Установка парового отопления в частном доме своими руками

Особенности парового отопления

В советские времена на многих промышленных предприятиях, чьи котельные производили пар для технологических нужд, организовывалось отопление, где он служил теплоносителем. В качестве батарей применялись регистры либо стальные конвекторы, а котел для парового отопления обеспечивал давление в системе 3 Бар и выше при температуре теплоносителя более 130 ºС. При этом поверхность регистров представляла опасность ожогов для работников предприятия.

С тех пор на подавляющем большинстве предприятий прошла реконструкция и осуществлен переход на водяное или воздушное отопление. Но, как мы уже отмечали, множество интернет-ресурсов дают рекомендации по монтажу парового отопления в частных домах, что само по себе нонсенс. Это мотивируется тем, что система парового отопления в частном доме:

• не требует радиаторов больших размеров, оттого что температура теплоносителя гораздо выше;
• обеспечивает очень быстрый прогрев помещений;
• нуждается в трубопроводах меньшего диаметра, чем водяная;
• обойдется дешевле в оборудовании и монтаже.

Чтобы развеять все мифы и избавить домовладельцев от непоправимых ошибок или пустой траты времени на изучение всех аспектов, мы рассмотрим принцип работы парового отопления и перечислим все его особенности. Итак, вначале котельная установка производит пар определенной температуры и давления, эти параметры напрямую взаимосвязаны. Например, при температуре 133 ºС давление пара составляет 3 Бар, при 140 ºС – 3.5 Бар, а при 144 ºС – 4 Бар.

Пар под давлением движется по трубопроводу, чей диаметр должен быть больше, чем для такой же массы воды. Отдавая тепло в радиаторах, он конденсируется, но лишь частично, в результате чего получается пароводяная смесь. Двигаясь назад по конденсатопроводу, она проходит процесс вторичного вскипания, что чревато гидроударами. Чтобы паровое отопление на дровах или другом топливе функционировало нормально, следует выполнить такие требования:

• чтобы избавиться от пароводяной смеси, на каждой ветви нужно ставить специальный разделитель – конденсатоотводчик;
• систему можно собирать только из стальных бесшовных труб (например, по ГОСТ 8732–78). Трубы водогазопроводые, медные, а тем более полимерные использовать для пара недопустимо;
• все отопление частного дома должно монтироваться на фланцах или сварке, обычные муфтовые соединения потекут через полгода;
• запорно — регулирующая арматура тоже нужна специальная, предназначенная для работы с паром.

О паровых котлах и их обвязке

Тепловая установка для производства пара не в пример сложнее водогрейного котла. Ей приходится работать с высоким давлением и температурой, поэтому качество применяемого металла выше, а толщина — больше. Кроме того, агрегат оборудован дорогостоящей аппаратурой автоматики и безопасности. Ниже на рисунке представлена схема парового котла:

Примечание. В вертикальных версиях паровых агрегатов горелка устанавливается сверху, а в горизонтальных – сбоку.

В силу экстремальных условий работы установка котла включает в себя и обеспечение водоподготовки. Да, простая вода из крана здесь не подойдет, ее надо обязательно обессолить, очистить и удалить растворенный кислород. В противном случае змеевик, где происходит испарение воды, выйдет из строя очень быстро. На подающем трубопроводе теплогенератора устанавливается сепаратор, не пускающий в трубы не испаренную воду.

Что касается циркуляции, то насос для парового отопления здесь работает иначе. Пар движется по трубам самостоятельно, как и конденсат. Последний поступает в накопительную емкость, установленную в котельной, откуда насос подпитки закачивает его в котел по мере необходимости для повторения цикла.

Из вышесказанного напрашивается вывод, что паровой генератор сложнее, дороже и гораздо требовательнее водогрейного. Не может идти и речи о том, чтобы изготовить паровой котел своими руками, это слишком опасный эксперимент.

Схема парового отопления

По большому счету, схемы систем отопления для пара и воды практически одинаковы. Только в случае с паром усложняется подключение к котлу, появляется дополнительная накопительная емкость для конденсата (ресивер) и аппараты водоподготовки, что и продемонстрировано на схеме:

Независимо от того, своими руками вы собираетесь монтировать отопление, или нанимать специалистов, мы представим 5 аргументов, почему оно не должно быть паровым:

• паровое отопление травмоопасно: разогретые до 130 ºС радиаторы и трубы – источник ожогов для вас и ваших детей;
• отсутствие экономии: осуществлять регулирование температуры в помещениях, обогреваемых паром, практически невозможно;
• покупка и монтаж паровых котлов, а также специальной арматуры обходится гораздо дороже традиционных водяных систем;
• ввод в эксплуатацию оборудования, производящего пар, требует разрешения от соответствующих органов контроля;
• оборудование для генерации пара является источником повышенной опасности. Его сфера применения – промышленное производство.

Водяное отопление от печи

Существует такое понятие, как печное паровое отопление, введенное в обиход еще нашими дедами. Но никакого пара в трубопроводах тут нет, это водяная система с радиаторами, работающая от теплообменника, установленного в топке или газоходе печи. Теплообменники для этих целей бывают двух типов: в виде змеевика или емкости с патрубками. Бак обычно варят из нержавеющей стали, а змеевик делают из толстостенных стальных труб.

Совет. Когда планируется сделать обогрев на даче либо в другом здании с периодическим способом топки, то во избежание размораживания батарей и теплообменника в печке в систему необходимо залить незамерзающую жидкость – антифриз.

Чтобы сделать паровое отопление от печки, нужно выполнить трубную разводку и установить радиаторы. Как правило, мощности теплообменника хватает на хороший нагрев 2–4 батарей, на это количество и надо ориентироваться. Систему можно сделать самотечной, но это загромоздит ваш дом трубами большого диаметра. Если нет острой необходимости, то лучше установить циркуляционный насос и проложить магистрали над полом.

Как и в случае с котлами, сжигающими твердое топливо, на подающий трубопровод следует установить группу безопасности. Процесс горения в топливнике не всегда удается проконтролировать или вовремя приостановить, так что наличие предохранительного клапана с манометром не помешает. Оптимальный вариант, при котором перегрев печного бака практически невозможен – это наличие теплоаккумулятора.

Заключение

Использовать при обогреве частного дома в качестве теплоносителя водяной пар – это дорого, неэффективно и просто опасно. По этим причинам от подобного отопления отказываются даже промышленные предприятия, что производят пар на технологические нужды.

При внешней благоустроенности городских квартир у каждого современного горожанина имеется тайное желание построить собственный загородный дом. Может быть это зов предков, которые селились на вольных просторах, а может просто усталость от городского столпотворения и шумных соседей. Конечно же, загородный дом должен быть благоустроенным – никто не хочет мерзнуть ночами под одеялом или ходить в туалет во дворе. Важнейшим элементом благоустройства дома является отопление. Существует масса современных вариантов создания автономного отопления в частных загородных домах. Одним из надежных и эффективных способов обогрева помещений частного дома является паровое отопление. Давайте рассмотрим, как правильно произвести установку всех необходимых элементов, чтобы все функционировало максимально эффективно и экономично!

Схема парового отопления в частном доме

Типы автономных отопительных систем

Вообще современный строительный бизнес и руководства по постройке предлагают массу вариантов по созданию автономных отопительных систем, пригодных для использования в загородных домах.

Прежде всего, любая отопительная система различается по наименованию теплоносителя, посредством которого нагрев от бойлеров или котлов переносится к радиаторам отопления, расположенным непосредственно в помещениях вашего дома. Так, по типу теплоносителя можно различать следующие системы:

• С жидким теплоносителем: это может быть обычная вода с присадками или антифриз.
• С переносом теплого воздуха (тепловые завесы)
• С открытым огнем (например, обыкновенный камин)
• Паровые системы отопления.

Системы отопления с открытым огнем или с переносом теплого воздуха обладают локальным действием. Они нагревают помещение только вокруг того места, где они расположены сами. Это может быть выходом для небольшого домика, расположенного в теплом регионе, но в нашей стране необходимо качественно нагревать весь дом (если вы, конечно, не хотите ютиться всей семьей в одной комнате).

Схема парового отопления без насоса

Поэтому, при строительстве загородного дома, состоящего хотя бы их нескольких комнат, а тем более из нескольких этажей необходимо проектировать и строить отопительную систему, имеющую отдельный котел нагрева теплоносителя и развитую система переноса тепла. Одним из надежных и эффективных вариантов являет перенос нагретого пара, то есть паровое отопление. Приятным бонусом можно считать тот факт, что все эти виды отопительных систем вы вполне в состоянии установить своими руками, это не так уж и сложно, а мы поможем вам в этом!

Суть системы парового отопления

Рассмотрим, каким образом можно спроектировать и построить систему парового отопления в частном доме. Это система с довольно солидной историей, которая стала использоваться чуть ли не с самого начала создания систем централизованного отопления.

Если понять суть и особенности паровой системы отопления в частном доме, то ее вполне можно сделать своими руками, имея при этом минимальные технические навыки. Принципы ее работы очень просты – нагретый водяной пар переносится по трубам от котла, постепенно охлаждаясь, а потом обратно попадая в котел.

Элементы конструкции системы парового отопления

Конструкционные элементы паровой отопительной системы зависят от его проекта:

В одноконтурной системе горячий теплоноситель поступает исключительно для отопления помещений,

В двухконтурной системы теплоноситель используется и для бытовых целей – то есть для получения теплой воды для мытья.

Учтите, что система парового отопления предусматривает очень высокую температуру теплоносителя. В отдельных элементах температура нагретого пара может достигать тысячи градусов. Вследствие этого такая система должна комплектоваться надежными трубопроводами и радиаторами отопления, способными выдерживать высокие температуру и давление. Если провести паровое отопление в доме, используя некачественные материалы — минимальный ущерб, который вы получите, это поломка системы. А теперь представьте, что выход из строя произошел в зимний период, вы хотите так рисковать?

Схема проводки трубопровода

В проекте паровой системы отопления можно заложить верхнюю или нижнюю схему разводки трубопроводной системы – это не принципиально, но в любом случае полностью вся конструкция будет включать в себя вертикальные и горизонтальные элементы.

Котел для парового отопления

Ключом к системе парового отопления в частном думе будет отопительный котел. Именно от его грамотного выбора во многом зависит эффективность и надежность работы системы. Он должен подбираться исходя из инженерного расчета, который должен учитывать объем воздуха в помещениях, подлежащих отоплению и климатические условия.

нагревательный котел

Мощность котла должна соответствовать его задачам:

Так для отопления дома с площадью до 200 кв. метров необходимо ставить нагревательный котел с мощностью не менее 25 киловатт.

Если вы планируете увеличить площадь нагрева до 300 кв.метров, то и мощность котла необходимо поднять до 30 киловатт.

При площади жилища в 600 кв.метров – выберите котел с мощностью в 60 киловатт,

И, наконец, при отоплении особняка или другого большого сооружения с площадью в 1200 кв.метров – необходим котел с мощностью в 100 киловатт.

Вид топлива, который будет использовать нагревательный котел отопительной паровой системы в общем-то не имеет значения. Вы можете ставить котел с газовой горелкой, с электрическим ТЭНом, с форсункой, работающей на жидком топливе или старый добрый угольный котел. Предпочтение можно отдать только комбинированным котлам, так как при их использовании вы сможете легко переходить с одного вида топлива на другое.

Любой котел для создания системы парового отопления будет иметь несколько единых частей – топку, зольник и горелку. Но, кроме того, котлы для паровых отопительных систем могут быть жаротрубными, дымгарными, или их комбинацией. Совместно с котлом монтируется система измерительных приборов, блок автоматических предохранителей и система трубопроводов.

Установка трубопроводов

При монтаже системы парового отопления в частном доме — можно использовать несколько типов материалов.

трубы

Так, самыми высокими показателями в области надежности и прочности отличается стальной трубопровод. Его монтаж необходимо производить исключительно с использованием сварочного аппарата. Однако стали при контакте с нагретым водяным паром очень быстро подвергается коррозии, что значительно снижает срок службы таких систем.

В системе трубопроводом парового отопления можно использовать можно использовать оцинкованные трубы или трубы, изготовленные из нержавеющей стали. В связи с особенностями материала изготовления – такие трубы соединяются участками на резьбе. Это довольно надежная и долгоживущая система, но по сравнению со стальным трубопроводом она имеет повышенную цену.

Также при создании паровых отопительных систем можно использовать и трубопроводы из меди. Этот материал очень надежен и практически никак не реагирует на присутствие нагретого пара. Между собой медный трубы в единую систему собираются при помощи небольшой паяльной лампы. Такой трубопровод может даже помещаться в штробу в стене, срок его службы очень и очень высок. Именно поэтому такие системы очень дорого стоят и используются, как правило исключительно в роскошных особняках.

Чертим схему парового отопления

Для того, чтобы ваша система автономного парового отопления служила вам верой и правдой, прежде всего необходимо составить ее грамотный проект. Он должен быть просчитан до мельчайших деталей и включать в себя даже такие сведения, как длину используемых труб и количество соединительных элементов всех конфигураций (двойников и тройников).

При работе парового котла – создаваемый в нем водяной пар попадает на паровую турбину или на редукционно0охладительную установку. С помощью этих устройств происходит отбор пара, который подается в отопительные приборы. Ими могут служить конвекторы, радиаторы, ребристые или простые гладкие трубы.

После прохождения по отопительным приборам пар постепенно охлаждается, превращаясь в конденсат и следует обратно к источнику нагрева. Перемещение пара и конденсата может происходить как самотеком (такие системы называются замкнутыми), так и при помощи циркуляционного насоса (такие системы парового отопления называются разомкнутыми).

схема трубопроводов

Поскольку нагретый пар в системе имеет довольно большую проникающую способность – доставлять его к отопительным приборам можно при помощи трубопроводов довольно небольшого диаметра, а поскольку в грамотно спроектированных системах пар не подается под высоким давлением – то и стенки таких трубопроводов не должны быть особенно толстыми.

Небольшой совет

При всей надежности грамотно спроектированной и построенной системы парового отопления – существенную роль в сроке ее службы и безаварийности будет играть надежность конструкционных материалов. Поэтому приобретайте только сертифицированное оборудование, проверенное компетентными организациями.

Хорошая система парового отопления станет для вас экономичным и надежным способом обеспечения теплом своего домашнего очага.

Видео: Схема отопления частного дома: горизонтальная и вертикальная

Рекомендуем статьи по темеКакую незамерзающую жидко…Чугунные печи камины длит…Русская печь с лежанкой с…<index>

В частных домах для обогрева чаще применяют водяные контуры, но паровое отопление также имеет немало преимуществ, поэтому может быть рассмотрено в качестве варианта отопительной системы загородного дома. Несмотря на сложности устройства такого обогрева, в некоторых случаях эти системы оказываются более экономичными и выгодными, чем традиционные водяные контуры.

Паровое отопление и что это?

При закипании воды выделяется водяной пар, который имеет большое количество тепловой энергии. Передача энергии окружающей среде происходит в момент конденсации, иными словами, при переходе воды из парообразного состояния в жидкое.

В паровом отоплении применяется тот же принцип. Вода, закипающая в котле, подается по трубам в отопительные приборы, конденсируется в них и отдает тепло. После этого теплоноситель, перешедший в жидкое состояние, подается по трубам в специальный накопитель. Оттуда жидкость самотеком или принудительно попадает в котел.

Плюсы и минусы парового отопления

Паровое отопление в частном доме дает следующие преимущества:

Реклама

1. Небольшие расходы на устройство. Экономичность в процессе использования. Систему можно сделать от обычной печи, что особенно актуально для населенных пунктов без газификации.
2. Поскольку теплоноситель не замерзает, систему можно применять в постройках сезонного проживания.
3. Эффективность обогрева помещений повышается за счет излучения тепловой энергии и конвекции.
4. Для сборки системы можно применять небольшие радиаторы и трубы малого сечения, что позволяет сэкономить на материалах.
5. Пар быстро попадает в каждую точку отопительной системы, независимо от ее сложности и размеров дома.
6. Быстрый прогрев помещений – дополнительное преимущество.
7. Коэффициент теплопередачи очень высокий, поэтому тепловые потери сводятся к нулю.
8. Такие системы можно применять в комплексе с теплыми полами.

Перед тем как провести паровое отопление, нужно изучить его минусы. Недостатки парового отопления заключаются в следующем:

• при циркуляции по контуру пар создает шум (для снижения уровня шума медные трубы прокладывают внутри стен, а котел ставят в отдельном помещении);
• отопительные приборы и трубы могут нагреваться до температуры выше 100°С, что повышает вероятность ожогов при прикосновении к батареям (в связи с этим рекомендуется закрывать радиаторы и трубы защитными экранами);
• при прорыве возникает опасная аварийная ситуация, потому что теплоноситель имеет очень высокую температуру;
• для сборки контура понадобятся дорогостоящие медные или оцинкованные трубы (это нужно учесть, подсчитывая, сколько стоит провести паровое отопление);
• система подвержена коррозии, поэтому срок ее службы небольшой;
• сложно регулировать температуру в помещениях (для этого приходится проветривать комнаты или сократить количество топлива, что довольно сложно).

Характеристика и схема устройства

Внутри отопительной паровой системы может быть разное давление. В зависимости от этого она бывает следующих видов:

Рекомендуем к прочтению:Система воздушного отопления в частном доме и производственных помещениях

1. С высоким давлением свыше 0,07 МПа.
2. С низким давлением менее 0,07 МПа.
3. Вакуум-паровая система имеет давление не ниже 0,1 МПа.

Схема парового отопления может быть с закрытым и открытым контуром. Открытые контуры с низким давлением взаимодействуют с атмосферным воздухом. Герметичные закрытые системы более долговечные.

Чаще всего в частном доме делают замкнутые системы с возвратом теплоносителя самотеком в котел. Обычно используют верхнюю разводку трубопроводов. Если применяется контур с нижней разводкой, то трубы укладывают с уклоном в направлении движения пара для снижения шума. В месте отведения конденсата делают гидрозатвор в виде петли для защиты от попадания пара в магистраль конденсации.

Важно! В паровых системах поддерживают скорость пара в пределах 0,14 м/с, но не выше этого значения. В противном случае пар будет захватывать частицы конденсирующейся влаги, издавая сильный шум и повышая вероятность гидроударов.

Реже применяют комбинированную разводку с прокладкой трубопроводов под полом среднего или последнего этажа. В таком случае просвет возвратной магистрали полностью закрывается конденсатом.

При давлении в сети выше 0,02 МПа применяют только открытые контуры. В них удаление воздуха происходит через конденсационный накопитель. Для защиты от утечек пара устанавливаются гидрозатворы или конденстоотводчики. С целью перекачки жидкости для парового отопления из накопителя в теплообменник используется насос. Благодаря этому накопитель можно установить ниже теплообменника.

На заметку! Паровые системы так же, как и водяные, бывают однотрубные и двухтрубные. Первый вариант подходит для одноэтажных домов с площадью не более 80 м². Второй вариант можно использовать в двухэтажных домах.

Котлы для устройства парового отопления

В качестве источника тепловой энергии в таких системах может использоваться дровяная печь или специальный котел для парового отопления. В случае использования печи нужно заранее рассчитать и запроектировать теплообменник. По сути, это змеевик из металлических труб, встраиваемый в конструкцию печи. Для выработки 9 кВт тепловой энергии понадобится теплообменник с поверхностью площадью 1 м². При увеличении площади постройки повышаются габариты теплообменника.

Для устройства парового отопления в частном доме не применяют промышленные паровые котлы на газе. Для этих целей подходят водотрубные модели нагревательного оборудования, потому что они самые эффективные. Но также можно применять дымогарные, жаротрубные и комбинированные модели котлов.

Также для парового обогрева дома можно использовать самодельный котел, работающий на отработанном масле. Однако этот вариант более приемлем для обогрева подсобных помещений, например, гаража. В продаже есть котлы, которые работают на природном газе, жидком или твердом топливе, а также комбинированные агрегаты. Кроме этого, есть электрические модели котлов, которые выгодно использовать в комплексе с двухтарифными счетчиками.

Рекомендуем к прочтению:Тепловые насосы воздух-воздух для отопления частного дома

Важно! На котельном оборудовании обязательно должен быть установлен манометр.

Расчет мощности котла

Перед тем как сделать паровое отопление, рассчитывают мощность котла. Для этого нужно знать отапливаемую площадь.

При выборе мощности нагревательного оборудования с учетом площади отопления придерживаются следующих правил:

1. Для дома площадью 60-200 м² достаточно котла мощностью 25 кВт.
2. В постройках площадью 200-300 квадратов применяют котлы на 25-35 кВт.
3. Для сооружения квадратурой 300-600 м² подойдет котел на 35-60 кВт.
4. Дома площадью 600-1200 м² обогревают котлом с мощностью 60-100 кВт.

Важно! Для точного расчета мощности нагревательного оборудования руководствуются принципом, что на каждые 10 м² отапливаемой площади нужна мощность котла в 1 кВт.

Устройство парового отопления в индивидуальном доме

При сборке системы учитывайте габариты дома, расположение и число радиаторов, а также наличие запорно-регулирующей арматуры и других элементов. Насос для парового отопления подбирают так, чтобы он обеспечивал эффективное движение теплоносителя в системе.

Составляющие паровой системы

Для сборки парового отопления понадобятся следующие составляющие элементы:

• нагревательный прибор (котел);
• трубы для прокладки контура;
• отопительные приборы (радиаторы);
• запорно-регулирующая арматура;
• расширительный бак;
• насосное оборудование;
• контрольно-измерительные приборы.

Монтаж системы

После изготовления проекта и закупки необходимых комплектующих приступают к сборке системы в такой последовательности:

1. Для начала нужно подготовить места установки оборудования. На стеновой поверхности закрепляются кронштейны под радиаторы. На них навешиваются отопительные приборы, которые должны устанавливаться под оконными проемами для формирования тепловой завесы и уменьшения теплопотерь через остекленные поверхности.
2. После этого на бетонное основание монтируем парогенератор. На пол стелим жаростойкое покрытие. Котел лучше установить в подвале, поскольку водяной пар поднимается вверх. В случае одновременного устройства теплых полов рекомендуется применять двухконтурный котел, который устанавливается выше пола первого этажа.
3. Расширительный бак монтируется в наивысшей точке системы. Он подключается к магистральному трубопроводу между парогенератором и отопительными приборами. Профессионалы советуют устанавливать расширительную емкость открытого типа как можно ближе к котлу.
4. Приступаем к сборке трубопровода. Разводку начинаем вести от парогенератора. Трубы подводим к первому радиатору, выполняем его подключение, соединив необходимые входы и выходы. Последовательно подключаем все последующие радиаторы, не забывая делать уклон магистрального трубопровода (3 мм на каждый погонный метр).
5. На обратной магистрали перед котлом устанавливаем накопительный бак для сбора конденсата. От него трубопровод с уклоном должен идти в нагревательное оборудование.
6. Замыкаем магистральный трубопровод на котле отопления. Перед входом в нагревательное оборудование устанавливаем фильтр и циркуляционный насос. При этом участок трубы от насоса до котла должен иметь меньшее сечение, чем остальной трубопровод.
7. На выходе из котла монтируется манометр и предохранительный клапан.
8. На обратке контура обязательно устанавливается кран для слива/залива теплоносителя в случае ремонта системы, ее обслуживания и перерыва в отопительном сезоне.
9. После сборки проводим проверку работоспособности отопительного контура.

Несмотря на эффективность и дешевизну парового отопления, его редко используют для обогрева жилых домов из-за опасности аварийных ситуаций, риска ожогов, а также сложности регулировки температуры в отдельном помещении.

</index>

Для отопления частного дома можно использовать не только традиционные виды отопления, где происходит циркуляция нагретой жидкости, но и паровую систему, основанную на отдаче тепла 3-м агрегатным состоянием воды. Паровые котлы широко применяются для этой цели, но их подбор и монтаж должен осуществляться с учётом специфики работы таких установок. Об основных преимуществах и недостатках, а также о том, как сделать паровое отопление в частном доме своими руками, будет подробно рассказано в этой статье.

Паровое отопление в частном доме: как работает система

В системе отопления этого типа осуществляется циркуляция пара, температура которого может превышать 100˚С. Это связано, прежде всего, с наличием некоторого давления в трубах и в радиаторных элементах.

Важно! Незнание основных принципов монтажа таких установок может закончиться аварией, а люди, находящиеся в непосредственно близости от разрыва трубы или котла, могут получить серьёзные травмы и увечья.

Чтобы подобная ситуация не возникла после ввода оборудования в эксплуатацию, паровая система отопления должна быть установлена с учётом правил монтажа. Также необходимо знать о преимуществах и недостатках парового отопления прежде, чем выбрать этот способ обогрева жилища.

Преимущества и недостатки

Если бы паровая система отопления не обладала преимуществами в сравнении с другими вариантами обогрева частного дома, то она не получила бы широкого распространения. Основными плюсами применения обогрева паром являются:

• Высокий КПД системы за счёт того, что температура теплоносителя составляет более 100˚С. При использовании пара теплообменники эффективней обогревают помещение, как за счёт конвекции, так и при помощи прямого воздействия инфракрасного излучения.
• Стоимость оборудования ниже, в сравнении с другими способами обогрева частного дома.
• По причине более высокой эффективности, для поддержания полноценного функционирования системы, можно использовать радиаторы с меньшим количеством секций.

Паровая система не лишена недостатков, например:

• Металлические трубы системы отопления сильнее подвержены коррозии.
• При работе системы создаётся повышенный уровень шума.
• Сильный нагрев труб и радиаторов, а также существующая вероятность прорыва системы с высвобождением большого количества пара, нагретого до высокой температуры, значительно снижают уровень безопасности использования такого типа отопления, по сравнению с жидкостными системами.

Несмотря на наличие недостатков, многие владельцы дач и частных домовладений выбирают этот способ отопления за счёт высокой скорости прогрева помещений.

Внимание! При использовании парового отопления практически полностью исключается вероятность размораживания труб и батарей даже при понижении температуры в помещении до отрицательных значений.

Отличие от водяной системы

Наибольшее отличие паровой системы от водяной заключается в высокой теплоотдаче. Из-за высокой разницы температур нагретого металла радиаторов и труб происходит более интенсивный прогрев всего объёма воздуха в помещении.

В отличие от водяной системы, паровой котёл для отопления частного дома способен генерировать большое количества тепла при минимальном размере конструкции.

Внимание! В паровой системе отопления можно использовать трубы меньшего диаметра.

Виды парового отопления по количеству контуров

Паровое отопление в частном жилом доме может представлять собой одно- или двухконтурную систему. В первом случае система используется исключительно для обогрева помещений. Двухконтурные котлы применяются также и для нагрева горячей воды. В последнем случае, для повышения температуры циркулирующей жидкости в парогенератор устанавливают металлический теплообменник.

Внимание! Учитывая высокую эффективность парового отопления, даже при частом отборе горячей воды, эффективность работы системы практически не снижается.

Как выбрать котёл для отопления

Выбору котла для отопления дома паром следует уделить повышенное внимание. Если такое устройство не будет подходить по мощности или другим параметрам, то этот факт не будет являться уважительной причиной для возврата изделия продавцу.

Разновидности и технические характеристики

Прежде всего, следует подобрать паровой котёл по мощности. В паровых котлах не представляется возможным регулировать в широких пределах температуру теплоносителя. По этой причине приобретение слишком мощного устройства обойдётся не только значительно дороже, но эксплуатация такого изделия потребует расхода большого количества денег.

Внимание! Если в будущем планируется подключать к котлу новые потребители, следует выбрать устройство большей мощности.

Паровые котлы также могут различаться по следующим признакам:

• Типу топлива.
• Типу паровой установки.

Если нет возможности подключиться к газовой трубе, а электрическая проводка не будет способна выдержать значительные нагрузки, появляется необходимость в применении дров или любого другого вида твёрдого топлива.

По типу паровой установки котлы делятся на паротрубные и газотрубные установки. В последнем случае нагрев жидкости до парообразного состояние осуществляется в результате чрезмерного разогрева металлических труб, в которых циркулирует жидкость. В паротрубных котлах, газ циркулирует по трубам расположенным в резервуаре с жидкостью.

Какие трубы можно использовать

Учитывая высокий уровень нагрева, для подключения радиаторов и других элементов к паровому котлу, следует использовать только металлические трубы. Для этой цели используются изделия, изготовленные из следующих материалов:

• Меди.
• Нержавейки.
• Стали.

Медь обладает очень высокими значениями тепловой проводимости, повышенной прочностью на разрыв и температурой плавления. Единственным недостатком этого материала является высокая стоимость, которая, при выполнении значительного объёма работ, может стать серьёзной преградой на пути использования этого металла.

Внимание! Стальные трубы стоят недорого и обладают неплохими показателями теплопроводности, но подвержены чрезмерному окислению во влажной среде.

Использование нержавеющих сортов этого металла является компромиссным решением, между применением дорогих медных изделий и ненадёжных стальных конструкций.

Монтаж паровой системы отопления своими руками

Паровая система отопления представляет собой очень простую конструкцию. Если планируется установить такой прибор в небольшом загородном доме, лучше смонтировать его так, чтобы исключить необходимость перекачки жидкости насосом.

Внимание! Исключив из системы отопления дополнительные устройства, можно сделать систему полностью независимой от электричества.

Прежде чем приступить к работе, рекомендуется сделать небольшую схему расположения радиаторов, котельной установки и труб. Такой чертёж позволит на ранних стадиях выявить несоответствия в системе, а также значительно ускорить процесс монтажа. В подобных набросках следует, в первую очередь, определить место для установки парового котла. Этот этап очень важен, так как подобное устройство:

• Занимает значительное количество свободного пространства.
• Производит шум во время работы.
• Является потенциально опасным объектом, вне зависимости от применяемого вида энергоносителя.

Также, котёл не добавляет эстетики помещению, поэтому оптимальным вариантом является монтаж устройства в подсобном помещении.

Далее, следует установить элементы крепления радиаторах в отапливаемых комнатах и подсоединить теплообменники.

После этого необходимо соединить патрубки генератора с батареями. Для этой цели следует использовать металлические трубы, соединяемые между собой сваркой.

Монтаж отопительной трубной системы должен быть выполнен таким образом, чтобы пар при выходе из котла поднимался на максимально возможную высоту. Затем трубы следует направить по уклону к радиаторам. Если необходимо обогреть небольшой дом, то достаточно использовать однотрубную систему, чтобы обеспечить высокий уровень теплоотдачи. Учитывая значительное давление пара и его температуру, теплоноситель не будет полностью превращаться в конденсат в первичных теплообменниках, поэтому такую разводку можно использовать даже для 2 и более комнат.

Для отопления двухэтажных строений лучше использовать двухтрубную систему, чтобы иметь возможность отключать радиаторы, тем самым снижая температуру в помещении, когда это необходимо.

Советы и рекомендации

При подборе отопительного оборудования этого типа и при самостоятельном монтаже рекомендуется учитывать следующие нюансы:

• Не использовать б/у радиаторы отопления. Такие изделия могут иметь невидимые глазу повреждения, которые приведут к разгерметизации системы.
• Не рекомендуется использовать чугунные батареи. При сильных температурных перепадах этот сплав может разрушаться.
• Не доверять монтаж системы случайным лицам. Привлечение к работе монтажников низкой квалификации также не рекомендуется.

Кроме перечисленного, следует учитывать возможность монтажа паровой установки в обычную печь на дровах. В этом случае можно сэкономить значительное количество полезной площади, при этом расходы на отопление домовладения будут минимальными.

Установка паровых котлов в качестве центрального отопления запрещена на законодательном уровне, но в частных домах такой способ автономного обогрева может работать десятилетиями без необходимости замены основных элементов системы.

Главная / Паровые котлы

Паровые котлы (ПК) — комплекс технологического взаимосвязанного оборудования установленного для выработки пара из питательной воды используемого в различных отраслях: энергетика, жилищно-коммунальное хозяйство, металлургия, нефте-химия, медицина и строительство.

По сферам применения они подразделяются на промышленные парогенераторы большой мощности и бытовые, которые могут работать на разных видах топлива, в том числе, как утилизационные установки для выработки вторичных энергоресурсов от выбросов тепла промышленными предприятиями.

Паровой котел с горелкой и шкафом управления

Паровой котел способен вырабатывать пар 2-х видов: насыщенный и перегретый. Существующие агрегаты различают по давлению пара в МПа: низкого до 1.0, среднего в диапазоне от 1.0 до 10.0, высокого свыше 14.0, сверхвысокого от 18 до 20 и сверхкритического более 22.5.

Насыщенный широко применяется в устройствах жилищно-коммунального хозяйства, а перегретый из-за своих опасных свойств и высоких требований к применению – исключительно на объектах промышленного масштаба.

Для каких целей нужен пар

Знание того, где используется паровой котел и с какими режимами, позволяет эффективно выбрать оборудование.

ПК применяются в таких отраслях:

1. ЖКХ в центральном отоплении устанавливают модификации ПК низкого или среднего давления для парового отопления. Теплоноситель поступает либо непосредственно в сеть, либо через теплообменные аппараты подготавливает воду для центрального отопления и ГВС.
2. Промышленность применяет более мощные парогенераторы, вырабатывающие перегретый пар с повышенной теплоотдачей.
3. Энергетика, паровые котлы высокого давления участвуют в схемах генерации электроэнергии, передавая пар турбине.
4. Промышленность, ПК обеспечивают механическое движение производственных аппаратов.
5. Железнодорожный транспорт, ПК установлены на тепловозах.

Принцип работы парового котла

Для функционирования паровых котлов высокого давления используют химически обработанную воду, нагреваемую через пакеты экранных труб, под воздействием горячих уходящих газов, образующихся, как продукт от горения природного топлива.

С ростом температуры вода преобразуется в пар, поступающий на участок применения для передачи тепловой энергии или кинетической энергии струи.

Схематичное исполнение котла по выработке пара

Принцип работы:

1. Природная вода поступает на водоподготовку, где проходит очистку от взвешенных веществ и умягчается. Затем она подается в баках химочищенной воды и подаётся в агрегат с помощью питательных насосов для паровых устройств.
2. Прежде чем попасть в барабан питательная среда поступает через экономайзер – чугунное теплонагревающее устройство расположенное в хвостовой части агрегата для снижения температуры уходящих газов и повышения кпд парового котла.
3. Из верхнего барабана вода по необогреваемым трубам попадает в нижний барабан, а поднимается из него по подъемным конвективным трубам в виде пароводяной смеси.
4. В верхнем барабане проходит процесс его сепарации от влаги.
5. Сухой пар через паропроводы направляется к потребителям.
6. Если это парогенератор, то пар повторно проходит нагрев в пароперегревателе.

Устройство парового котла

Конструкцию ПК упрощенно можно представит, в виде емкости, где вода преобразовывается в пар. Она изготовлена из труб разного диаметра. Кроме трубной системы ПК имеет топочное пространство, в которой сжигают природное топливо.

Устройство парового котла и его конструктивные особенности, определяются видом топлива. Например, угольные топки оборудованы колосниками, на которых размещен горящий топливный слой, через них в топку поступает кислород.

Вверху топки установлен дымоход, создающий тягу в парогазовом тракте агрегата, чем поддерживается нормальный режим. Паровые котлы на газе имеют газовую или мазутную горелки.

Горячие уходящие газы, получаемые в процессе горения топлива, нагреваю воду до кипения, после этого с зеркала испарения начинает выделяться пар, поступающий потребителю, а дымовые газы через трубу уходят в атмосферу.

Главные конструкционные элементы паровых котельных связываются в одну целостную котловую систему с помощью гарнитуры, арматуры, циркуляционных насосов, КИПиА дымососов и вентиляторов.

Схема парового котлоагрегата

Схема движения теплоносителя

ПК устанавливаются в котельном зале, который может располагаться в отдельно стоящих, примыкающих и встроенных зданий нежилого назначения.

Обозначения по схеме:

1. Система топливоподачи газового парового котла, No1.
2. Устройство для горения — топка, No2.
3. Циркуляционные трубы,No3.
4. Зона пароводяной смеси, зеркало испарения,No4.
5. Направление движения питательной воды, NoNo5,6 и 7.
6. Перегородки, No8.
7. Газоход, No9.
8. Дымовая труба, No10.
9. Выход циркуляционной воды, из емкости парового котла, No11.
10. Слив продувочной воды, No12.
11. Подпитка котла водой, No13.
12. Паровой коллектор, No14.
13. Сепарация пара в барабане, NoNo15,16.
14. Водоуказательные стекла, No17.
15. Зона насыщенного пара, No18.
16. Зона пароводяной смеси, No19.

Типы паровых котлов

ПК классифицируются по нескольким параметрам и их надо знать, потому что от этого зависит, как работает паровой котел.

По видам сжигаемого топлива:

• газообразное топливо;
• паровые котлы на твердом топливе;
• жидкотопливные: мазут, солярка;
• электрическая энергия.

По назначению:

1. Котел утилизатор — участвует в схемах экономии топлива и переработки вторичного тепла, выбрасываемого в процессе производства или от уходящих газов на ТЭЦ.
2. Энергетические – паровые котельные участвуют в схеме генерации электроэнергии, как источник пара для турбин, работают с высокими расходом и параметрами пара.
3. Отопительные для центрального теплоснабжения и ГВС, на которые распространяются правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.
4. Промышленные – участвуют в производственных процессах предприятия.

Классификация паровых котлов по конструкции топки:

1. Камерные – используют пылевидное топливо.
2. Слоевые твердотопливные – сжигающие твердое топливо.

Водотрубные

Работа водотрубных котлов (ВК) характерна тем, что основной теплоноситель – питательная вода проходит по экранам, а топочные газы по межтрубному пространству. Достигая точки кипения, вода переходит в пар.

Эффективность парообразования зависят от схемы устройства экранных труб и типа циркуляции питательной воды, эти показатели учитывают, перед тем как рассчитать мощность. Самые применяемые схемы ВК — барабанные и прямоточные. Конструкция парового котла первого типа выполняется горизонтально или вертикально.

Типовая схема барабанного котла — топка ограниченная трубными экранами , пакеты которых внизу соединены коллекторами, а верх закреплен в верхнем барабане. Второй пучок котловых труб соединяет оба барабана ВК в один контур, работающий в зоне более низких температур.

Тепло от сгорания топлива через трубную систему передается конвекцией и радиацией воде, пароводяная смесь поступает в верхний барабан, где происходит сепарация пара от влаги.

Освобожденная вода в нижний барабан и топочные коллекторы. Скорость циркуляции внутреннего контура ВК зависит от его типа. Самые популярны на российском рынке котлы с естественной циркуляцией.

Производство паровых котлов выполняют на Бийском котельном заводе: ДКВР-2,5; 4; 6,5; 10; 20.

Жаротрубные

Газотрубные или жаротрубные котлы – это ВК «наоборот», то есть вода движется по межтрубному пространству, а уходящие газы в одной или нескольких трубах. Эти паровые котлы малой мощности остались в эксплуатации от довоенного периода 19 века.

Процесс получения пара:

1. Топка размещена непосредственно в трубной части котла, где протекает горение топливной смеси и образование дымовых газов.
2. Эти устройства ы изготавливаются с жаровыми или дымогарными трубами.
3. В первом процесс горения протекает прямо в трубе, для чего на входе устанавливают газомазутная горелка с вентилятором, способствующему равномерному сжиганию по длине топки.
4. В дымогарных трубах, топливо непосредственно не сжигают, а вода нагревается за счет нагретых дымовых газов.

Для этих котлов с давлением пара ниже 0.7 Мпа не распространяется правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. Котловая вода, движется по межтрубному пространству и нагреваясь превращается в пар, процесс завершается в верхней части котла и с помощью перепускного клапана пар переходит в магистраль.

Дизельные котлы имеют ограничение по температуре уходящих газов на выходе до 150 С. Это требование вызвано необходимостью технологического обеспечения тяги в дымовых трубах. Этот факт снижает мощность котлов — порядка 400 кВт, с давлением пара до 10 кгс/см2.

Чугунные секционированные

Котлы с чугунными пакетами или секциями широко распространены в сетях отопления и ГВС. Конструкция таких агрегатов имеет преимущества из-за возможности быстрой сборки или демонтажа, а также простого увеличения мощность котла путем добавления секций.

Эксплуатация паровых котлов при удачной конструкции, имеет существенный недостаток, в случае поломки одного пакета, придется демонтировать все секции агрегата.

Для владельцев котлов не требуется разрешительных документов, поскольку на них не распространяются правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Эти котлы эффективные, и быстро разогреваются, поскольку топочная камера образуются непосредственно внутренними поверхностями секций.

Блоки хорошо противостоят коррозионным процессам в агрессивной среде дымовых газов и обладают повышенной теплопроводностью, но не способны работать при высоких параметрах пара, максимальные показатели по давлению менее 100 кПа, по мощности не более 200 кВт, паропроизводительность – до 4,3 т/час, расход твердого топлива — 300 кг/ час.

Прямоточные

Прямоточные паровые агрегаты относятся к вертикальным паровым котлам и сконструированы так, чтобы вода в экранных трубах принудительно выполнила только один цикл и при этом полностью перешла в парообразное состояние, поэтому в этих типах парогенераторах кратность циркуляции равняется 1.

Такие котлы конструктивно намного проще и не требуют сложной автоматики процесса горения. Они энергонезависимы и не могут обходиться без питательного насоса, поэтому намного взрывоопаснее циркуляционных котлов, при том, что их тепловая эффективность и производства пара невысоки.

Прямоточная установка

В прямоточном агрегате движение воды происходит благодаря гравитационной конвекции, поскольку вода тяжелее пара. В последнее время, для устройств, наработавших нормативный ресурс, для снижения нагрузки выполняют перевод паровых котлов в водогрейный режим.

Особенности работы одновиткового ПК:

1. Топка выполнена из труб, которые обогреваются дымовыми газами.
2. В нижнюю часть водяного контура нагрева поступает котловая вода, а из противоположной верхней отбирается сухой пар.
3. В экономайзере поступающий теплоноситель подогревается до температуры насыщения, а в экранных трубах и перегревательном контуре – происходит дальнейший рост параметров пара до проектных значений.
4. Эти поверхности не имеют четкого разделения между собой, а геометрия их зависит от проектной нагрузки агрегата. С уменьшением температуры уходящих газов и увеличения скорости котловой воды границы экономайзера и испарителя смещаются, а длина соответственно растет и наоборот.
5. Паропроизводительность ограничена ростом гидравлических сопротивлений и не может быть более 10 т/ч. Для более мощных котлов, требуется многовитковые конструкции агрегата.

Паровые БМК

Блочно-модульная котельная (БМК) изготовленная в виде компактного модуля с полным набором вспомогательного оборудования.

Она предназначена для отопления и ГВС, а также выработки пара на технологические нужды предприятий, расположенных в районах с энергодефицитом. БМК не требует постоянного участия оперативного персона, а в случае аварийной ситуации срабатывает защита с сигнализацией.

Работа агрегата полностью автоматизирована: датчики следят за внутренней температурой помещения, данные передаются на пульт управления, где происходит корректировка работы БМК.

Блок может оперативно подключаться к действующей системе отопления в качестве независимого аварийного источника тепловой энергии.

Транспортировка к месту монтажа БМК выполняется в полной заводской готовности и с дымовой трубой, на месте ее только подключают к действующим инженерным сетям. Такая заводская сборка сводит к минимуму монтажно-наладочные работы и повышает КПД установки до 93%.

Схема обвязки парового котла

Схема обвязки. Источник фото: strangely.ru

Типовая схема обвязки ПК зависит от типа парогенератора и его рабочих параметров.

Для систем центрального теплоснабжения системы жилищно-коммунального хозяйства типовая схема состоит:

1. Парогенератор.
2. Деаэратор.
3. Умягчитель по схеме химической очистки.
4. Дозатор и бак реагентов.
5. Ресивер.
6. Регулируляторы давления.
7. Насос подачи питательной воды в котел.
8. Насос подачи воды из деаэратора в ресивер.

В конструкцию котла также могут входить:

• пароперегреватель — для повышения температуры насыщенного пара;
• сепаратор пара и внутрибарабанные устройства — для удаления влаги из пара.

Как правильно эксплуатировать

Паровые котлы относятся к объектам повышенной опасности, поэтому многими нормативными документами котлонадзора, проектом установки, технической документацией завода-изготовителя и правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов закреплены требования по безопасной эксплуатации таких сосудов, которые обязаны выполнять ответственные должностные лица и обслуживающий персонал.

Безопасная эксплуатация начинается с химической водоподготовки воды, которая имеет важное значение для технического обслуживания современных парогенераторов и котлов. Минеральные соли, содержащиеся в природной воде, при температуре выше 70 оС, образуют накипь на внутренних поверхностях труб.

Это приводит к ухудшению теплопередачи от дымовых газов к питательной воде, она перестает охлаждать трубы, которые перегреваются, перегорают в следствии чего, образуется разрыв стен, резкое падение давления во внутреннем контуре агрегата, мгновенное парообразование перегретой воды и взрыв котла.

Уровень очистки сырой воды зависит от источника водоснабжения и устанавливается специалистами в проекте водоподготовки котлоагрегата, где описаны не только режимы, но и схема подключения с необходимым оборудованием.

Управление котлов бывает ручным и автоматизированным. Современные ПК без автоматики и защиты безопасности к эксплуатации не допускаются. Ручное управление с защитой безопасности допускаются только в маломощных угольных котлах низкого давления.

Структура управления котла:

1. Устройства розжига и отключения горения топлива.
2. Регулирования расходов: топливо, воздух и вода.
3. Сбор и анализ данных работы ПК.
4. Система аварийной остановки котла.

Обслуживание

Ремонт и обслуживание паровых котельных выполняется в соответствии с законодательными нормами и рекомендациями заводов-изготовителей промышленных паровых котлов, строго по отраслевым и производственным инструкцияма, а также согласно правилам устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Техобслуживание ПК в общем случае включает следующие виды работ:

1. Плановые осмотры работоспособности котельного оборудования, по графику.
2. Определение нарушений работы котла: перегревы, возгорания, засорения.
3. Устранение нарушений правил пожарной безопасностм и условий препятствующих безопасной эксплуатации.
4. Проверка целостности парогазовых систем с последующим устранением неисправностей в арматуре.
5. Проверка питательной системы котлоагрегата.
6. Проверка плотности газовоздушного тракта и отсутствие несистемных шумов в топке.
7. Профосмотр и проверка вспомогательного оборудования.
8. Проверка работы КИП и А, дифманометров, систем безопасности и аварийной сигнализации.
9. Контроль за работой насосов, дымососов, вентиляторов и проверка их блоков управления.
10. Проверка работы электрооборудования и автоматики защиты.
11. Проверка работы гарнитуры котла.
12. Проверка работы водоподготовительных устройств и деаэратора паровой котельной.

Российский рынок имеет достаточно предложений, как от отечественных, так и от зарубежных производителей современных паровых котлов, выбор определяется техническим заданием на проектирование, чтобы специалисты смогли подобрать оптимальные варианты оборудования.

Используемые источники:

• https://cotlix.com/stoit-li-delat-parovoe-otoplenie-v-chastnom-dome
• https://kamin-expert.ru/otopitelnaya/parovoe-otoplenie-v-chastnom-dome.html
• https://dizain-vannoy.ru/sistema-otopleniya/sistemy-otopleniya/parovoe-vozdushnoe/parovoe-otoplenie.html
• https://www.tproekt.com/parovoe-otoplenie/
• https://kotle.ru/parovye-kotly/ustrojstvo-parovyh-kotlov