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.

Стоит ли делать паровое отопление в частном доме

Содержание

Нынче паровое отопление жилых домов считается пережитком прошлого. В принципе, пар никогда в отопительные системы квартир и не подавался, а только от котельных до тепловых пунктов. Это выражение давно вошло в обиход и в простонародье означает как раз обычное водяное отопление. Тем не менее в интернете часто можно встретить рекомендации о том, как надо монтировать в частных домах паровые системы. В данной статье будет разъяснено, почему обогревать свое жилище паром недопустимо.

Особенности парового отопления

В советские времена на многих промышленных предприятиях, чьи котельные производили пар для технологических нужд, организовывалось отопление, где он служил теплоносителем. В качестве батарей применялись регистры либо стальные конвекторы, а котел для парового отопления обеспечивал давление в системе 3 Бар и выше при температуре теплоносителя более 130 ºС. При этом поверхность регистров представляла опасность ожогов для работников предприятия.

С тех пор на подавляющем большинстве предприятий прошла реконструкция и осуществлен переход на водяное или воздушное отопление. Но, как мы уже отмечали, множество интернет-ресурсов дают рекомендации по монтажу парового отопления в частных домах, что само по себе нонсенс. Это мотивируется тем, что система парового отопления в частном доме:

• не требует радиаторов больших размеров, оттого что температура теплоносителя гораздо выше,
• обеспечивает очень быстрый прогрев помещений,
• нуждается в трубопроводах меньшего диаметра, чем водяная,
• обойдется дешевле в оборудовании и монтаже.

Чтобы развеять все мифы и избавить домовладельцев от непоправимых ошибок или пустой траты времени на изучение всех аспектов, мы рассмотрим принцип работы парового отопления и перечислим все его особенности. Итак, вначале котельная установка производит пар определенной температуры и давления, эти параметры напрямую взаимосвязаны. Например, при температуре 133 ºС давление пара составляет 3 Бар, при 140 ºС – 3.5 Бар, а при 144 ºС – 4 Бар.

Пар под давлением движется по трубопроводу, чей диаметр должен быть больше, чем для такой же массы воды. Отдавая тепло в радиаторах, он конденсируется, но лишь частично, в результате чего получается пароводяная смесь. Двигаясь назад по конденсатопроводу, она проходит процесс вторичного вскипания, что чревато гидроударами. Чтобы паровое отопление на дровах или другом топливе функционировало нормально, следует выполнить такие требования:

• чтобы избавиться от пароводяной смеси, на каждой ветви нужно ставить специальный разделитель – конденсатоотводчик,
• систему можно собирать только из стальных бесшовных труб (например, по ГОСТ 8732–78). Трубы водогазопроводые, медные, а тем более полимерные использовать для пара недопустимо,
• все отопление частного дома должно монтироваться на фланцах или сварке, обычные муфтовые соединения потекут через полгода,
• запорно — регулирующая арматура тоже нужна специальная, предназначенная для работы с паром.

О паровых котлах и их обвязке

Тепловая установка для производства пара не в пример сложнее водогрейного котла. Ей приходится работать с высоким давлением и температурой, поэтому качество применяемого металла выше, а толщина — больше. Кроме того, агрегат оборудован дорогостоящей аппаратурой автоматики и безопасности. Ниже на рисунке представлена схема парового котла:

Примечание. В вертикальных версиях паровых агрегатов горелка устанавливается сверху, а в горизонтальных – сбоку.

В силу экстремальных условий работы установка котла включает в себя и обеспечение водоподготовки. Да, простая вода из крана здесь не подойдет, ее надо обязательно обессолить, очистить и удалить растворенный кислород. В противном случае змеевик, где происходит испарение воды, выйдет из строя очень быстро. На подающем трубопроводе теплогенератора устанавливается сепаратор, не пускающий в трубы не испаренную воду.

Что касается циркуляции, то насос для парового отопления здесь работает иначе. Пар движется по трубам самостоятельно, как и конденсат. Последний поступает в накопительную емкость, установленную в котельной, откуда насос подпитки закачивает его в котел по мере необходимости для повторения цикла.

Из вышесказанного напрашивается вывод, что паровой генератор сложнее, дороже и гораздо требовательнее водогрейного. Не может идти и речи о том, чтобы изготовить паровой котел своими руками, это слишком опасный эксперимент.

Схема парового отопления

По большому счету, схемы систем отопления для пара и воды практически одинаковы. Только в случае с паром усложняется подключение к котлу, появляется дополнительная накопительная емкость для конденсата (ресивер) и аппараты водоподготовки, что и продемонстрировано на схеме:

Независимо от того, своими руками вы собираетесь монтировать отопление, или нанимать специалистов, мы представим 5 аргументов, почему оно не должно быть паровым:

• паровое отопление травмоопасно: разогретые до 130 ºС радиаторы и трубы – источник ожогов для вас и ваших детей,
• отсутствие экономии: осуществлять регулирование температуры в помещениях, обогреваемых паром, практически невозможно,
• покупка и монтаж паровых котлов, а также специальной арматуры обходится гораздо дороже традиционных водяных систем,
• ввод в эксплуатацию оборудования, производящего пар, требует разрешения от соответствующих органов контроля,
• оборудование для генерации пара является источником повышенной опасности. Его сфера применения – промышленное производство.

Водяное отопление от печи

Существует такое понятие, как печное паровое отопление, введенное в обиход еще нашими дедами. Но никакого пара в трубопроводах тут нет, это водяная система с радиаторами, работающая от теплообменника, установленного в топке или газоходе печи. Теплообменники для этих целей бывают двух типов: в виде змеевика или емкости с патрубками. Бак обычно варят из нержавеющей стали, а змеевик делают из толстостенных стальных труб.

Совет. Когда планируется сделать обогрев на даче либо в другом здании с периодическим способом топки, то во избежание размораживания батарей и теплообменника в печке в систему необходимо залить незамерзающую жидкость – антифриз.

Чтобы сделать паровое отопление от печки, нужно выполнить трубную разводку и установить радиаторы. Как правило, мощности теплообменника хватает на хороший нагрев 2–4 батарей, на это количество и надо ориентироваться. Систему можно сделать самотечной, но это загромоздит ваш дом трубами большого диаметра. Если нет острой необходимости, то лучше установить циркуляционный насос и проложить магистрали над полом.

Как и в случае с котлами, сжигающими твердое топливо, на подающий трубопровод следует установить группу безопасности. Процесс горения в топливнике не всегда удается проконтролировать или вовремя приостановить, так что наличие предохранительного клапана с манометром не помешает. Оптимальный вариант, при котором перегрев печного бака практически невозможен – это наличие теплоаккумулятора.

Что в итоге?

Использовать при обогреве частного дома в качестве теплоносителя водяной пар – это дорого, неэффективно и просто опасно. По этим причинам от подобного отопления отказываются даже промышленные предприятия, что производят пар на технологические нужды.