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.

Установка парового отопления в частном доме от печи на дровах – стоит ли делать?

Обогрев дома паром довольно популярен. Но что делать, если у вас уже есть дровяная печь? Нужно ли ее убирать? Какой выбрать котел? Можно ли организовать паровое отопление от печи на дровах? Рассмотрим этот вопрос подробнее.

Аргументы «За»

Паровой способ быстро нагревает воздух в доме.

Система на дровах – более экономичный вариант, чем газ или электричество.

Не обязательно сносить печь, так как кроме затрат сил и времени, может понадобиться капитальный ремонт.

Благодаря отсутствию механизмов, любая регулировка выполняется вручную, значит, техника не будет ломаться, давать сбои.

Это вариант для дачи или загородного дома, так как присутствие там сезонное, а топливо можно запасти заранее. Отопление не отключится из-за плохой погоды, неуплаты за электричество или газ.

Даже если сама печь находится в соседнем здании, реально провести паровую систему. Главное, позаботиться о теплоизоляции.

Как это сделать, наглядно показано в следующем видео:

Сборка и установка

Собрать систему на пару — реально, главное, сделать работу с учетом параметров постройки.

Если печи еще нет, потребуется ее выложить, для чего важно выбрать правильное место: нужно обеспечить свободный подступ, удобно расположить, чтобы об нее случайно не обжечься из-за тесноты.

Обогрев дровами выделяет много тепла, с которым могут совладать только изделия из металла, ни в коем случае не полипропилен.

Когда основной агрегат – дополнительный источник тепла, его не делают из железа, а выкладывают из кирпича, так как керамика намного дольше удерживает нагрев.

Проблему со сложным паровым протоком решают установкой циркуляционной насосной станции. Чтобы внутреннее давление было под контролем, необходимо установить расширительный бак.

Монтаж

Чтобы верно собрать паровую установку, необходимо подготовить нужные материалы. Обязательно понадобятся трубы, тройники, соединители, кран Маевского, запорный клапан, дополнительное оборудование.

К нему относятся: насос, расширитель, радиаторы, сварочный аппарат, редукционно-охладительная установка, вентили, паровой теплообменник.

Паровой теплообменник – металлический контур из труб. Толщина их стенок должна быть не менее 2,5 мм. Если изделие решено сделать своими руками, понадобится сварочный аппарат.

Перед установкой следует проверить целостность швов, залив воду в конструкцию: если нет подтеков, то все нормально. Метод не совсем информативен, потому что шлаковые включения в сварочных швах он не покажет.

Для этого способ — «керосин на мел». Внутрь вместо воды наливают керосин, а снаружи стыки натирают мелом. Жидкость проникает сквозь мелкие поры, а мел на участках просачивания темнеет.

Варианты формы теплообменника

Теплообменную часть устанавливают при кладке печи, в топку.

Далее, по схеме, подвешивают под оконными проемами радиаторы, к которым подключают две линии труб.

Чтобы поддерживалась естественная циркуляция, выдерживают уклон, но не более, чем 3 мм на погонный метр трубопровода. Каждый конвектор оборудуется воздушным клапаном.

Рекомендуется установить перед каждым радиатором запорный вентиль и один общий, чтобы обеспечить нужный уровень безопасности.

В конце трубопровода монтируют сборник конденсата (бак), вместо обычного расширительного бака. Потому что лучший вариант – мембранный – не переносит сильного нагрева.

Насос размещают перед печью.

Схема

Отопительная система работает из-за естественной циркуляции. Поэтому теплообменник требуется разместить ниже уровня радиаторов, приваренных под углом.

Постоянную работу тепловой линии обеспечит циркуляционный насос.

Есть два варианта сборки отопительной системы: однотрубный или двухтрубный.

При однолинейной разводке отопления последовательная стыковка батарей оборачивается тем, что первый радиатор всегда горячее остальных, а последний – практически холодный. Такая цепочка оправдана только внутри небольших помещений.

Вариант схемы подключения

Если дом большой, лучше использовать двухлинейный вариант отопления, тогда по верхней трубе будет осуществляться ток горячего пара, который после остывания возвращается к котлу через нижний трубопровод.

Благодаря четкому разделению разгоряченного пара и остывшего конденсата все радиаторы нагреваются равномерно, не зависимо от степени удаленности от котла.

Плюсы и минусы

Если паровым котлом является печь, то получается условно бесплатная установка, генерирующая тепло за счет расположенного внутри топки теплообменника.

Не требуется искать тепловой аккумулятор, так как печь накапливает тепло лучше любой емкости с водой.

Топить можно дровами, горючими отходами жизнедеятельности, торфом или углем.

В перспективе получается более эффективная и экономичная конструкция, ведь отапливается не одна комната, а сразу весь дом при аналогичном количестве использованного топлива.

С другой стороны, невозможно тонко отрегулировать температурный режим, выставить сразу конкретную мощность. Выдерживать оптимальную нагрузку возможно, если открывать топку, закрывать поддувало. Со временем придёт опыт: сколько дров за один подход требуется для определенной скорости горения, как должно быть открыто поддувало.

Существует риск задымления помещения, в случае, если повредится дымоход, будут использованы сырые дрова, либо сильно возрастет давление на улице.

Нельзя оставлять растопленную печь, уходя куда-либо, закрывать заслонку раньше, чем дотлеют угли, чтобы исключить риск пожара или отравления угарным газом.

В принципе, минусы этого оборудования не отличаются от аналогичных недостатков простых каминов, а преимуществ — больше.

Можно ли сделать из печи котел?

Нельзя взять и присоединить трубопровод к простой печи. Нужно либо делать кладку с нуля, либо разбирать имеющуюся установку до топки.

Запрещён разбор отдельной части сооружения, так как будет нарушена циркуляция воздушного потока внутри дымоходной трубы, что вызовет отсутствие тяги. При каждом розжиге внутрь комнаты будет попадать дым и гарь.

До уровня топки печь укладывается на фундамент со слоем гидроизоляции из красного кирпича, устойчивого к высоким температурам. Топка выкладывается двумя слоями, где внешний слой состоит из тех же красных блоков, а внутренний — из огнеупорного шлакоблока.

Заливка фундамента Выкладка печи Дымоходная труба

В нижней части размещают железную решетку, на которую выкладывают дрова, сверху устанавливают металлическую трубную связку, вокруг теплового обменника продолжают укладку шлакового кирпича.

Дальнейшая кирпичная кладка продолжается по классическому принципу. Для такого типа строения особая схема кладки, разработанная с учетом того, что внутри топки установлена полая металлоконструкция.

Устройство разводки

Специалисты советуют одноконтурную разводку труб.

Нужно установить опорную трубу, присоединить вертикальную ветвь, перевести ее в горизонтальное направление под потолком.

На месте соединения вертикали с горизонталью монтируют переходной тройник для подключения расширителя. Накопительный бак выводят на чердак.

Горизонтальную линию ведут к первому радиатору, оставляя уклон 2 см на 1 метр трубы. Над самой батареей трубу вновь выводят в вертикаль, оканчивающуюся верхним штуцером.

От последней точки до разъема следующей батареи укладывают соединительный отрезок трубы, его диаметр должен совпадать с размером напорной ветви разводки.

Подключение и разводка

Аналогичным способом обвязывают нижние разъемы соседствующих радиаторов, а свободный патрубок перекрывают заглушкой.

Вторую линию сооружают тем же методом.

Перепады высоты между батареями не должны превышать 1,5 – 2 см по отношению к 1 метру трубопровода.

Последний радиатор в цепи одной стороной прикрепляют к предшествующему аналогу, а с другой располагают патрубок, замыкающий схему.

Свободный верхний патрубок оснащают краном Маевского для экстренного сброса давления, а напорные элементы устанавливают между печью и крайним радиатором отопления. Для насосов применяют байпас.

Такая схема отопления способна поддерживать принудительную или естественную циркуляцию пара, что удобно в случае отключения электричества, ведь циркуляционный насос будет отключен.

Отличия парового обогрева от водяного

Иногда люди ошибочно называют паровой обогрев водяным, но это абсолютно разные системы.

При водяном отоплении внутри труб движется жидкость, она же нагревается или охлаждается. Но при паровом варианте заливаемая влага выпаривается. Внутри трубопровода движется горячий пар. Он при охлаждении конденсируется и стекает по возвратной трубе обратно в котел.

Помимо разницы в теплоносителях, есть отличия в скорости и степени прогрева трубопровода, помещений. КПД данного способа выше, чем у водяных аналогов.

Не требуется большое оборудование, чтобы собрать отопительную установку, во время зимы не будет промерзания, так как в трубах мало воды.

Система запускается проще, выделяет тепло заметно быстрее. Можно дополнительно встроить варочную плиту, чтобы готовить пищу.

Технология работ

Если в доме изначально нет печи, то сначала нужно частично вскрыть полы под место заливки фундамента, заложить основание, застелить его рубероидом.

Первый ряд укладывают на гидроизоляцию. Следующие кладут с соблюдением порядовки, контролируя вертикаль нивелиром или отвесом. На местах установки дверок вставляют огнестойкую проволоку, выполняя обвязку контура дверцы.

Топку выкладывают согласно ранее описанной технологии.

Дымоход делают двухслойным. В качестве основы устанавливают металлическую трубу, снаружи обвязывают теплоизоляцией. Остается выложить вокруг кирпичом, оставляя место под заслонку.

Для безопасности каждый подключенный радиатор снабжают запорной арматурой и кранами под сброс воздуха.

Кран Маевского на радиаторе

В начале отопительной системы устанавливается охладительный редуктор, редукционный клапан, монтируют под небольшим уклоном бак под конденсат. Жидкость из него будет направлена в теплообменник. Перед печью ставят циркуляционный насос.

Советы и рекомендации

Рекомендуется периодически прочищать дымоход от скопления сажи. Чтобы конденсат спокойно перетекал по обратной линии, следует собирать печь как можно ниже, желательно в подвале.

Нельзя игнорировать монтаж клапанов, чтобы не допустить аварийной ситуации.

Обшить все горючие материалы на стенах, полах, потолке безопасным покрытием, чтобы не произошло возгорания.

На стадии составления схем, расчетов количества материалов, обратитесь за консультацией к профессионалам. Наймите опытного сварщика, чтобы все швы были цельными, прочными.

Не стоит оставлять заслонку открытой: дом будет выхолаживаться.

Пример собственноручного изготовления теплообменника рассматривается в нижеследующем видео: