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

Паровым называется отопление, в котором в качестве теплоносителя используется перегретый водяной пар. Именно этот вид отопления применялся в начале 19 века для обогрева жилых помещений. Позже пар был заменен водой, однако название «паровое отопление» по-прежнему часто используется (ошибочно) для обозначения систем централизованной подачи тепла в жилые дома. Об этом мы уже писали в статье о том как сделать отопление на даче и как его организовать самому.

Причиной отказа от применения пара в качестве теплоносителя стала высокая степень нагрева поверхности отопительных приборов до 100 и более градусов Цельсия. Любой контакт с поверхностью радиатора отопления мог стать причиной ожога, а прорыв трубопровода мог привести к серьезным травмам и порче имущества.

В настоящее время применение парового отопления в жилых и общественных зданиях запрещено. Использовать его можно только для обогрева производственных помещений, переходов, подъездов и теплиц, в том случае, если система отопления не представляет опасности для людей.

Запрета для применения парового отопления в частных домах нет. Здесь каждый волен поступать так, как считает нужным. Но прежде, чем сделать свой выбор, необходимо проанализировать все плюсы и минусы парового отопления.

Начнем с плюсов:

• Системе парового отопления не грозит разморозка. Ее можно включать и выключать в любое время года, без опасений, что теплоноситель замерзнет. Именно этот фактор является определяющим при выборе парового отопления для загородного дома.
• Паровое отопление эффективно: приборы отопления передают тепловую энергию в окружающее пространство конвекцией и излучением. Для сравнения у водяного отопления в теплопереносе преобладающей является конвективная составляющая, а излучающая способность радиаторов невелика.
• При монтаже парового отопления можно использовать трубы меньшего диаметра, а радиаторы меньшего размера
• В теплообменниках практически нет потерь тепла
• Невысокая стоимость системы отопления

Недостатки парового отопления

• Высокая температура поверхности отопительных приборов
• Высокая степень коррозии системы отопления
• Высокая аварийная опасность при прорыве отопления
• Шум при движении пара в системе отопления

Как работает паровое отопление?

В системах парового отопления для частных домов используется паровой котел низкого давления, генерирующий перегретый пар и подающий его в систему отопления. Пар движется по трубам, остывает и конденсируется на их внутренней поверхности, выделяя при этом большое количество тепловой энергии, что и является основой высокой эффективности парового отопления.

Для сравнения: при конденсации одного килограмма пара выделяется 2300 кДж тепловой энергии. В то же время при остывании на 50 градусов килограмма пара выделяется всего лишь 100 кДж тепловой энергии. Полученный при этом конденсат (вода) самотеком возвращается в котел или подается в него с помощью насоса.

Давление пара в системах парового отопления частных домов может быть ниже атмосферного (в этом случае речь идет о вакуум паровых системах) или быть выше атмосферного с давлением не более 6 атм.

Для регулирования подачи тепла в системах парового отопления частного дома используют изменение расхода пара. При необходимости подачу пара прекращают, создавая условия для того, чтобы дом мог остыть.

В качестве приборов отопления в паровой системе используют чугунные и стальные радиаторы, а также трубы с оребрением.

Виды систем парового отопления

Система парового отопления частного дома может быть замкнутой или закрытой. В ней конденсат самотеком возвращается в котел. В этом случае трубы для возврата конденсата делают большего диаметра.

Для частных домов также используются открытые или разомкнутые системы парового отопления, в которых конденсат собирается в отдельный резервуар, а при его наполнении с помощью насоса перекачивается в котел.

Видео — Сделать котел отопления своими руками

Паровой котел

Для частных домов выпускаются паровые котлы низкого давления (до 6атм) с ограничением температуры перегретого пара не более 130 С. Паровые котлы могут работать на любых видах топлива. Учитывая то, что пар представляет собой источник опасности для здоровья человека, использовать в системах отопления рекомендуется только котлы, имеющие соответствующие сертификаты качества и безопасности.

Котел в обязательном порядке комплектуется манометром для измерения уровня давления пара. Устанавливается котел ниже уровня отопительных приборов и трубопровода. При этом создаются оптимальные условия для движения пара вверх, а также для самотечного возврата в котел конденсата из системы отопления.

При подаче пара обычно не возникает проблем образования воздушных пробок. Воздух вытесняется потоком пара и сбрасывается через специальные клапаны.

Выбор труб для парового отопления

Для парового отопления используют стальные или медные трубы, соединение которых производится с помощью сварки. Пластиковые трубы в паровом отоплении не используются. Соединение отопительных приборов и труб может быть резьбовым или сварным. Важно, чтобы оно было герметичным и устойчивым к воздействию пара.

Последовательность установки

Вы уже поняли, что нужно для системы отопления на пару. Но как сделать паровое отопление правильно? Нужно начать с составления схемы проекта отопительной системы и выложить ее на бумаге. Учитывайте все детали: длину труб, наличие тройников и переходников, повороты, стояки, радиаторы. Разместите котел в специально отведенном месте, (только не в подвале) с наличием вентиляции. Выше от котла на 3-4 метра нужно установить расширительный бак. Проложите от него трубу, присоедините к ней радиатор и сделайте монтаж всей системы по схеме.

Схемы парового отопления в частном доме

Для парового отопления используются следующие конструктивные схемы прокладки трубопроводов:

• С верхним расположением распределительного паропровода
• С нижним расположением распределительного паропровода
• С промежуточной прокладкой распределительного паропровода
• С прокладкой сухого конденсатопровода
• С прокладкой мокрого конденсатопровода

На схеме «а» представлена система парового отопления с верхней прокладкой распределительного паропровода, где насыщенный пар из котла через сепаратор поступает в паропровод , проходит через отопительные приборы, конденсируется, отдавая тепло в окружающую среду.

Полученная вода по конденсатопроводу стекает в котел. В этом случае речь идет о мокром конденсатопроводе. Через трубопровод предусмотрена подпитка котла водой.

На рисунке также представлена схема расположения парового вентиля , предназначенного для регулирования расхода пара, а также тройника , предназначенного для равномерного распределения пара по отопительным приборам.

Верхняя разводка пара наиболее оптимальный вариант для парового отопления частного дома. Иногда для уменьшения количества труб при монтаже системы отопления используется нижняя разводка паропровода, недостатком которой является сток конденсата навстречу движения пара, что может стать причиной гидравлических ударов.

Более рациональным считается прокладка паропровода с уклоном в сторону движения пара, а конденсатопровода с уклоном в сторону движения котла. Для удобства в такой системе монтируют перепускные петли.
Если система отопления разветвленная для сбора конденсата используется сборный бак, снабженный поплавком. При его наполнении включается насос, и конденсат перекачивается в котел.

Элементы паравого отопления

До того, как сделать паровое отопление, необходимо составить список необходимых покупок для установки системы.

1. От выбора качественного парового котла зависит вся работа отопления в доме. Его нужно выбирать в зависимости от площади помещений для обогрева. До 200 м2 достаточно котла с мощностью 25-30 кВт, для 300-600 м2 – 30-60 кВт, для площади больше 600 м2 нужен мощный котел от 60 кВт. Котел может работать на твердом топливе или на газу.
2. Трубы можно выбрать, какие вам понравятся. Стальные трубы надежные и прочные, но для их монтажа нужна сварка, а еще они неустойчивы к коррозии. Нержавеющие и оцинкованные соединяются без сварки, но очень дорогие. Самым оптимальным вариантом, но тоже недешевым будут медные трубы. Они хорошо переносят высокое давление и температуру, соединяются пайкой при высокой температуре.
3. Радиаторы бывают усиленные, для давления в системе16 бар и стандартные – 6 бар.

Главным в системе парового отопления является котел. Он нагревает воду до кипения. В результате выделяется пар, который тут же и накапливается. Так как образуется высокое давление, пар поступает по трубам, заодно выгоняет собой накопившийся воздух. Потом пар сжимается и в виде воды попадает опять в котел. По способу возвращения в котел конденсата различают разомкнутые и замкнутые системы отопления. В разомкнутых системах есть отдельный бак для конденсата, который потом перекачивает воду в котел. А замкнутые системы имеют широкую трубу, через которую конденсат сам попадает прямо в водонагреватель.

Паровое отопление выгодно устанавливать в загородных домах, в многоэтажных коттеджах или домах с несколькими пристройками, которые нужно обогреть. Если вам сложно разобраться в том, как сделать паровое отопление в вашем доме, то лучше обратиться к профессионалам, которые вам помогут.