Паровой котел отопления в частном доме
Паровой котел является альтернативным видом обогрева частных домов и дач. Водяное отопление зданий неправильно называют «паровым» – такая путаница в названиях связана с принципом обогрева многоквартирных домов, где внешний теплоноситель под давлением поступает от ТЭЦ к отдельным домам и передает свое тепло внутреннему носителю (воде), который циркулирует в замкнутой системе.
Паровое отопление в частном доме используется значительно реже других способов обогрева помещений. Экономически оправдано применение котла на даче или загородном доме, когда не предусмотрено круглогодичное проживание, а главную роль в отоплении играет скорость прогрева помещений и простота подготовки к консервации системы.
Возможность монтажа такого оборудования в дополнение к существующему, например, печному, является еще одним преимуществом использования пара в качестве теплоносителя.
В результате кипения воды в котлоагрегате (парогенераторе) образуется пар, который подается в систему трубопроводов и радиаторов. В процессе конденсации он отдает тепло, обеспечивая быстрый нагрев воздуха в помещении, и затем в жидком состоянии возвращается по замкнутому кругу к котлу. В частном доме такой вид отопления может быть реализован в виде одно- или двухконтурной схемы (обогрев и ГВС для бытовых нужд).
По способу разводки система бывает однотрубной (последовательное соединение всех радиаторов, трубопровод проходит горизонтально и вертикально) или двухтрубной (параллельное присоединение радиаторов). Возврат конденсата в парогенератор возможен самотеком (замкнутая схема) или принудительно при помощи циркуляционного насоса (разомкнутая схема).
Схема парового отопления дома включает в себя:
- котел;
- бойлер (для двухконтурной системы);
- радиаторы;
- насос;
- расширительный бак;
- запорно-предохранительная арматура.
Описание парового котла отопления
Ключевым элементом обогрева помещений является парогенератор, конструкция которого включает в себя:
- топку (камера сжигания топлива);
- испарительные трубы;
- экономайзер (теплообменник для подогрева воды за счет уходящих газов);
- барабан (сепаратор для разделения пароводяной смеси).
Котлоагрегаты могут работать на различных видах топлива, но лучше для частных домов использовать паровой бытовой котел с возможностью перехода с одного типа на другой (комбинированный).
Эффективность и безопасность такого обогрева помещений зависит от грамотного подхода к выбору парогенератора. Мощность котлоагрегата должна быть соизмерима с его задачами. Например, для создания оптимального микроклимата в доме, площадью 60-200м 2 , необходимо купить котел мощностью от 25кВт. В бытовых целях эффективно использовать водотрубные агрегаты, которые являются более современными и надежными.
Самостоятельный монтаж оборудования
Работы проводятся поэтапно, в определенном порядке:
1. Составление проекта с учетом всех деталей и технических решений (длина и количество труб, тип парогенератора и место его установки, расположение радиаторов, расширительного бака и запорной арматуры). Этот документ должен быть обязательно согласован с органами госконтроля.
2. Монтаж котла (производится ниже уровня радиаторов для обеспечения продвижения пара вверх).
3. Разводка труб и установка радиаторов. При прокладке на каждый метр должен быть установлен уклон около 5 мм. Монтаж радиаторов осуществляют с помощью резьбового соединения или сварки. В отзывах о паровой системе отопления опытные пользователи рекомендуют установить краны для устранения проблем при возникновении воздушных пробок и облегчения последующей эксплуатации.
4. Монтаж расширительного бака проводят на 3 метра выше уровня парогенератора.
5. Обвязка котлоагрегата должна осуществляться только металлическими трубами одинаковым диаметром с выходами от котла (нельзя использовать переходники). Отопительный контур замыкается в агрегате, при этом желательно установить фильтр и циркуляционный насос. В нижней точке системы необходимо установить узел слива, чтобы легко можно было опорожнить трубопровод для ремонтных работ или консервации конструкции. На котлоагрегат обязательно монтируются необходимые датчики, контролирующие процесс и обеспечивающие безопасность.
6. Тестирование системы парового отопления лучше проводить в присутствии специалистов, которые смогут не только выполнить все процедуры согласно действующим нормам и стандартам, но и устранить какие-либо недочеты и неточности схемы монтажа своими руками.
Принцип работы парового котла
В первую очередь нужно понять, что называется паровым котлом. Паровой котел – это устройство, генерирующее пар. Существует два вида вырабатываемого пара – насыщенный и перегретый. Температура насыщенного составляет 100 градусов, а давление – 100 кПа. Перегретый пар разогревается вплоть до 500 градусов, а величина давления при этом может превышать 26 МПа. Насыщенный пар используется в агрегатах бытового назначения, а перегретый ввиду своих особенностей применим только на объектах промышленного масштаба.
Сырьем для создания пара является вода, которая перерабатывается в котле, работающем на любом виде топлива. Созданный пар в процессе работы преобразуется в теплоноситель, доставляющий тепловую энергию на участок его применения.
Независимо от особенностей конструкции конкретного устройства, общий принцип работы парового котла всегда остается неизменным:
- Первым делом воду проходит этап очистки и направляется в резервуар (обычно находящийся в верхней части устройства) при помощи электрического насоса;
- Накопленная в резервуаре вода поступает в трубы, ведущие к расположенному ниже коллектору;
- Из коллектора вода направляется вверх, поступая в зону нагрева;
- В трубе вода преобразуется в пар, выходящий вверх за счет разницы давлений жидкости и газа;
- В верхней части конструкции располагается сепаратор, позволяющий отделить пар от воды и отвести излишки последней в резервуар;
- Пар направляется в трубопровод и отправляется к потребителям;
- В парогенераторах этап нагрева осуществляется еще раз для достижения паром необходимого состояния.
Чтобы хорошо понять, как работает паровой котел, нужно также рассмотреть особенности его конструкции, о чем речь пойдет дальше.
Общие правила обустройства паровой системы
Система отопления со встроенным предохранительным клапаном.
Начинают проводить паровое отопление с разработки его плана, на котором обозначают места установки котла, батарей или радиаторов, трубопроводов, выпускного клапана, других приборов. Нужно рассчитать общую длину труб, количество фитингов (тройников, отводов, кранов и т.п.). Учитывая условия использования, нужно покупать сертифицированное оборудование.
В зависимости от способа возвращения конденсата, есть открытые (разомкнутые) системы, в которых он сначала накапливается в предназначенном для этого резервуаре, а потом вода насосом закачивается для повторного использования, замкнутые или закрытые системы отопления. Есть также закрытые (замкнутые) системы, в которых конденсат под действием силы притяжения стекает к котлу по широким трубам.
Для начала выбирают котел. Устройство такого котла очень сложное, вода в нем постоянно перемешивается принудительно или из-за особенностей конструкции котла. Котлы могут быть одноконтурными, в которых нагревают воду для отопления, и двухконтурными, в которых второй контур предназначен для подогрева воды для бытовых нужд. Устанавливают котел на уровне, который ниже уровня трубопроводов, что обеспечит лучшую проводимость пара к батареям и возврата конденсата к нему. Возможность котла обогревать определенную площадь определяется не мощностью, а количеством пара, образованного им за единицу времени. В среднем это от 5 кг в час. Следует помнить, что котел — это прибор с внутренним давлением, которое не очень большое. По мощности на каждые 10-12 м2 нужно 1 кВт мощности котла.
Схема устройства и монтажа отопления.
Кто хоть раз делал водяное отопление, знает, что система может быть одно- и двухтрубной. То же самое и в паровом. В случае однотрубной системы отопление экономично и выгодно и внешне неплохо выглядит. Трубы кладутся с наклоном к горизонту, и тогда и пар, и конденсат движутся по одной трубе: пар по верхней их части, а конденсат — по нижней в противоположном направлении. Поэтому трубы должны быть широкими, а радиаторы соединены последовательно. Более современной является двухтрубная схема, в которой пар подается по верхней трубе, а конденсат отводится по нижней трубе. При этом используются трубы малого диаметра, радиаторы подключаются параллельно и есть возможность полностью или частично перекрывать вентилями те или иные радиаторы.
Наилучшим материалом для труб является медь, и, даже несмотря на то что это дорого, затраты того стоят, поскольку такие трубы очень хорошо противостоят как наружной, так и внутренней коррозии. Можно трубопроводы сделать из труб, изготовленных из стали или чугуна, но пар — это довольно агрессивная среда, поэтому срок эксплуатации их намного ниже. Пластиковые трубы в таких системах никогда не используются.
Нормы и требования к автономному отоплению
Перед проектированием отопительной конструкции необходимо заглянуть в СНиП 2.04.05-91, где изложены основные требования к трубам, обогревательным приборам и запорной арматуре.
Общие нормы сводятся к тому, чтобы обеспечить в доме комфортный микроклимат для проживающих в нем людей, правильно оборудовать систему отопления, предварительно составив и утвердив проект.
Многие требования сформулированы в виде рекомендаций в СНиП 31-02, который регламентирует правила строительства одноквартирных домов и обеспечения их коммуникациями.
Отдельно оговариваются положения, связанные с температурой:
- параметры теплоносителя в трубах не должны превышать отметки +90ºС;
- оптимальные показатели находятся в рамках +60-80ºС;
- температура наружной поверхности нагревательных приборов, находящихся в зоне прямого доступа, не должна превышать 70ºС.
Трубопроводы систем отопления рекомендовано устраивать из латунных, медных, стальных труб. В частном секторе преимущественно используются полимерные и металлопластиковые трубные изделия, допущенные к применению в строительстве.
Трубопроводы контуров водяного отопления чаще всего прокладываются открытым способом. Скрытая прокладка допускается при устройстве “теплых полов”
Способ прокладки отопительного трубопровода может быть:
- Открытым. Предполагает прокладку по строительным конструкциям с креплением клипсами и хомутами. Допускается при устройстве контуров из металлических труб. Использование полимерных аналогов разрешено, если исключается их повреждение от термического или механического воздействия.
- Скрытым. Предполагает прокладку трубопроводов в штробах или каналах, выбранных в строительных конструкциях, в плинтусах или за защитно-декоративными экранами. Замоноличивание контура допускается в постройках, рассчитанных минимум на 20 лет эксплуатации и при сроках службы труб не менее 40 лет.
В приоритете открытый способ прокладки, потому что проектирование трассы трубопровода должно предусматривать свободный доступ к любому элементу системы для проведения ремонта или замены.
Трубы скрывают в редких случаях, только тогда, когда подобное решение продиктовано технологической, гигиенической или конструктивной необходимостью, например при устройстве “теплых полов” в бетонной стяжке.
При прокладке трубопровода систем с естественным движением теплоносителя необходимо соблюдать уклон 0,002 – 0,003. Трубопроводы насосных систем, внутри которых теплоноситель движется со скоростью не менее 0, 25 м/с, не нуждаются в обеспечении уклонов
При открытой прокладке магистрали участки, пересекающие неотапливаемые помещения, должны быть обеспечены теплоизоляцией, соответствующей климатическим данным региона строительства.
Трубопроводы автономного отопления с естественным типом циркуляции должны устанавливаться в сторону движения теплоносителя, чтобы нагретая вода самотеком достигала батарей, а после остывания тем же способом двигалась по магистрали обратки в котел. Магистрали насосных систем сооружаются без уклона, т.к. в нем нет необходимости.
Оговаривается использование различных типов расширительных баков:
- открытые, применяемые для систем как с насосным, так и с естественным принуждением, следует устанавливать над главным стояком;
- закрытые мембранные устройства, применяемые исключительно в принудительных системах, устанавливаются на обратной магистрали перед котлом.
Расширительные бачки предназначены для компенсации теплового расширения жидкости при нагревании. Нужны они для сброса излишков в канализацию или банально на улицу, как в случае с простейшими открытыми вариантами. Закрытые капсулы практичней, потому что не требуют участия человека в регулировке давления системы, но дороже.
Расширительный бачок открытого типа устанавливается в наивысшей точке системы. Кроме обеспечения резерва для расширения жидкости на него еще возложена задача отведения воздуха. Закрытые бачки ставят перед котлом, для отведения воздуха используют воздухоотводчики и сепараторы
При выборе запорной арматуры предпочтение отдается шаровым кранам, при выборе насосной установке – оборудованию с напором до 30 кПа и производительностью до 3,0 м3/ч.
Бюджетные открытие разновидности необходимо периодически пополнять из-за стандартного выветривания жидкости. Под их установку необходимо существенно усиливать чердачное перекрытие и утеплять чердак.
Радиаторы и конвекторы рекомендуется монтировать под окнами, в удобных для обслуживания местах. Роль нагревательных элементов в ванных комнатах или санузлах могут играть полотенцесушители, подключенные к отопительным коммуникациям
Печное отопление с теплоносителем
Очень удачной вариацией традиционного печного отопления считается система с водяным контуром. Она успешно сочетает в себе достоинства водяного и печного отопления, что позволяет ей равномерно и рационально распределять тепло по помещению. При этом такая система способна обогревать одновременно несколько комнат.
Устройство печи с водяным котлом
Печь, использующаяся в такой системе, работает по типу твердотопливного котла. Однако в отличие от него она нагревает не только теплоноситель, но и собственные стенки и дымовые каналы, которые так же участвуют в обогреве помещения. Таким образом печное отопление с водяным контуром обеспечивает передачу тепла к радиаторам только в процессе топки. Однако разогретая поверхность печи излучает тепло до полного остывания.
Схема работы печного отопления с водяным контуром — простая однотрубная система
Регистр: назначение и устройство
Основное конструктивное отличие печи для отопления с теплоносителем – наличие так называемого регистра или теплообменника или змеевика. Так называют деталь, установленную в топливнике, по которой циркулирует теплоноситель. Именно к ней подключается традиционная система водяного отопления.
Конструкция детали может быть самой разнообразной, главное, чтобы она обеспечивала максимальную из всех возможных температур находящегося в ней теплоносителя и не препятствовала постоянной и равномерной его циркуляции.
Форма регистра может быть различной и, скорее всего, его вам придется делать на заказ
Для изготовления регистра используется листовая сталь толщиной от 3 до 5 мм или металлические трубы. Большой популярностью пользуются теплообменники из листовой стали, которая достаточно проста в обработке. Кроме того такие изделия относительно легко очистить от продуктов сгорания. Основной недостаток – небольшая площадь нагрева, что их невыгодно отличает от регистров, выполненных из металлических труб. Чаще всего змеевики изготавливаются по заказу, под определенную модель и размеры печи. В некоторых случаях их даже можно сделать самостоятельно.
5 Монтаж отопления – неужели это просто?
Монтируя паровое отопление своими руками, учитывайте размеры отапливаемой площади, количество и расположение радиаторов, запорно-регулирующей аппаратуры, фильтров и других элементов, необходимых для обеспечения нормального функционирования системы. Циркуляционный насос и паровентиляторы должны подбираться так, чтобы обеспечить эффективную циркуляцию теплоносителя
Важно принять во внимание, где будет размещать оборудование и как далеко будет расположен паровой котел
Монтаж парового отопления
Чтобы сделать паровое отопление самостоятельно, необходимо приготовить следующее оборудование и материалы:
- паровой генератор (котел);
- трубы для прокладки магистрали;
- радиаторы;
- контрольно-измерительные приборы;
- запорно-регулирующую арматуру.
В проектной документации должна быть указана длина труб, их количество и диаметр, а также используемые радиаторы или другие нагревательные элементы. Все это необходимо нанести на бумагу в виде схемы с подробным описанием всех нюансов. Когда проект и схема готовы, приступаем к монтажу. Монтируется система строго по схеме.
- 1. На первом шаге подготавливаем поверхности, к которым будет крепиться оборудование. На стенах монтируем крепления, на которых будут держаться радиаторы. Затем крепим отопительные приборы на стены. Располагать их следует под окнами, чтобы исключить появление холодных сквозняков: воздушные потоки, поступающие извне, будут сразу же нагреваться. Кроме того, это исключит запотевание окон и сдвинет «точку росы».
- 2. Далее устанавливаем котел (парогенератор) на бетонное основание. Пол изолируем пожаробезопасным материалом. Его лучше разместить в подвале, так как пары поднимаются вверх (или в гараже). Если планируется устройство теплых полов, то лучше купить двухконтурный котел, который будет разделять работу для дома и полов. В этом случае парогенератор располагаем выше половой поверхности.
- 3. Расширительный бак устанавливаем с помощью специальных креплений в наивысшей точке системы отопления, его нужно включить в магистраль между парогенератором и радиаторами. По рекомендациям специалистов устанавливать открытый бак следует на самом близком расстоянии к отопительному котлу.
- 4. На следующем этапе монтируем трубопровод. Начинать разводку будем с парогенератора. Трубу от него подводим к первому отопительному прибору, при необходимости обрезаем ее, если она слишком длинная. Затем соединяем все вводы и выводы. Аналогично делаем подключение трубы к следующему прибору, пока не соединим в единую магистраль все отопительные части. Трубы монтируются с наклоном 3 мм на метр для естественной циркуляции.
- 5. Каждую батарею оборудуем краном Маевского, чтобы можно было удалять образовавшиеся воздушные пробки, которые будут мешать эффективной работе системы.
- 6. Перед парогенератором устанавливаем накопительный бак, в котором будет собираться конденсат, а потом под естественным уклоном вода будет перетекать в отопительный котел.
- 7. Магистраль замыкаем на отопительном котле, создавая, таким образом замкнутый контур. На котле устанавливаем фильтр, он будет задерживать частицы грязи, содержащиеся в воде, и по возможности циркуляционный насос. Патрубок, идущий от насоса к котлу, должен быть диаметром меньше, чем остальные трубы.
- 8. На выходе из котла монтируем контрольно-измерительные приборы: манометр и клапан сброса.
- 9. В систему включаем узел слива/залива для откачивания теплоносителя из системы по окончании отопительного сезона или при ремонте.
- 10. После окончания монтажа проверяем систему на работоспособность и наличие течи. Устраняем все обнаруженные неполадки.
Использование парового отопления дешевле водяного, но в жилых помещениях его не рекомендуют устанавливать из-за опасности возникновения аварийной ситуации в случае порыва.
Паровое отопление своими руками
Обустройство парового отопления состоит из двух этапов – проектировки и собственно установки.
Этап 1. Проектирование системы
Проектирование системы
Еще раз напоминаем об особенностях использования пара в качестве теплоносителя – это высокая температура трубопровода и радиаторов, а также повышенная аварийность. Когда все за и против взвешены, можно начинать работу. Вначале создается проект будущей системы.
Котел
Котел дровяной
Вначале определяется требуемая мощность теплового генератора. При этом учитывается площадь дома – если она не превышает 200 м², то вполне достаточно прибора мощностью в 25 кВт, но если она колеблется между 200 м² и 300 м², то потребуются минимум 30 кВт. Исходя из этой информации, подбирается котел. При покупке следует учитывать приведенные ниже факторы:
- тип топлива, которое будет использоваться;
- возможность нагрева воды для бытовых нужд.
Отопительная схема
Двухпроводная система с верхней разводкой
Однопроводная система с нижней разводкой
Схема открытой системы отопления
Со схемой также нужно определиться заранее. Выбор того или иного варианта зависит от:
- площади обогреваемого помещения;
- условий для установки отопительных приборов;
- необходимого количества этих приборов.
Словом, это достаточно сложный выбор, в котором поможет приведенный ниже видеоматериал.
Трубы
Для парового отопления недопустимо применение обычных сантехнических труб ввиду высокой температуры всей системы
По этой причине выбору труб следует уделить большое внимание, пускай он и небольшой
Медные трубы
- Преимуществом стальных труб считается устойчивость к агрессивным средам и механическому воздействию, недостатком – подверженность коррозии. Для их установки требуется сварочный аппарат.
Стальные трубы
Оцинкованные изделия сочетают в себе положительные качества предыдущих – они не ржавеют и стоят относительно недорого. Состыковка труб осуществляется резьбовым соединением.
Оцинкованные изделия
С целью облегчения монтажных работ на этапе проектировки нужно определить:
- длину трубопровода;
- места установки распределителей, разветвлений магистрали, переходников и проч.
Цена вопроса
После составления проекта определяются будущие затраты. Трудно сказать, во сколько обойдется оборудование подобной системы, без привязки к отопительным приборам, объемам работ и конкретным условиям. Отметим лишь, что, по мнению экспертов, паровое отопление в любом случае обойдется дешевле обычного водяного.
Этап 2. Монтажные работы
Шаг 1. Вначале на основании эскиза чертится точная схема разводки.
Схема разводки отопления
Шаг 2. Далее устанавливаются радиаторы. Их рекомендуется размещать под окнами – это позволит не только обогреть стекло, но и предотвратить запотевание и, как следствие, смещение «точки росы».
Подключение многосекционного радиатора
Установка радиатора отопления
Установка радиатора отопления
Далее устанавливаются радиаторы
Шаг 3. Крепится расширительный бак. Его необходимо подключить к трубопроводу, ведущему от теплогенератора до радиаторов. Еще один важный момент: бак нужно установить в наивысшей точке отопительной системы.
Крепление расширительного бака
Крепление расширительного бака
Он может быть закрытым и открытым, с переливом и без него.
Шаг 4. Производится установка трубопроводов. Это происходит следующим образом: труба подводится к радиатору, обрезается при необходимости, после чего соединяются выводы и вводы. Затем труба аналогичным образом подводится от первого радиатора ко второму, затем от второго к третьему и т. д.
Шаг 5. Контур замыкается, то есть подводится к началу – теплогенератору
Важно, чтобы котел был оборудован фильтром и (при необходимости) циркуляционным насосом
Вихревой теплогенератор
Шаг 6. Далее нужно установить сам котел. Довольно часто к загородным домам примыкают автомобильные гаражи. Отопительный прибор можно установить в одном из таких гаражей.
Монтаж отопительного котла
В таком случае установка теплогенератора ничем не отличается от аналогичной процедуры в жилом помещении. При этом узел залива/слива можно оборудовать на любом участке магистрали. Данный узел необходим для слива теплоносителя по окончании отопительного сезона или же перед ремонтом системы.
Шаг 7. Проводится тестирование всех отопительных приборов. Если они новые, то для пробного запуска желательно пригласить специалиста.
Выбор котела
Одним из важнейших элементов, обустраивая паровое отопление в частном доме, является отопительный котел, который должен быстро разогревать воду до состояния парообразования. Основной акцент необходимо сделать на его выборе.
Самый главный критерий– мощность оборудования. Она зависит от отапливаемых площадей. Глядя в техническую документацию, рекомендуется придерживаться следующих соотношений:
- До 200 кв. м. – около 25 кВт
- До 300 кв. м. – около 30 кВт
- До 600 кв. м. – около 50 кВт
Чтоб не ошибиться наверняка, рекомендуется выбирать мощность котла следующим образом: 10 кВт на каждые 100 кв. м. отапливаемых помещений.
Ключевым элементом отопительного оборудования является барабан, предназначенный для крепления измерительных приборов контроля за рабочими показателями, трубопроводной системы и автоматических предохранителей.
Также стоит обратить внимание на рабочий вид топлива – от него будут зависеть расходы на отопление. Широкую популярность начинают набирать электрические модели, прекрасно подходящие для регионов с ночным тарифом
Комбинированные установки дают возможность использовать твердотельные или жидкие виды топлива.
Если говорить о моделях, работающих на природном газе – они получили наименьшее распространение. Являясь одним из самых доступных энергоносителей, гораздо выгоднее обустроить с его помощью классическое водяное отопление.
