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.

Обзор промышленных электрокотлов большой мощности

Паровые и водогрейные промышленные электрокотлы большой мощности, предназначены для обогрева и горячего водоснабжения производственных и сельскохозяйственных объектов. Котельное оборудование, также используется для обогрева коттеджных и загородных поселков.

Виды промышленных электрокотлов

По техническим характеристикам, промышленные электрокотлы, классифицируют на несколько групп. Отличия связаны с принципом нагрева, функциональными возможностями и внутренним устройством. Основная классификация, связана с продуктом, получаемым в результате работы:

Электрический паровой котел – производной является перегретая вода. В зависимости от конструкции и внутреннего устройства, потребитель получает влажный или сухой пар.

Водогрейный котел – работает как обычное котельное оборудования, подогревая воду до температуры не выше точки закипания. Котел устанавливают там, где нет необходимости в получении пара, для подключения к традиционным системам водяного отопления и ГВС.

У каждого типа котельного оборудования, есть свои сильные и слабые стороны, которые имеют значение при подборе подходящего прибора.

Электрические паровые котлы

Электрические паровые котлы для промышленных объектов, используют принцип повторного перегрева теплоносителя. Фактически, это означает, что теплоноситель нагревается дважды, прежде чем поступит в систему отопления.

Используется следующий принцип теплообмена в паровых котлах:

Вода перегревается выше температуры кипения, до 130°С, что приводит к усиленному парообразованию.

Пар направляется в специальный коллектор, где частички жидкости собираются и отсеиваются.

Сухой пар, направляется на повторный нагрев.

Двойной нагрев пара, приводит к увеличению давления в теплообменнике. На выходе, параметры составляют от 0,01 Мпа до 0,55 Мпа. По предварительному заказу, возможно увеличение параметров до 0,8 Мпа. По этой особенности, паровые электрокотлы, также называются теплогенераторами высокого давления. Их эксплуатация оправдана в случае необходимости получения сухого и влажного пара, для предприятий средней площади.

Промышленные водогрейные электрокотлы

Применение водогрейных электрокотлов для отопления производственных помещений, целесообразно для тех предприятий, где отсутствует потребность в паре. Нагрев теплоносителя, осуществляется до 95-98°С. Вода, нагреваясь, создает небольшое давление в системе отопления. По этой причине, водогрейное котельное оборудование, называют котлами низкого давления.

Для промышленных целей, используют три типа электрокотлов:

В первых двух случаях, используется принцип косвенного нагрева теплоносителя. В индукционных электрокотлах, нагрев осуществляется благодаря использованию электромагнитной катушки, в ТЭНовом аналоге, подогрев выполняется поверхностью трубчатого нагревателя.

Электродные котлы промышленного типа, встречаются реже, но расходуют электричества меньше, приблизительно на 40%. Парогенератор с электродами, выпускает компания КЭП.

Для увеличения энергоэффективности промышленных электрических водогрейных котлов большой мощности, требуется установка дополнительного оборудования: циркуляционных насосов, бойлера косвенного нагрева и т.п.

Как выбрать электрокотел для производства

Выбор котла для электро-отопления, основывают на нескольких важных параметрах:

Принцип нагрева – индукционные приборы, стоят дороже, приблизительно на 10-15%, чем ТЭНовые аналоги. Но, недостаток последних, быстрый выход из строя трубчатого нагревателя.
В условиях постоянной эксплуатации, даже при установке системы фильтрации и водоподготовки, срок службы ТЭНа не превышает 5-7 лет. Индукционный нагреватель, проработает в 3-4 раза дольше. Дешевле всего стоят, электродные котлы.

Количество контуров – электрические котельные, работают для ГВС и отопления помещений промышленных предприятий. Возможность приготовления бытовой горячей воды, есть у двухконтурных нагревателей.
Одноконтурные модели, подключаются к ГВС через бойлер косвенного нагрева. Для промышленного применения, устанавливают накопительные емкости с вместимостью в несколько тысяч литров.

Экономичность – промышленные электрокотлы для отопления промышленных зданий, индукционного типа и оснащенные ТЭНовыми нагревателями, по расходу электричества, практически не отличаются. ТЭНовые модели, требуют больше вложений во время эксплуатации.

Сборка – производство котлов выполняет несколько отечественных и зарубежных компаний. Не все теплогенераторы, имеют одинаковое качество сборки и надежность. Предпочтение стоит отдать проверенным временем маркам.

Расчет и подбор котла

Расчет электрокотла для промышленного здания, выполняет исключительно грамотный инженер теплотехник. При вычислениях учитывают следующие параметры:

Теплопотери – обязательно осуществляется аудит здания на предмет возможных теплопотерь. После исследования, расписываются мероприятия по уменьшению потерь тепла. По результатам, высчитывается необходимая тепловая мощность отопителя.

Затраты электроэнергии – каждому промышленному производству, выделяют лимит электроэнергии. После проведения расчетов производительности котла, рассчитывают, какая модель подходит для отопления, без превышения установленного предела. Учитывают необходимость дополнительного оборудования в электроэнергии. Может потребоваться увеличить лимит, установленный компанией энергосбыта.

Котлы с двумя контурами, в промышленных целях применяются крайне редко. Для горячего водоснабжения, устанавливают отдельный бойлер или проточный водонагреватель. При необходимости, используют накопительную емкость косвенного нагрева, подключая ее непосредственно к системе отопления.

Производители промышленных котлов

Желая сэкономить на покупке электрокотла для обогрева промышленного предприятия, некоторые заказчики, допускают ошибку, приобретая котельное оборудование низкого качества.

Технология изготовления промышленных электрокотлов, достаточно сложная. Соблюдение поэтапной сборки, возможно только в заводских условиях. «Самопальные» устройства, в лучшем случае, проработают несколько лет, после чего выйдут из строя, в худшем, приведут к возникновению пожара.

Приобретать стоит исключительно заводскую продукцию надлежащего качества. Судя по опыту эксплуатации, высокое качество сборки и надежность, отличает электрические котлы следующих марок:

Attsu – итальянский производитель, специализируется на изготовлении промышленных парогенераторов. Максимальная производительность, 3 мВт. Котлы Attsu, оснащаются микропроцессорным контроллером. Допускается возможность каскадного подключения нескольких приборов, с целью увеличения мощности.

STEAM ELMO – парогенераторы, с высокой производительностью пара. Можно выбрать модель, способную вырабатывать до 5000 кг пара/час. Котлы STEAM ELMO, устанавливаются в блочно-модульные котельные. Максимальное увеличение продуцирования пара, до 20000 кг/час.

КЭП – парогенераторы, с максимальной производительностью 250 кВт. Котлы электродного типа, с максимальной температурой нагрева, до 160°С. КЭП – это отечественные электрокотлы, отличающиеся высокой экономичностью.

ЭВАН Профессионал ЭПО – в модельный ряд, входят котлы, типоразмеров от 36 до 240 кВт. ТЭНовый водонагревательный котел, проточного типа. Преимущество котельного оборудования ЭВАН Профессионал ЭПО – микропроцессорное управление, автоматическая защита, предотвращающая выход из строя автоматики, при перепадах напряжения и во время короткого замыкания.

ZOTA Prom – еще один отечественный ТЭНовый электрокотел, работающий на нагрев теплоносителя, без возможности производства пара. Максимальная производительность модельного ряда, 400 кВт. Производит 9 м³ горячей воды в час. В ZOTA Prom, установлены трубчатые нагреватели из нержавеющей стали, диаметром 13 мм.

ACV E-tech P – немецкий котел, бельгийской сборки. Электрокотёл, использует проточный метод нагрева. Максимальная производительность, 260 кВт. В серии представлены одноконтурные и двухконтурные котлы. Внутри электрокотла ACV E-tech P, вмонтирована накопительная емкость с максимальной вместимостью почти 400 л. Удобный электрокотел для отопления дома большой площадью и приготовления горячей воды.

Savitr PROF и MAX – отопительные котлы с одним и двумя контурами, предназначенные для комфортного обогрева помещений, с максимальной площадью до 2400 м². Котлы Savitr PROF и MAX, это оптимальное решение для обогрева автомастерских и небольших производственных цехов. Продукцию выпускает российский концерн с одноименным называнием.

Интоис Оптима – ТЭНовый электрокотел, предназначенный для подключения к системам отопления в жилом и промышленном секторе. При производстве российских котлов, применяются инновационные технологии, обеспечивающие высокую безопасность эксплуатации и длительный срок службы. Интоис Оптима – это электрически котел нового поколения.

НЕВСКИЙ класса «Промышленный» – еще одна ТЭНовая модель электрокотла, изготовленная российским заводом. Максимальная отапливаемая площадь 5000 м². Электрокотел НЕВСКИЙ класса «Промышленный», подключается к микропроцессорному контроллеру, управляется дистанционно и имеет многоуровневую систему защиты.

Водогрейный котел и парогенератор подбираются в каждом конкретном случае, отдельно. В зависимости от условий эксплуатации, выбирают электродный или ТЭНовый электрокотел. Отечественные котлы, не уступают относительно качества и надежности, даже именитым европейским моделям.

Требования к промышленной котельной с электрокотлом

Правила безопасной эксплуатации электрических паровых котельных, подробно описаны в документе от 28.05.1993 г, утвержденном Ростехнадзором РФ. В нормах, в частности, оговаривается расположение котельного оборудования, мероприятия по предотвращению возникновения аварийных ситуаций и поражению обслуживающего персонала электрическим током.

В нормах описывается необходимость следующего:

Электрокотельное оборудование, должно иметь высокую степень автоматизации. Предусматривается автоматическое управление, для самостоятельного отключения и включения агрегата, в случае аварийной ситуации.

Установка промышленных электрических котлов отопления, разрешается в любом техническом помещении промышленного предприятия, со средней степенью влажности. Электрокотел подбирается с соответствующей степенью защиты от влаги.

Установка и подключение электрического теплогенератора, выполняется специалистом с необходимым уровнем доступа. Все монтажные работы, осуществляются с соблюдением правил ПУЭ 7.

Любые нарушения условий подключения и монтажа, приводят к праву энергораспределяющей компании, отказать в поставке электричества предприятию.

Электробезопасность котельной

Электрические котлы для обогрева производственных помещений, обязательно заземляются. Проводится регулярное обслуживание систем отопления. При подключении к электросети, обязательно соблюдение следующих условий:

Устанавливается автоматика и УЗО.

Электрокотел подключается к отдельной трехфазовой линии напряжения.

Для предотвращения выхода из строя автоматики промышленной котельной, устанавливают стабилизатор напряжения с необходимой синусоидой.
Для обеспечения бесперебойной работы котла, рекомендуется использование генератора, работающего на дизельном топливе.

Обслуживающий персонал, без необходимого допуска, к проведению работ по осмотру и ремонту котельного оборудования, не допускается.

Персоналу проводят регулярный инструктаж, относительно безопасного обслуживания и ремонта. В котельной устанавливают предупреждающие таблички и вывешивают инструкцию с поэтапным планом действий в случае аварийной ситуации.

Требования к воде для электрокотлов

Электрокотлы индукционного и ТЭНового типа, работают с любым видом теплоносителя. Некоторые модели, способны нагревать антифриз в любых пропорциях. На подпитку котла, устанавливают систему фильтрации и водоподготовки.

Электродные приборы обогрева, работают исключительно со специальным теплоносителем с большим содержанием соли. В процессе электролиза, сопутствующего нагреву теплоносителя, объем жидкости в водяном контуре уменьшается. Через время, потребуется дозаправить систему отопления новой порцией теплоносителя.

Промышленные котлы – относятся к отопительному оборудованию с высокой степенью опасности. Установка, подключение к электросети и последующее обслуживание, проводятся исключительно в согласии с правилами, указанными в ПУЭ и описанными в рекомендациях Ростехнадзора.