети;

электронная и механическая защита, которая отключает установку при превышении допустимого давления;

защита насосного агрегата от гидроудара за счет наличия демпфирующей системы;

нагревательные элементы (ТЭНы) изготовлены из качественной нержавейки марки AISI 304;

наличие дополнительных возможностей, позволяющих настроить работу системы под определенные условия.

Водоподготовка является важным процессом, который рекомендуется выполнять перед использованием ТЭНовых парогенераторов.

Промышленные топливные генераторы пара

В случае аварии с повреждением линий электропередач использовать электрические парогенераторы не представляется возможным. В этом случае на помощь приходят аналогичные агрегаты, работающие на каких-либо доступных видах топлива. Дизельные, мазутные, угольные и газовые паровые агрегаты в плане необходимости электроэнергии не столь требовательны. От электроэнергии работают только некоторые узлы, поэтому можно обойтись мобильным электрогенератором.

Их главное преимущество заключается в автономности работы как внутри помещения, так и снаружи. Эти приборы отличаются высокой эффективностью, благодаря чему они востребованы в разных видах промышленности и в сфере ЖКХ. Данные установки достаточно надежные, прочные, характеризуются хорошей ремонтопригодностью и рассчитаны на достаточно долгий срок службы. Их единственный недостаток – повышенная опасность возгорания горючего. Поэтому необходимо выбирать качественное оборудование от проверенных производителей, грамотно его устанавливать и правильно использовать. Тогда риск внезапного взрыва или появления любых других проблем будет сведена к минимуму.

Дизельные парогенераторы в жилищном секторе

В сфере ЖКХ применение парогенераторов на дизельном топливе или мазуте – не редкость. Более продуктивные – жаротрубные промышленные парогенераторы. Их выгодно использовать для удовлетворения потребностей в тепловой энергии жилых и промышленных зданий. Себестоимость пара в таких агрегатах ниже, чем в электрических, но выше, чем в газовых разновидностях. Газ до сих пор – самое недорогое топливо, но только в том случае, если есть возможность подключиться к магистрали природного газа.

Большинство поселковых хозяйств по обслуживанию населения, дачные кооперативы и коттеджные поселки без газификации используют именно дизельное топливо. Небольшие, компактные, мобильные агрегаты не так сложно перевезти с одного места на другое. Дизельные, мазутные и твердотопливные парогенераторы не нуждаются в оформлении разрешительных документов. Очень важно правильно выбирать наиболее подходящее оборудование для конкретных условий того или иного отапливаемого объекта.

Важно: при покупке парогенераторов для муниципального хозяйства следует учитывать их производительность и рабочее давление. Зачастую достаточно покупки прямоточного парогенератора, пар в котором может разгоняться до температуры 200% с давлением 12-13 атмосфер. Они имеют довольно компактные размеры, а за счет небольшой поверхности, через которую уходит тепло, уменьшаются тепловые потери. Во многих случаях замена электрических моделей на топливные парогенераторы выгодна, так как происходит существенная экономия дорогостоящей электроэнергии.

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.