Сантехник ...: Паровое отопление — принцип работы, достоинства и недостатки

Необходимость отапливать своё жилище возникла уже у первобытного человека. Система отопления имеет своё развитие и историю. В качестве источника тепла использовался костёр.

В Древнем Риме применяли систему гипокауст: через ниши в стенах проходил горячий пар или продукты горения. В дальнейшем жилища стали выстраивать камины и печи, в которых сжигали дрова и уголь.

В конце 18 века инженером-механиком Джеймсом Ваттом была изобретена паровая машина. Её появление стало революционным толчком в промышленном производстве.

На своей фабрике Джеймс Ватт создал обогрев на основе пара. Это была первая система парового отопления. Произошло это в 1770 г., в Англии. В 19 в. данная методика была использована для централизованного обогрева многоэтажных домов.

Паровое отопление считается одним из самых опасных, тем не менее продолжает применяться в различных условиях. В статье мастер сантехник расскажет, каков принцип работы парового отопления, его плюсы и минусы.

Как работает паровое отопление

Несмотря на то, что первую систему парового отопления создали в Европе, русский инженеры подхватили эту идею. В 1816 г, в Петербурге оборудовали обогрев теплицы паром. К 1900 г большинство элитных и доходных домов имели централизованное отопление, водяное или паровое.

Паровое отопление подразумевает обогрев помещения с помощью пара. Он заменяет в трубах и радиаторах воду.

Принципиальная схема парового отопления заключается в следующем:

В котле находится вода. Она подогревается с помощью горелки.
При закипании образуется пар, который нагнетается в трубы и в радиаторы помещения.
Отдавая тепло, пар охлаждается, преобразуясь в конденсат.
Конденсат оседает на нижней стенке трубы.
Трубу устанавливают под небольшим наклоном к котлу, чтобы конденсат вновь попал в котёл.
Процесс повторяется.

Принцип работы парового отопления не сложен, но для топки, в которой нагревается вода, рекомендуют оборудовать отдельное помещение, котельную. Стены сооружают из огнеупорного материала. Они должны выдержать 75 мин. под воздействием огня. Материал для двери должен выдержать не менее 30 мин. воздействия огня. В котельной обязательно предусматривают вентиляцию.

Достоинства и недостатки

Использовать паровое отопление можно лишь в исключительных случаях. При этом нужно учитывать некоторые плюсы и минусы оборудования. К положительным качествам можно отнести:

Эффективность и оперативность теплоотдачи. Через несколько минут с момента запуска прибора происходит обогрев помещения.
Система способна отдавать при образовании пара КПД более 2300 кДж, в то время как обычный водяной котёл при остывании всего 100 кДж.
Не требует обустройства специальных радиаторов: можно обойтись с помощью нескольких трубок.

Минусов больше, и они достаточно серьезные:

Оборудование запрещено для использования в общественных помещениях и многоквартирных домах. Это связано с тем, что при неправильном обращении велик риск взрыва.
Из-за быстрого нагрева происходит слишком активная циркуляция теплого воздуха в помещении, что уничтожает всю влагу и поднимает пыль.
Элементы системы нагреваются до критических температур, поэтому считаются травмоопасными и требуют специальной отделки.
Подходит не для всех видов отделки в помещении. Большинство современных строительных материалов легко поддаются деформации под воздействием высоких температур.
Отсутствует возможность регулировать теплоотдачу. Чтобы сделать в помещении комфортную температуру, необходимо дополнительно обустраивать ветки отопления и включать их по мере необходимости.
Во время нагрева пара создается сильный шум, который невыносим для домашних условий.
Наблюдаются постоянные колебания температуры в комнате, так как в системе устроена автоматика, которая по мере нагрева отключает рабочий механизм.

Будьте осторожны при эксплуатации паровых радиаторов. Любой контакт с холодной водой может стать причиной разгерметизации системы (лопнет металл).

Где применяется

Область использования данного варианта отопления довольно узкая. Такие агрегаты допустимы для эксплуатации в производственных цехах, частных домах при условии соблюдения техники безопасности.

Паровое отопление в частном доме будет уместно, если его использовать кратковременно, так как слишком сильно сушит воздух. В зимний период такое оборудование можно оставлять без присмотра. В системе минимальное количество воды, поэтому риск взрыва и разгерметизации не велик.

Несколько схем реализации парового отопления

На практике можно встретить достаточно большое количество вариаций парового отопления. По количеству труб выделяют одно и двухтрубные разновидности паровых систем. В первом случае пар движется по трубе непрерывно.

В первой части своего пути он отдает тепло батареям и постепенно переходит в жидкое состояние. Дальше он двигается как конденсат. Чтобы не возникло препятствий на пути теплоносителя, диаметр трубы должен быть достаточно большим.

Значимым недостатком однотрубной системы является разница в нагреве радиаторов. Те, что расположены ближе к котлу, греются больше. Те, что дальше – меньше. Но заметной эта разница будет только в больших по площади зданиях. В двухтрубных системах пар движется по одной трубе, конденсат уходит по другой. Таким образом удается сделать равной температуру во всех радиаторах.

Но при этом значительно увеличивается расход труб. Как и водяное, паровое отопление может быть одно или двухконтурным. В первом случае систему используют только для отопления помещений, во втором – еще и для нагрева воды для бытовых нужд. Различается и разводка отопления.

Практикуется три варианта:

С верхней разводкой. Магистральный паропровод прокладывается выше приборов отопления, от него опускаются трубы к радиаторам. Еще ниже, у самого пола укладывается конденсатопровод. Система является наиболее стабильной и простой в реализации.
С нижней разводкой. Магистраль размещается ниже приборов парового отопления. В результате по одной и той же трубе, которая должна быть несколько большего, чем обычно диаметра, в одном направлении движется пар, а в противоположном – конденсат. Это провоцирует гидроудары и разгерметизацию конструкции.
Со смешанной разводкой. Труба паропровода монтируется немного выше уровня радиаторов. Все остальное – как в системе с верхней разводкой, благодаря чему удается сохранить все ее преимущества. Главный недостаток – высокая травмоопасность по причине легкого доступа к раскаленным трубам.

При обустройстве схемы с естественным принуждением нужно помнить, что паропровод монтируется с небольшим уклоном в направлении движения пара, а конденсатопровод – конденсата.

Уклон должен быть 0,01 — 0,005, т.е. на каждый погонный метр горизонтальной ветки должно приходится 1,0 — 0,5 см уклона. Наклонное положение паро- и конденсатопроводов избавит от шума проходящего по трубам пара и обеспечит свободное стекание конденсата.

По уровню внутреннего давления системы различают:

Низкого давления

Различные схемы паровых систем отличаются по способу присоединения радиаторов, расположению паропроводов и конденсатопроводов. Рассмотрим вариант системы низкого давления. Возникающее в котле давление способствует передвижению пара, который поступает в стояк, а затем в разводящий паропровод. От него отходят стояки, ведущие к отопительным элементам. К радиаторам подключают паровые подводки с регулировочными кранами. Пар поступает в отопительные элементы, охлаждается от соприкосновения со стенками прибора, отдавая тепло. В процессе выделяется конденсат, который через конденсатопроводы отправляется опять в котел.

В системе низкого давления конденсирующая жидкость может возвращаться обратно к нагревательному элементу по одному из двух контуров:

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.

Высокого давления

Системы высокого давления в начальной точке паропровода имеют давление пара выше 0,7 кгс/см². Они бывают только с замкнутым контуром.

Вакуум-паровые

Вакуум-паровые системы работают при помощи насоса. Он способствует созданию низкого давления в котле и перемещению пара, а впоследствии конденсата по системе.

Организация парового отопления

Отопление паром имеет разный источник топлива. Это может быть природный газ, жидкое или твердое топливо. Перед обустройством желательно правильно выбрать нагреватель и комплектующие к нему.

Выбираем подходящие трубы

Среди большого ассортимента труб при обустройстве парового отопления используются только металлические варианты. Они не деформируются под воздействием высокой температуры. Среди них преобладают бюджетные стальные. Однако при сильной влажности на поверхности быстро образуется коррозия.

Допускается использовать оцинкованные или медные патрубки. Последние стоят дорого, требуют пайки для герметичного соединения, при этом считаются максимально надежными. Они намного эффективнее отдают тепловую энергию в помещение. При этом являются очень горячими.

Выбор котла

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.

Общие сведения о монтаже

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

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

Для топки, в которой нагревается вода, рекомендуют оборудовать отдельное помещение, котельную. Стены сооружают из огнеупорного материала. Они должны выдержать 75 мин. под воздействием огня. Материал для двери должен выдержать не менее 30 мин. воздействия огня. В котельной обязательно предусматривают вентиляцию.

Срок службы

Долговечность эксплуатации парового отопления зависит от соблюдения требований безопасности

Срок эксплуатации отопления парового типа зависит от соблюдения требований безопасности. Обычно при правильной настройке и запайке системы конструкция служит не один десяток лет. Однако при скачках давления внутри труб возможны неполадки в работе котла и его составляющих.

Применяя стальные трубы для обогревателя, стоит помнить, что они прослужат недолго. В носителе будет циркулировать горячий и влажный пар. Это оптимальные условия для развития коррозии и появления ржавчины. Часто такая проблема возникает именно на швах.

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.

Видео

В сюжете - Принцип работы парового энергетического котла