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.

Паровое отопление: как рассчитать и установить?

Чтобы в доме было тепло и уютно, следует еще на этапе проектирования задуматься о том, каким образом помещения будут отапливаться. Почти все системы централизованного отопления работают за счет самого простого и доступного нагревательного элемента – воды. Однако это далеко не единственный вариант, благодаря которому можно регулировать температуру в доме.

В качестве альтернативы сегодня нередко используется паровое отопление. Его можно сделать как своими руками, так и при помощи специалистов. Данная статья расскажет об особенностях, достоинствах и недостатках этого вида обогрева, позволив вам понять, подходит ли он для вашего жилища.

Особенности

Этот вид отопления представляет собой систему с теплоносителем в виде разогретого водяного пара. Это не инновационное изобретение, поскольку данный метод широко применялся для обогрева жилых помещений еще в 19 веке. И только потом пар решили заменить водой. Водяное и паровое отопление отличаются друг от друга, поэтому не стоит их путать.

Замена была необходима из-за того, что эффективность переноса тепла при помощи пара крайне высока. Это приводило к чрезмерному нагреву оборудования. Его температура могла подниматься выше 100° С. Любой контакт с отопительным паровым оборудованием мог привести к ожогам разной степени. Именно поэтому такой вариант обогрева частного дома или дачи довольно опасен.

Сегодня отопление паром в его первоначальном виде запрещено использовать в жилых и общественных зданиях. Однако на частные владения такое ограничение не распространяется. Поэтому, тщательно изучив все особенности паровой системы, вы вполне сможете установить его в своем доме.

Отличия от водяного отопления

Паровое отопление, в сравнении с водяным, имеет более высокую теплоотдачу и эргономичность. Благодаря отоплению паром помещение нагревается в 3 раза быстрее, чем в случае с водой.

Также важно то, что пар не замерзает в холодное время года. А значит, отопление можно без проблем «разбудить», запустив его даже после длительного перерыва. Это крайне удобно для тех, кто часто бывает на даче, но не живет там.

Также для такой системы требуется малогабаритное оборудование, поэтому отопление в целом обходится дешевле. Паровое отопление работает не только от печи на дровах, но от котлов, в которых использует отработанное масло. Правда такой вариант отопления не совсем экологичен, поэтому его используют для гаражей или подсобных помещений.

Плюсы и минусы

Можно выделить основные достоинства, благодаря которым данный вид обогрева получил распространение:

• небольшая цена;
• устойчивость теплоносителя к низким температурам;
• высокая эффективность благодаря конвекции и излучению;
• малогабаритность системы;
• возможность пара проникать в любую точку системы без снижения температуры;
• обеспечение быстрого прогрева помещения;
• минимальные (практически нулевые) теплопотери;
• совместимость с теплым полом.

При этом у паровой системы есть и определенные недостатки:

• сильный шум во время работы;
• чрезмерное нагревание оборудования, что может привести к ожогам или аварийным ситуациям;
• неудобное управление температурным режимом;
• относительно небольшой срок службы ввиду неустойчивости к коррозии.

Однако эти минусы можно исправить. Чтобы чрезмерное нагревание приборов не причинило вреда людям и животным, необходимо отгородить радиаторы и трубы специальным защитным экраном. Шумы при работе получится уменьшить, если установить антишумовые кронштейны или же монтировать парогенератор в отдельном удаленном помещении.

Устройство

Прибор парового отопления включает в себя несколько элементов. Это: топка, горелка, зольник, а также манометр для измерения давления. Главной составляющей системы является барабан с контрольно-измерительными агрегатами и трубопроводом. Иногда для частных домов используют самодельные печные паровые котлы. Однако такой вариант является менее эффективным, поскольку в этом случае печь является только котлом для пара, готовить на ней невозможно.

Принцип работы

Суть обогрева паровой системы можно описать так: вода нагревается до кипения в специальной емкости, преобразуется в пар и транспортируется к радиаторам отопления, отдавая тепло. Уже в радиаторах пар конденсируется и снова становится водой, которая возвращается по отводам в расширительный бак, а затем – в теплообменник. Генератором тепла может быть печка или котел.

В процессе преобразования 1 кг пара в конденсат производится свыше 2400 кДж тепловой энергии. Этим объясняется высокая производительность теплоснабжения паровой системы.

Классификация труб

Устройство парового трубопровода предполагает наличие 2 частей: конденсатопровода и паропровода.

Трубы могут быть выполнены из разных материалов.

• Стальные. Такие трубы отличаются высокой прочностью и устойчивостью к механическим повреждениям. Однако при этом они могут покрываться ржавчиной, если их предварительно не покрыть антикоррозийным раствором. Для их монтажа необходимо использовать сварочный аппарат.
• Медные. Это довольно прочный, крепкий, долговечный материал, способный выдерживать высокие температуры. Для установки медных труб применяется метод высокотемпературной пайки. Минус этого материала – большая стоимость.

• Оцинкованные и нержавеющие. Такие трубы также стоят недешево. Но при этом они имеют продолжительный срок службы, отличаются высокой надежностью, прочностью и устойчивостью к коррозии.
• Чугунные. Это классический вариант труб. Чугун характеризуют особая прочность и доступность. Однако он много весит, что также стоит учитывать.

Пластиковые и металлопластиковые трубы не используются при монтаже парового отопления, поскольку данные типы материалов не устойчивы к повышенным температурам.

Виды и технические характеристики котлов

Чтобы узнать оптимальную мощность котла, необходимо ориентироваться на площадь пространства, которое нужно обеспечить теплом. Именно от этого параметра напрямую зависит производительность системы.

Приведем правильное соотношение этих двух показателей для разных случаев (мощность – площадь):

• 25 кВт – 60-200 м2;
• 25-35 кВт – 200-300 м2;
• 35-60 кВт – 60-200 м2;
• 60-100 кВт – 600-1200 м2.

На 100 квадратных метров пространства должно приходиться не менее 10 кВт мощности.

Разновидности котлов отличаются типом топлива, с которым они взаимодействуют. Может использоваться твердое, жидкое, газовое, комбинированное топливо. Также есть системы, которые работают от электричества. Электро оборудование отлично подходит в том случае, если в районе проживания невысоки тарифы на электроэнергию.

Также в зависимости от типа оборудования меняется и давление в паровой системе. Оптимальный показатель такого параметра составляет 6 атмосфер. Вакуумно-паровые варианты характеризуются давлением ниже атмосферного.

Схема подключения

Особенности монтажа системы меняются в зависимости от типа оборудования. Для парового отопления замкнутого типа важно, чтобы в месте поступления и выведения пара разница давлений была достаточной, чтобы осуществлялось вытекание жидкости. При этом паросборник должен располагаться значительно ниже, чем приборы отопления. Это связано с тем, что в системах такого типа пар снова попадает в котел самотеком. Значит, трубопровод необходимо монтировать под уклоном.

Если тип отопительной системы открытый, то вода в нем собирается в специальных накопительных емкостях, а затем транспортируется в генератор при помощи насоса.

Разводка также бывает 2 видов:

• однотрубная – пар перемещается по 1-ой трубе;

• двухтрубная – по 1-ой трубе пар движется, а во 2-ой – преобразуется в конденсат.

Чаще всего для частных домов используется именно двухтрубный вариант разводки. Это объясняется тем, что с его помощью можно самостоятельно регулировать температуру в системе. В то время как в однотрубной системе это можно сделать, только если отключить отопление или снизить его мощность, что неприемлемо для холодного времени года.

Монтаж

Паровое отопление можно установить своими руками, однако при этом важно все сделать правильно. Даже небольшие ошибки при монтаже могут в будущем стать причиной неправильной работы оборудования.

Прежде чем приступить к процессу установки конструкции, необходимо учесть несколько параметров:

• площадь отапливаемого помещения;
• расположение радиаторов и их количество;
• удаленность парового котла;
• расположение фильтров, запорно-регулирующих приборов и других элементов.

Оптимальные длина, диаметр и количество труб должны быть указаны в проектной документации. Там же написаны рекомендации по выбору нагревательных элементов и батарей. Также важно подобрать паровентиляторы и циркуляционный насос таким образом, чтобы теплоноситель мог действовать максимально эффективно. После того, как генератор, радиаторы, измерительные приборы, арматуры и магистральные трубы будут готовы, можно будет приступать к монтажу.

Он выполняется в несколько этапов.

• Подготовка поверхности к установке отопительных приборов. Для этого необходимо провести монтаж стеновых креплений для расположения батарей. Лучше всего устанавливать радиаторы под окнами. Так вы исключите появление сквозняков и запотевания стекол, ведь воздух, поступающий из окон, будет сразу нагреваться.

• Установка парогенератора на бетонное основание. Первым делом выберите место для монтажа парогенератора. Для этого отлично подойдет отдельная котельная, подвал или гараж. Так вы не будете слышать стук работающей системы, а пар не испортит интерьер дома. Затем поместите на пол материал, устойчивый к воздействию огня, и поставьте на него прибор.

Если в вашем доме установлена система теплого пола, то используйте двухконтурный котел, располагая его над поверхностью полового покрытия.

• Монтаж расширительного бака. Это необходимо сделать с использованием фиксаторов в самом высоком месте отопительной системы, располагая бак между радиаторами и парогенератором на наиболее близком расстоянии от котла.
• Установка трубопровода. Для этого необходимо подвести трубу от парогенератора к первому прибору отопления, регулируя ее размер при необходимости. Далее нужно соединить все своды и выполнить последовательное подключение к следующему прибору. Важно устанавливать трубы с наклоном 3 мм, чтобы обеспечить естественную циркуляцию теплоносителя.

• Монтаж крана Маевского. Он нужен для того, чтобы из батареи можно было легко и быстро убрать воздушные пробки. Последние негативно сказываются на эффективности работы паровой отопительной системы.

• Установка накопительного бака. Он должен располагаться перед генератором пара. В нем будет копиться конденсат, который необходим для постоянного снабжения котла водой.
• Замыкание магистрали на котле отопления. Замкнутый контур создается путем монтажа фильтра на котле. Это необходимо для удерживания грязи и примесей, содержащихся в жидкости. Важно учесть, что диаметр патрубка, идущего от насоса к котлу должен быть меньше диаметра других труб.

Основные работы по монтажу системы выполнены. Осталось только подключить необходимые приборы: манометр, клапан сброса. Затем нужно добавить к системе узел слива для удаления теплоносителя при сезонном откачивании. В конце работ важно тщательно проверить всю систему на наличие дефектов и протечек, а также на прочность соединений. Если обнаружены какие-либо неточности, следует сразу же их устранить.

Советы

• Если вы не имеете опыта работы с отопительными системами, лучше доверить монтаж оборудования профессионалам. Так вы точно будете уверены, что все элементы будут исправно работать, а в доме стабильно будет тепло. Найти мастера для проведения подобных работ несложно.
• Покупайте только проверенное сертифицированное оборудование. Важно, чтобы отопительная система была не только эффективной, но и безопасной. Здесь не стоит экономить.
• При выборе элементов для конструкции не следует забывать, что не все обычные приборы подойдут. Например, мембранный расширитель нельзя устанавливать в качестве накопителя в паровой системе, поскольку он способен выдерживать лишь температуру до 85° С. Для отопления паром приборы должны правильно функционировать при температуре 100° С.

• Если теплообменник установлен в дымоходе печи, то он будет гораздо быстрее и интенсивнее загрязняться. А значит, чистку дымохода придется проводить гораздо чаще, чем обычно.
• Не стоит использовать для теплообменника ту же печь, которую вы применяете для приготовления пищи. Теоретически такое совмещение возможно, однако это не совсем удобно. Например, в летнее время вы не будет топить печь в доме. В связи с этим лучше заранее продумать альтернативные варианты, которые не будут создавать подобных неудобств.

Отзывы

Система парового отопления имеет множество преимуществ. Однако она не получила широкого распространения среди жителей частных домов. В первую очередь это связано с тем, что такое оборудование имеет относительно небольшой срок эксплуатации. Также высокий уровень температуры нагреваемых элементов системы представляет серьезную опасность для многих людей. Поэтому такое отопление выбирают только те покупатели, которые точно знают, как правильно с ним работать, а также как можно избежать неприятностей при использовании парового оборудования, сделав его безопасным.

Некоторые современные производители выпускают парокапельные модели. Однако отзывы о таких приборах противоречивы, ведь парокапельное отопление имеет те же плюсы и минусы, что и паровое.

Как правильно установить расширительный бак, смотрите в видео.