Особенности системы парового отопления


Array

Паровое отопление по принципу работы сходно с водяным. Только в нем, как очевидно из названия, в качестве переносчика тепловой энергии по контурам служит пар. Расчет и монтаж такой схемы обогрева впервые был произведен в XVIII столетии, что стало возможным с началом применения в промышленности паровых установок. А первые отечественные системы парового отопления заработали в начале XIX века.

Схема парового отопления частного дома
Схема парового отопления частного дома

Принцип работы и особенности

По прошествии двух столетий произошло много качественных изменений техники и технологии производств, что способствовало совершенствованию материалов и оборудования, применяемых, в том числе, в данных схемах обогрева. Сложилось несколько разных способов их построения и расчета. Тем не менее, структурно все варианты системы схожи. Принцип работы несколько различается только в деталях. Паровое отопление базируется на таком составе устройств и элементов:

  • котел или иное изделие, служащее источником тепла и способное преобразовать энергию горючего сырья (или электроэнергию) в энергию пара;
  • радиаторы, осуществляющие передачу тепла от пара в атмосферу помещений;
  • коллектор, служащий аккумулятором образованной после охлаждения пара воды;
  • соединяющие элементы, образующие целостный контур, посредством которых производится движение пара по системе;
  • дополнительные изделия (насос, различная арматура и т. п.).
Схема устройства парового котла

Принцип работы прост: тепло переносится паром от котла в радиаторы, а затем вода, сконденсировавшаяся в них, возвращается через коллектор обратно при помощи насоса (или самотеком). Паровое отопление, несмотря на наличие сегодня множества других систем, по-прежнему можно встретить как в промышленных сооружениях, так и в жилых зданиях. Его часто применяют с тем расчетом, чтобы обогрев помещений был практичным и эффективным. Достоинства системы парового отопления проявляются в таких вещах:

  • КПД котла или другого теплоисточника близок к единице благодаря почти полному отсутствию потерь в теплообменниках;
  • невелики габаритные размеры соединительных элементов, поскольку больших диаметров для нормальной работы не требуется, при этом контур может охватывать сооружения практически любой высоты;
  • радиаторы становятся «огненными» в течение непродолжительного времени после начала работы котла;
  • радиаторы и соединительные элементы не разрушаются в случае замерзания;
  • отсутствуют экологически грязные побочные продукты эксплуатации (для большинства типов котлов);
  • использование пара в качестве циркулирующего по контуру теплоносителя не влечет за собой лишних расходов.

Паровое отопление применяется там, где его недостатками можно пренебречь. Их немного, и все они обусловлены природой теплоносителя, которая лишает систему гибкости в управлении. Перечень таков:

  • нет способа плавной настройки температуры радиаторов;
  • температура радиаторов и соединительных элементов настолько высока, что вызовет ожог при контакте с их поверхностями;
  • вышеприведенные недостатки способствуют еще одному – сокращению срока службы системы.

Схемные решения

Схема парового отопления для конкретного здания разрабатывается с тем расчетом, чтобы при наибольшей эффективности нести наименьшие затраты, как на монтаж, так и при последующей эксплуатации. К примеру, на производстве уже может находиться парогенерирующее оборудование, участвующее в технологической цепочке. К нему целесообразнее дополнительно присоединить обогревающие радиаторы, нежели оснащать помещения какой-либо иной системой. Конечно, возможность подобного подключения должна подтверждаться расчетами. Для частного строения, в котором имеется печь, на ее базе путем некоторой доработки также можно наладить работу такой схемы. Или же, выполнив расчеты и подобрав подходящие оборудование и материалы, от котла до насоса, построить систему «с нуля».

Паровое отопление может функционировать, будучи реализовано разными способами. Если взять такой параметр, как давление пара в системе (абсолютное), то можно выделить следующие варианты:

  • вакуум-паровой (до 0,10 МПа);
  • с низким давлением (от 0,10 до 0,12 МПа);
  • с повышенным давлением (от 0,12 до 0,17 МПа);
  • с высоким давлением (св. 0,17 МПа).

Для обеспечения долгой безаварийной работы требуется выполнить расчет, чтобы после монтажа трубы и др. соединительные элементы, котел, насос, радиаторы и т. д. не вышли из строя из-за их неспособности выдерживать давление в системе. Паровое отопление, в зависимости от того, каким образом осуществляется поступление воды в парогенератор по завершении предыдущего цикла, распадается на два вида: замкнутое и разомкнутое. В первом варианте отсутствует насос.

Схема парового отопления
Схема парового отопления

Жидкость стекает под влиянием собой же образованного столба, т. е. самотеком. Данный вариант характерен для системы парового отопления с низким давлением, в которой радиаторы располагаются на достаточно высоком относительно котла уровне. В разомкнутой схеме присутствуют коллектор и насос, который подает воду в котел. Данный вариант применяется там, где монтаж системы с самотечным способом возврата воды невозможен или нецелесообразен.

Конструктивно паровое отопление в части соединительных элементов может реализовываться одним из двух способов:

  • двухтрубным;
  • однотрубным.

В первом случае система парового отопления прокладывается из двух каналов – паропроводящего и конденсатопроводящего. Радиаторы подсоединяются к ним параллельно вертикальными отводами. Во втором случае пар и вода, образованная в процессе конденсации, перемещаются последовательно сквозь устройства и элементы схемы. Открытость или закрытость последней определяется наличием либо отсутствием непосредственного сообщения с воздухом внешней среды.

Открытость характерна для систем с низким давлением. В этом случае замкнутого вида схема имеет контакт с воздухом посредством трубы «сухого» конденсатопровода, а разомкнутого вида (с насосом) – посредством коллектора. Паровое отопление с повышенным и высоким давлением оборудуется по закрытому принципу.

Расчет и монтаж

Паровое отопление, как и почти любое другое, требует внимания к этапу его проектирования. Выполнение теплогидравлического расчета преследует цель комплектования схемы оборудованием с оптимальным набором параметров. Он объединяет:

  • гидравлический расчет, в результате которого проясняются характеристики паропроводящих и конденсатопроводящих труб;
  • тепловой расчет батарей парового отопления, по итогам которого становятся известными их геометрические и иные показатели;
  • подбор функционального оборудования (котла, насоса и т. п.) и др. составляющих схемы.

Монтаж системы отопления

Монтаж системы парового отопления похож на установку водяного. Разница определяется тем, что составные части подвергаются воздействию более высокой температуры. Поэтому изоляция радиаторов и труб для парового отопления – обычное дело. Перед началом эксплуатации схему подвергают испытаниям, основной целью которых являются:

  1. Проверка равномерности подачи пара в отопители и отсутствия его пропускания в конденсатопроводящую трубу.
  2. Оценка герметичности контура и проверка выдерживания им рабочего давления.

Рассмотренный вид отопления представляет собой несколько устаревший, но проверенный и надежный вариант обогревательной системы. Более всего он приемлем и выгоден для предприятий, имеющих соответствующее оборудование. Но и владельцы индивидуальных строений вполне способны взять его на вооружение, при условии грамотного подхода к расчету и монтажу схемы.

Делаем систему парового отопления своими руками

Владельцу дома порой непросто определиться с выбором для него жизнеобеспечивающих коммуникаций. В зависимости от удаленности жилища от промышленной цивилизации, провести централизованно некоторые из них едва ли представляется возможным. В таких случаях приходится устанавливать автономные системы. Здесь важно обеспечить баланс между затратами ресурсов и полезным результатом. В части обогрева комнат в холодный сезон один из верных способов добиться хорошего климата дома – разработать и смонтировать паровое отопление своими руками.

Паровое отопление от печи с помощью твердого топлива

Что это за система

Такая система имеет в составе сравнительно немного позиций. Из основных частей это:

  1. Устройство парообразования, в качестве которого в частном доме может служить соответствующего вида котел либо печь.
  2. Радиаторы, аналогичные тем, что применяются в водяных системах;
  3. Трубы, фитинги и т. П. Элементы для соединения первого устройства со вторыми.

Дополнительно в ряде вариантов реализации данной схемы обогрева дома может также присутствовать насос. Он устанавливается тогда, когда циркуляция теплоносящего вещества в системе невозможна естественным образом. Общий принцип действия этого отопления описывается так:

  • в теплообменном контуре печи (котла), в которой прогорают дрова (или др. носитель энергии), вода становится паром;
  • пар перемещается по трубам в радиаторы;
  • в радиаторах происходит процесс конденсации влаги, сопровождающийся повышением температуры их поверхностей;
  • влага стекает в сборный резервуар, а из него – обратно в печь (котел), при этом на последнем этапе ей может «помогать» насос.

В схеме без насоса самотек влаги обеспечивается при условии правильных расположения и наклона составных частей и соединительных элементов друг относительно друга. Преимущества и недостатки данной обогревающей системы вытекают из свойств, присущих циркулирующему в ней теплоносящему веществу. Положительно здесь то, что:

  • скорость работы высока – радиаторы шустро станут горячими вскоре после пуска котла;
  • почти 100 % КПД устройства парообразования – работа без теплопотерь и с максимальной теплоотдачей в отопителях;
  • система экономична, что обеспечивается вышеприведенным пунктом и скромными габаритами составных частей и соединительных деталей;
  • система не боится «переохлаждения» – при размораживании повреждений, скорее всего, не будет.

Неудобной стороной такой системы являются:

  • раскаленность поверхностей радиаторов и соединительных деталей до температуры, способной повлечь ожоги живых существ при контакте с ними;
  • невозможность изменения температуры отдельных радиаторов;
  • сокращение срока эксплуатации оборудования и соединительных деталей из-за жестких условий их работы.

Как и из чего собирать

Для того чтобы правильно подобрать оборудование и материалы для отопления дома, а затем их надлежащим образом установить, следует сначала провести небольшие проектные изыскания. Их задачей является:

  1. Выяснить, какая схема в данном доме будет оптимальной.
  2. Определить положение и протяженность контуров соединительных деталей, включая все необходимые повороты, разветвления и т. П., а также места размещения оборудования, в первую очередь котла и радиаторов.

Первый пункт подразумевает анализ существующих вариантов реализации парового отопления и их применимость к особенностям данного дома. Во-первых, система может функционировать при определенном уровне давления пара. Их существует четыре категории – от сверхнизкого (вакуум-парового) до высокого. Последнее (до 6 атм.) целесообразно применять, если дом достаточно велик. Во-вторых, варианты системы выделяют по тому, каким путем влага возвращается в котел. Ее можно провести через сборный резервуар, из которого перекачать при помощи насоса – это будет открытый способ. А можно – самотечным образом, за счет давления, обеспечиваемого водяным столбом достаточной высоты, – это закрытый способ.

Детали для сборки системы отопления

В-третьих, контур, образованный соединительными деталями, может быть одиночным или двойным. Последний используется чаще, поскольку первый, возможно, построить далеко не всегда. Для этого надо, чтобы трубы и оборудование образовывали последовательность, обеспечивающую движение, как пара, так и конденсата, в одном направлении, за счет уклонов и углов. А значит, котел должен располагаться существенно ниже отопителей. В двойном варианте для подачи пара и отведения влаги служат разные трубы. При этом наряду с отоплением та же система способна обеспечить также горячее водоснабжение.

Второй пункт подразумевает теплогидравлический расчет будущей схемы обогрева дома. Здесь требуется определить конкретные параметры оборудования, которые будут наилучшими в данном здании. Во-первых, необходимо выяснить мощность котла.

В зависимости от общей площади обогрева, приблизительные соотношения такие:

  • до 200 кв. м – до 25 кВт;
  • до 300 кв. м – до 30 кВт;
  • до 600 кв. м – до 60 кВт;
  • до 1200 кв. м – до 100 кВт.

По рабочему топливу устройство следует подбирать из тех элементарных соображений, чтобы применяемый вид энергоносителя был доступным и дешевым в данной местности. Во-вторых, геометрические характеристики и материал труб должны обеспечивать выдерживание ими воздействия пара и давления в системе на протяжении всего предполагаемого (расчетного) срока службы. Наиболее подходящим для этой цели является прокат из легированной стали или меди. Однако это не самый дешевый вариант. В-третьих, размеры и материал радиаторов также должны способствовать долговечности и эффективности работы системы обогрева.

Двухтрубная горизонтальная система отопления частного дома

Особенности монтажа зависят от выбранного варианта реализации схемы. Необходимо также внимательно изучить рекомендации, даваемые производителями оборудования и материалов. И, разумеется, следовать им, обращая внимание на такие вещи, как расстояние от котла до стен и потолка комнаты, требования к огнестойкости изоляционных и отделочных материалов, к наличию и производительности вентиляционных систем и т. п. В целом, установить паровую систему можно путем последовательного выполнения таких этапов:

  • подготовка мест под монтаж оборудования и соединительных деталей;
  • установка котла и радиаторов в подготовленных местах;
  • монтаж труб и присоединяемого к ним дополнительного оборудования (приборов контроля, различной арматуры, предохранительных и др. клапанов и т. п.);
  • контроль работоспособности схемы и всех ее устройств и элементов.

Узнав подробнее о том, как сделать паровое отопление, совсем несложно воплотить эту идею в жизнь. Разумеется, для этого требуется определенного уровня квалификация. Но это дело наживное, а самое главное – желание и настойчивость в достижении цели.

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *