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.

Что такое паровое отопление и в чем его отличие от водяного

Часто можно услышать, что люди, говоря о водяном отоплении, употребляют термин «паровое отопление». Но это два разных вида. И тот и другой в качестве теплоносителя используют воду, но водяное — в жидком виде, а паровое – в виде пара. Это и определяет их отличие, как с точки зрения используемого оборудования, так и устройства всей системы. В этой статье мы расскажем именно о паровом отоплении, его принципе действия, видах и особенностях, преимуществах и недостатках.

Принцип действия и виды парового отопления

Паровое отопление работает по следующему принципу: вода, нагреваясь в специальном котле (парогенераторе), превращается в пар и в таком виде подается по трубам к радиаторам, выдавливая из системы воздух. Там пар отдает свое тепло и, таким образом охлаждаясь, конденсируется обратно в жидкое состояние. После чего по обратной магистрали образовавшаяся вода поступает назад в котел и цикл повторяется. При этом трубы и радиаторы системы отопления нагреваются до температуры 100 о С и более.

Котел парового отопления

Системы парового отопления могут быть разных видов и отличаться:

• способом возврата конденсата;
• количеством контуров;
• схемой разводки труб.

По способу возврата конденсированной в радиаторах воды такие системы могут быть открытыми или закрытыми. В открытых, или как их еще называют – разомкнутых, конденсированная влага, перед подачей обратно в парогенератор, собирается в специальной емкости. В закрытых системах такая емкость отсутствует, а конденсированная вода возвращается к парогенератору сразу же, по трубе достаточно большого диаметра.

Такое отопление, как и водяное, может быть как одноконтурным – использоваться только для обогрева помещений, так и двухконтурным, обеспечивая нагревание воды для системы горячего водоснабжения.

Схема парового отопления дома

На рис.1 : 1 — парогенератор; 2 — паровентилятор; 3 — предохранительный клапан; 4 — запорная арматура; 5 — радиаторы; 6 — воздушный клапан; 7 — мембранный бак; 8 — манометр.

Схема разводки труб в таких системах, как правило, двухтрубная с верхним или нижним расположением магистральной подающей трубы. Способ разводки, как и при водяном отоплении, выбирают, учитывая вид применяемых труб и особенности помещений, в которых они прокладываются.

Котел и трубы для парового отопления

Для эффективной работы системы парового отопления должен быть правильно подобран вид и мощность парового котла (парогенератора). Существует несколько видов паровых котлов, которые могут работать на разном топливе:

• газовые;
• твердотопливные;
• жидкотопливные;
• универсальные или комбинированные, которые могут работать на нескольких видах топлива.

Как и при водяном отоплении, наиболее экономично выгодными являются паровые котлы, работающие на природном газе. В том же случае если дом не газифицирован, то придется использовать котлы на твердом или жидком топливе.

Кроме вида котла, необходимо правильно подобрать и его мощность. Она должна соответствовать общей площади помещений, которые необходимо будет обогревать. В среднем, считается, что для 10 м 2 помещения высотой до 3 м достаточно 1-1,2 кВт тепловой мощности:

• для дома, площадью 100 м 2 будет достаточно котла мощностью 10-15 кВт;
• для дома, площадью до 200 м 2 – 20-25 кВт;
• до 300 м 2 – до 30-35 кВт.

При этом многое зависит от того насколько утеплен дом. Качественное утепление дома современными материалами может снизить его теплопотери, а следовательно, и уменьшить количество необходимого тепла для его обогрева, а значит и мощность котла, на 30-50%.

Какие трубы используются для парового отопления

Как уже упоминалось, в трубах систем парового отопления достаточно высокая температура теплоносителя (пара) – 100 о С и даже больше. Поэтому для такого отопления подойдут только металлические трубы разных видов:

• стальные – обычные, оцинкованные или из нержавеющей стали;
• медные.

Использование для разводки обычных стальных труб наиболее экономичный вариант. Они достаточно надежные и прочные, но подвержены коррозии. Но оно, как правило, предполагает проведение сварочных работ. Трубы, оцинкованные или из нержавеющей стали отличаются коррозионной устойчивостью, но стоят дороже и используются для монтажа реже.

Достаточно хорошим вариантом является использование для монтажа системы такого вида отопления медных труб. Они прочные, надежные, с гладкой внутренней поверхностью, могут соединяться высокотемпературной пайкой. Но это и наиболее дорогой материал и это является их главным недостатком.

Преимущества и недостатки

Паровое отопление, как и любое другое, имеет свои положительные и отрицательные стороны.

Из преимуществ такого отопления можно выделить:

• парогенераторы (паровые котлы) имеют достаточно высокий КПД, в них хорошо сохраняется тепловая энергия, что позволяет в такой системе использовать трубы с меньшим диаметром и сделать её более компактной и менее затратной;
• малая инерционность таких систем, позволяющая достаточно быстро прогревать обогреваемые помещения;
• относительно невысокая стоимость оборудования.

Кроме того, такие системы отопления имеют и свои недостатки:

• меньший срок службы такого оборудования, в сравнении с другими видами отопления;
• невозможно плавно регулировать работу системы парового отопления (разные помещения могут прогреваться по-разному) и сложно подобрать наиболее оптимальный вариант её работы;
• шум в системе при наполнении её паром;
• сильное нагревание радиаторов и труб (до 100 о С и более), что иногда, при случайном прикосновении, может приводить даже к ожогам.

Следует отметить, что паровое отопление (именно отопление паром, а не водяное, которое часто называют паровым) не очень распространено и довольно редко его используют в частных домах, именно из-за вышеуказанных недостатков.

Видео по теме: