Схема парового отопления: как сделать проект и точный расчет

Что такое паровое отопление?

Паровым отоплением называется система, в которой в качестве теплоносителя применяется пар. Как работает паровое отопление в частном доме: вода закипает в котле (источнике тепла) и по трубам пар передается в отопительные приборы. При движении по трубопроводам теплоноситель конденсируется, оседает на внутренних стенках радиаторов, отдавая практически всю часть тепла. Батареи нагреваются сами и передают тепло в помещение.

Конденсат, образовавшийся после оседания носителя, возвращается к источнику нагрева самотеком – если система замкнутая или с помощью насоса (в разомкнутых конструкциях).

Преимущества и недостатки парового отопления

Специалисты отмечают следующие плюсы отопления паром:

1. Увеличенная производительность. В частном доме не потребуется обустраивать много батарей, а в некоторых случаях достаточно труб без радиаторов.
2. Малая инертность. Чтобы почувствовать тепло в помещении, достаточно 10-12 минут от начала нагревания котла.
3. Сниженные теплопотери делают систему отопления паром максимально экономичной, для обустройства конструкции не придется покупать дорогое оборудование.
4. Простота монтажа. Процесс формирования сети в частном доме не отличается сложностью, доступен для выполнения своими руками.

Минусы:

• высокая температура работающих приборов;
• отсутствие плавной регуляции температуры нагрева помещений;
• ограничения при выборе материала (трубы должны быть только металлическими).

Также может возникнуть сложность при присоединении отводов к работающей системе, когда элементы нагреты до 100 С, любое прикосновение вызывает ожог.

Чтобы контролировать отопительную конструкцию в частном доме, специалисты рекомендуют установить автоматику, которая при остывании воздуха в помещениях до определенного уровня запустит всю систему в работу. Также есть возможность монтажа автоматики не на одну основную ветку, а на каждую (параллельную), чтобы отдельно запустить прогрев той или иной комнаты – это удобнее и экономнее.

Именно из-за угрозы аварийности система не применяется в многоквартирных строениях, а в частных домах устанавливается только под личную ответственность хозяина.

Характеристика и схема устройства

Принцип работы базируется на выделении тепла в результате преобразования теплоносителя, выпадения в конденсат, который выводится из приборов и снова поступает в котел.

1. В замкнутой, где конденсат возвращается в котел самотеком под воздействием разницы высоты температур и давления в агрегатах отопления. Для котлов в таких системах самым важным является показатель высоты температуры и давления.
2. В разомкнутой системе конденсат скапливается в баке, откуда помпой или насосом перекачивается на теплостанцию. Обустраивая подобную схему, необходимо обеспечить беспрепятственное стекание конденсата в специальный бак из нижнего прибора отопления.

Исходя из давления пара, разомкнутая схема парового отопления может быть 4-х типов:

• субатмосферная;
• вакуум-паровая;
• сниженного давления;
• повышенного давления.

Максимально допустимый порог нагревания пара до 130 С, но для система вакуум-парового, субатмосферного давления температура окружающей среды намного ниже +100 С. Такие схемы парового отопления дают возможность менять величину разряжения (вакуума) и настраивать комфортный температурный режим. Плюсом является отсутствие сложных агрегатов при обустройстве отопления. Достаточно паропроводов (трубы для транспортировки носителя) и конденсатопроводов (для передачи конденсата в баки), чтобы запустить паровой котел и получить эффективную систему отопления дома.

Что такое отопление паром?

Паровыми называются сети, в которых циркулирует не вода, а пар. Работает система так – от нагревания в котле вода закипает, переходит в парообразное состояние, и в таком виде транспортируется по трубопроводам к радиаторам. В процессе перемещения субстанция остывает, конденсат оседает на внутренних туннелях труб, радиаторов, отдавая все тепло, – благодаря такому свойству паровое отопление в частном доме считается одним из самых теплоэффективных. После оседания конденсат стекает со стенок, затем направляется в котел, где цикл нагрева повторяется.

Достоинства и недостатки отопления паром

К преимуществам способа относят:

1. Повышенную производительность. Благодаря огромной теплоотдаче не придется формировать много батарей, в случае наружного обустройства трубопроводов хозяину достаточно тепла, поступающего от этих элементов.
2. Минимальная инертность. Прогрев комнаты осуществляется уже через 10 минут после запуска сети.
3. Экономичность. Пар не отдает тепло прочим элементам, нагревая только трубы и радиаторы, поэтому пользователь получает возможность сэкономить на топливе и обслуживании сети.
4. Простота монтажа. Для формирования магистрали не потребуется большого опыта, работы по силам домашнему мастеру.

Есть и недостатки:

• высокая теплоэффективность повышает риск ожогов при соприкосновении с батареями, трубопроводами;
• нет возможности отрегулировать плавную подачу тепла;
• ограничение по выбору материала – недопустимо применять пластиковые трубы, подойдут только металлические;
• сложности при стыковке отводов к работающей сети – элементы прогреваются до +100 С, поэтому для ремонта или подновления деталей нужно отключать работу магистрали, дожидаться остывания.

Все требования по формированию сети, в том числе подбору материалов, соблюдаются в точности. Нарушения увеличивают риск прорыва трубы, горячий пар (+100 С) вырвется в помещение, сильно обожжет.

Специалисты рекомендуют оснастить паропроводы автоматической системой контроля для подключения сети в работу при остывании воздуха. Для регуляции каждого контура практичнее ставить автоматику на отдельную ветку – так удобнее запускать прогрев по сетям.

Характеристика и схема обустройства парового отопления

Принцип работы сети заключается на передаче тепловой энергии от нагретой до парообразного состояния воды приборам. Высокая теплоэффективность достигается физическим свойством жидкости – в воду пар преобразуется только при значительной потере тепла, которое уходит на прогрев дома.

Характеристики зависят от типа сети:

1. Замкнутая система – это схема, в которой осевший конденсат возвращается в котел самотеком под воздействием разницы температуры и давления в приборах сети. При выборе котла для замкнутой магистрали необходимо учитывать параметры нагрева (температуры) и давления.
2. Разомкнутая система. Схема предусматривает врезку накопительного бака, куда попадает конденсат, а затем перемещается на тепловую станцию. Для транспортировки применяется помпа или насос. Важным моментом является установка бака в самую нижнюю точку схемы, чтобы конденсат стекал без остатка.

Также различаются сети по уровню давления пара. Так, разомкнутая схема может быть 4 видов: субатмосферная, вакуум-паровая, со сниженным или повышенным давлением. Порог нагревания пара +130 С, в системах с вакуумно-паровым, субатмосферным давлением не более +100 С.

К достоинствам парового отопления относят минимальный набор оборудования. Потребуется паропровод, конденсатопровод – это две трубы, по которым осуществляется подача и обратная циркуляция теплоносителя. В разомкнутые сети устанавливается бак для стекания конденсата. По типу системы выбираются трубопроводы для конденсата, они могут быть самотечными и напорными. Первые предназначены для произвольного стекания жидкости, вторые – для перекачки посредством помпы или насоса.

Несколько схем реализации парового отопления

Соорудить паровое отопление своими руками не трудно, однако необходимо знать возможные схемы реализации и выбрать наиболее подходящие из них. Предстоит ответить на 2 основных вопроса:

• Однотрубная или двухтрубная будет система
• Разомкнутая или замкнутая разводка

Однотрубная или двухтрубная система

Необходимо определиться, каким из двух вариантов будут прокладываться трубы по дому:

• Однотрубная система
• Двухтрубная система

Реже используют однотрубную систему, так как в ней очень трудно регулировать паровой поток. Установка дополнительных устройств значительно увеличит первоначальные затраты на отопление.

Двухтрубная система потребует большего количества труб, однако она проще в монтаже и эксплуатации. Достаточно установить на выход термостатирующий конденсатоотводчик и на вход регулирующий вентиль.

Разомкнутая или замкнутая разводка

Конденсирующая жидкость может возвращаться обратно к нагревательному элементу по одному из двух контуров:

• Разомкнутому
• Замкнутому

В разомкнутой системе конденсат поступает в бак самотеком. В последнем скопившаяся жидкость насосом подается на нагреватель. Необходимо правильно проложить трубы и выдержать уклон, чтоб вода стекала без определенных препятствий.

В замкнутой системе необходимо предусмотреть, чтоб на входе и выходе была достаточная разница давления для перетекания жидкости. При этом следует разместить паросборник таким образом, чтоб он был значительно ниже относительно отопительных радиаторов.

Приступаем к работе

Располагать отопительный конвектор необходимо под каждым из окон. Таким образом он будет препятствовать появлению холодных сквозняков, быстро обогревая воздушные потоки.

Затем производится выбор и расчет прокладываемых труб

Очень важно правильно подобрать диаметр: внутренний объем должен составлять около 2 л на квадрат. Лучше остановиться на изделиях 20-25 мм в диаметре

Установка котла рекомендуется в подвальном помещении, так как нагретый пар будет подниматься вверх. Если дополнительно совмещена водяной теплый пол – котел располагают выше половой поверхности.

Если обустраивается система «теплый пол», рекомендуется приобретать двухконтурный котел. Дом и пол должны работать независимо. Иногда умельцы около половой поверхности выводят помпу, однако такая система становится менее эффективной и более уязвимой.

Подводим итоги

Обустроить паровое отопление в частном доме способен каждый желающий своими руками, однако приступать к работе необходимо обдуманно. Потребуется взвесить все «за или против», сравнить с классической водяной системой.

Стоимость оборудования и прочих комплектующих соизмерима с затратами на классическое водяное отопление. Благодаря этому оно доступна для широкого круга хозяев частных строений. Однако специалисты все же не рекомендуют обустраивать его в доме для постоянного проживания. Оно прекрасно подходит для больших коммерческих помещений, складских и хозяйственных площадей, больших дач.

Монтаж парового отопления в частном доме

Перед монтажом системы нужно рассчитать площадь комнат, определить расположение радиаторов, запорно-регулировочной арматуры, фильтров и других составляющих конструкции.

Далее следует выбрать вариант разводки отопления:

1. Верхний способ. Подразумевает монтаж паропровода выше устройства отопления. От котла опускаются трубы к батареям, а конденсатопроводные системы укладываются по полу.
2. Нижний способ. Трубы паропровода прокладываются ниже агрегатов отопления.
3. Смешанный вариант подразумевает укладку трубопровода чуть выше батарей, в остальном система повторяет верхний способ монтажа.

Чтобы облегчить работы по монтажу, необходимо заранее нарисовать схему обустройства с указанием всех элементов системы, длины и диаметра трубопроводов, количества радиаторов и пр.

Рассмотрим, как провести паровое отопление в частном доме своими руками:

• Подготовить плоскости, поверхности для монтажа оборудования: усилить стены, выровнять поверхность пола. Затем монтаж креплений для радиаторов, фиксация батарей. Рекомендуется располагать радиаторы под окнами, это исключит появление сквозняков, запотевание окон и сдвинет «точку росы» за пределы оконных проемов.
• Установить на бетонное основание парогенератор. Полы нужно застелить негорючим материалом, чтобы предупредить возможность возгорания. Котел лучше монтировать в подвале, чтобы пар поднимался вверх. При формировании теплых полов предпочтение отдается двухконтурному котлу, разделяющему работу для обогрева контура в теплых полах и системе навесных радиаторов. Парогенератор в этом случае монтируется выше поверхности пола.
• Расширительный бак монтируется в самой высокой точке отопления. Фиксация на специальные крепежи, зона расположения в магистрали между парогенератором и батареями отопления. Специалисты советуют монтировать расширительный бак открытого типа на максимально близком расстоянии от отопительного котла.
• Теперь монтаж трубопровода. Начальная точка соединения – парогенератор, затем труба проводится к первой отопительной конструкции, потом соединение отводов, вводов. Точно так же подключаются все последующие трубы. Соединение в магистраль проводится с наклоном в 3 мм на 1 м – это нужно для естественной циркуляции теплоносителя.
• Каждый радиатор оснащается краном Маевского для устранения воздушных пробок, а перед парогенератором монтируется накопительный бак для сбора конденсата, откуда жидкость будет перетекать в котел для нагревания и последующей циркуляции.

Замыкается вся магистраль также на отопительном котле – получается закрытый контур. Чтобы устранить возможность засорения системы, на котел монтируется фильтр. Также на котел монтируется насос для перегонки конденсата, патрубок от котла к насосу подбирается так, чтобы диаметр патрубка был меньше диаметра остальных труб. На выходе из котла устанавливается манометр, клапан сброса излишков давления.

Остается дополнить магистраль узлом слива/залива воды, проверить систему на работоспособность, протечки и можно запускать оборудование в постоянную циркуляцию. Несмотря на простоту монтажа, необходимо тщательно выверять все параметры агрегатов и просчитывать длину трубопроводов.

Просчитывая, сколько стоит провести паровое отопление, следует брать в учет цену основных узлов, вспомогательных элементов, приборов измерения и контроля. Заказывая услугу в компании, хозяину придется выложить от 300$ при условии уже закупленного оборудования, радиаторов и прочих составляющих системы.

Основные компоненты паровой системы

Оборудование и материалы:

• паровой генератор (котел);
• батареи (радиаторы);
• приборы измерения и контроля;
• насос;
• коллектор для аккумуляции конденсата;
• запорно-регулирующая арматура.

При формировании системы своими руками нужно помнить, что все элементы обязаны выдерживать крайне высокую температуру нагревания. Например, для пара не подходит мембранный расширитель с максимальной температурой +85 С, нужен накопитель с пограничными показателями температуры от +100 С.

Если система оборудована от печи, то дымоход будет засоряться чаще, поэтому чистке нужно уделять более тщательное внимание. Печь с теплообменником можно использовать для приготовления пищи, но только в холодное время года

Летом, затапливая печь, хозяин получит циркуляцию теплоносителя в системе отопления, а это неудобно, неэкономично. Специалисты рекомендуют устанавливать в кухне отдельный прибор для приготовления пищи в летнее время, а печь использовать в холодные сезоны.

Организация парового отопления от печи

Паровое отопление загородного дома можно организовать и от имеющихся печей. В этом случае используют одноконтурную отопительную схему. Разводку ее выполняют так, чтобы от печи трубопровод выходил более высоким уровнем, чем тот, который возвращается в котел.

Нужно еще учитывать, каким топливом будет отапливаться помещение. Если планируется дровяное отопление, то трубы следует ставить только металлические. Дело в том, что дровами можно разогреть теплоноситель до температуры, которую пластик просто не выдержит.

Организация печного отопления обходится дороже газового, поэтому при первой возможности нужно от него отказываться и переходить на более совершенные схемы.

Исключение — использование твердотопливного котла длительного горения. Но такие агрегаты пока в наших краях не так распространены, как газовые. Этот тип отопительного оборудования может работать на твердом и жидком топливе и позволяет снизить расходы на обеспечение комфортного микроклимата зимой. Однако этот способ обычно рассматривается лишь тогда, когда нет даже теоретической возможности провести более популярное газовое отопление.

В качестве отопительной системы для частного дома часто применяется паровая. Она обладает многочисленными преимуществами, устройство ее не столь сложное. Схема парового отопления включает специальный расширительный бак, котел для ее нагрева, трубопровод и конвектор. Ее можно подключать к водяному теплому полу, в таком случае применяются обогревочные матрасы или металлопластиковые трубы. Такой вариант позволяет довольно дешево обогреть дом. создав комфортный микроклимат.

Схема системы парового отопления со встроенным предохранительным клапаном.

Ознакомьтесь более подробно, что представляет собой устройство такой паровой системы, какие схемы можно использовать для монтажа.

Основные компоненты

Ключевой компонент системы — котел. Основным его предназначением считается преобразование воды в пар. В дальнейшем он переходит в трубопровод.

Котел должен быть достаточно мощным, чтобы потянуть одновременно два этажа

Элементами конструкции здесь считаются:

• система труб;
• коллекторы;
• барабан.

Паровое пространство

Здесь можно ставить дополнительное оборудование. Оно может быть полезно, если требуется сепарация пара. Интенсивный обмен между паром и водой — основа работы котла. Устройства для обогрева делят на водо- и жаротрубные. В последнем случае нагретые газы движутся в каналах труб, обустроенных в емкости с водой.

Водотрубные модификации работают по немного иному принципу. Здесь движется вода по каналам, построенным внутри камеры с газами. Сначала она нагревается, после чего начинает кипеть. Вода перемещается в естественном режиме внутри котла.

В любых разновидностях котлов действует одно и то же правило превращения воды в пар. Сначала жидкость проводят в резервуар, находящийся в верхней зоне устройства. Далее она перетекает в коллектор и поднимается в расположенный наверху барабан, перемещаясь через область нагрева. Внутри трубы формируется пар, идущий наверх. Он может двигаться сквозь сепаратор, где отделяется от жидкости. Дальше он переходит в паропровод.

Отопление можно без труда установить своими руками

В котле можно использовать различные варианты топлива. В соответствии с этими особенностями конструкция может быть видоизменена. Перемены могут касаться и типа работы камеры сгорания. Допустим, колосниковая решетка потребуется для тех случаев, когда задействуется твердое топливо. В то же время понадобятся особые горелки, если топливо газообразное либо жидкое. Смешанные варианты более удобны и практичны.

Радиаторы и система труб

Показатели температуры в паровой системе находятся в пределах +100…+130°С. По сравнению с водяными они намного выше. Вот почему для обустройства систем похожее оборудование применять не рекомендовано. Это касается труб из полипропилена и металлопластика. Предельные рабочие показатели указанных материалов лежат в пределах +90…+100°С, применять их строго запрещено.

Конденсат, образуемый внутри деталей, приводит к быстрому разрушению материала труб. Нельзя забывать, что сталь неустойчива к коррозии. Агрессивная среда теплоносителя усиливает этот недостаток. Необходимо соединение с помощью сварки, что требует больших временных и трудовых затрат. Лучше брать трубы из оцинкованной стали. Эти изделия противостоят повышенным температурам и предполагают использование резьбового метода для соединения. Такой подход существенно упрощает рабочий процесс. Единственное, что может послужить препятствием для приобретения таких изделий, — их высокая цена.

Еще одним идеальным вариантом считаются трубы из меди. Материал пластичный, не боится термического воздействия, прочный, не подвержен коррозии. Чтобы соединить медные компоненты, прибегают к пайке. Медный трубопровод долговечный, однако стоит дорого.

Несколько схем реализации парового отопления

Соорудить паровое отопление своими руками не трудно, однако необходимо знать возможные схемы реализации и выбрать наиболее подходящие из них. Предстоит ответить на 2 основных вопроса:

• Однотрубная или двухтрубная будет система
• Разомкнутая или замкнутая разводка

Однотрубная или двухтрубная система

Необходимо определиться, каким из двух вариантов будут прокладываться трубы по дому:

• Однотрубная система
• Двухтрубная система

Реже используют однотрубную систему, так как в ней очень трудно регулировать паровой поток. Установка дополнительных устройств значительно увеличит первоначальные затраты на отопление.

Двухтрубная система потребует большего количества труб, однако она проще в монтаже и эксплуатации. Достаточно установить на выход термостатирующий конденсатоотводчик и на вход регулирующий вентиль.

Разомкнутая или замкнутая разводка

Конденсирующая жидкость может возвращаться обратно к нагревательному элементу по одному из двух контуров:

• Разомкнутому
• Замкнутому

В разомкнутой системе конденсат поступает в бак самотеком. В последнем скопившаяся жидкость насосом подается на нагреватель. Необходимо правильно проложить трубы и выдержать уклон, чтоб вода стекала без определенных препятствий.

В замкнутой системе необходимо предусмотреть, чтоб на входе и выходе была достаточная разница давления для перетекания жидкости. При этом следует разместить паросборник таким образом, чтоб он был значительно ниже относительно отопительных радиаторов.

Приступаем к работе

Располагать отопительный конвектор необходимо под каждым из окон. Таким образом он будет препятствовать появлению холодных сквозняков, быстро обогревая воздушные потоки.

Затем производится выбор и расчет прокладываемых труб

Очень важно правильно подобрать диаметр: внутренний объем должен составлять около 2 л на квадрат. Лучше остановиться на изделиях 20-25 мм в диаметре

Установка котла рекомендуется в подвальном помещении, так как нагретый пар будет подниматься вверх. Если дополнительно совмещена водяной теплый пол – котел располагают выше половой поверхности.

Если обустраивается система «теплый пол», рекомендуется приобретать двухконтурный котел. Дом и пол должны работать независимо. Иногда умельцы около половой поверхности выводят помпу, однако такая система становится менее эффективной и более уязвимой.

Подводим итоги

Обустроить паровое отопление в частном доме способен каждый желающий своими руками, однако приступать к работе необходимо обдуманно. Потребуется взвесить все «за или против», сравнить с классической водяной системой.

Стоимость оборудования и прочих комплектующих соизмерима с затратами на классическое водяное отопление. Благодаря этому оно доступна для широкого круга хозяев частных строений. Однако специалисты все же не рекомендуют обустраивать его в доме для постоянного проживания. Оно прекрасно подходит для больших коммерческих помещений, складских и хозяйственных площадей, больших дач.

Оценка преимуществ и недостатков

Чем хороша система парового отопления? Ее относительно несложно сделать даже на базе обычной дровяной печи. Это особенно актуально в местностях, где централизованное газоснабжение отсутствует, а дрова или другое твердое топливо вполне доступны.

Пар в качестве теплоносителя значительно опережает воду. Скорость прогрева помещений у него в три раза выше. Кроме того, паровая система отопления едва ли может выйти из строя во время зимних холодов из-за отсутствия нагрева.

Если топка прогорела, вода из системы соберется в накопителе или в теплообменнике, а трубы и радиаторы останутся пустыми. При водяном отоплении промерзание теплоносителя, которым заполнен весь контур, как известно, приводит к разрыву труб.

Наконец, размеры радиаторов парового отопления должны быть значительно меньше, чем для водяных систем, поскольку количество получаемой в результате тепловой энергии возрастает в несколько раз. Это немного сократит расходы на монтаж отопительной системы дома.

Декоративные решетки для радиаторов парового отопления – это не только элемент дизайна интерьера, но и средство защиты от ожогов

На этом список преимуществ паровой системы завершается, и можно переходить к ее недостаткам, которые довольно значимы:

• высокая опасность ожогов;
• повышенный уровень шума при работе;
• сложности с регулировкой работы системы;
• необходимость приобретения дорогостоящих труб и т.п.

Нормами безопасности паровое отопление не рекомендовано для жилых помещений, поскольку представляет высокую опасность для здоровья и жизни проживающих в доме людей.

Так, рабочая температура радиаторов будет очень высокой, при прикосновении к ним можно получить серьезный ожог. Поэтому все радиаторы придется закрыть надежными декоративными решетками.

Обычные ПВХ трубы для такой системы не подойдут, поскольку они должны выдерживать высокое давление и температуру более 100 градусов. Эти же требования предъявляются и к остальным элементам системы. Трубы парового отопления должны быть медными или выполненными из оцинкованной стали.

Медные трубы – идеальный, но совсем не дешевый вариант коммуникаций для систем парового отопления. Для соединения этих труб понадобится сварочный аппарат

В любом случае этот момент бюджетным не назовешь

Вопросам безопасности должно уделяться самое пристальное внимание. Все монтажные работы, например, сварка медных труб, потребуют максимально качественного исполнения

Если соединение прорвет и в отверстие вырвется струя пара, кто-то из жильцов дома рискует получить серьезные ожоги.

Трубы из нержавеющей стали способны выдерживать такие характерные для систем парового отопления нагрузки, как высокая температура и повышенное давление в системе

Еще один недостаток отопления паром – повышенный уровень шума. Чтобы устранить эту проблему, следует правильно выполнить монтаж радиаторов. Их подвешивают на специальных антишумовых кронштейнах. Котел или печь лучше всего поставить в отдельном помещении. Кроме того, медные трубы можно поместить в толще стен, что также снизит уровень шума.

Наконец, регулировать температуру нагрева в комнатах при паровом отоплении немного затруднительно. Нельзя установить терморегулятор и просто уменьшить количество пара. Придется уменьшать количество топлива, что не всегда просто, или проветривать помещения. Перед началом работ по монтажу паровой системы отопления следует все эти моменты учесть.