(495) 766-86-01603-971-803
Мы работаем по выходным - тел. 8-926-197-21-13
 

Как сделать отопление паровое


Паровое отопление своими руками - монтаж парового отопления

Все больше людей убеждаются, что автономный способ обогрева квартиры или дома является более экономичным, чем централизованный. Паровое отопление своими руками – одна из сложных задач, но вполне выполнимая, если иметь элементарные навыки работы с электроинструментом. Еще до работ по монтажу необходимо произвести расчеты и закупку необходимых составляющих.

Суть вопроса

Водяное отопление

Некоторые путаются и считают, что на самом деле правильное название такой системы – водяное отопление, а приставка «паровое» осталась с прошлых времен, когда отопление осуществлялось за счет промышленных котельных, которые производили большие объемы пара. На самом деле и сегодня присутствуют котлы, которые обеспечивают отопление помещений при помощи преобразования жидкости в два агрегатных состояния. Сильными сторонами этого решения являются:

  • двойная передача тепла – путем конвекции, а также инфракрасного излучения;
  • минимальные потери в теплообменнике при передаче энергии от источника;
  • высокая надежность;
  • отсутствует опасность разморозки системы в холодное время года;
  • возможность применения в любое время года;
  • продолжительный срок службы без сбоев.

Некоторыми недостатками являются:

  • относительно высокая температура труб и радиаторов;
  • серьезные последствия при прорыве;
  • некоторые сложности при монтаже;
  • высокая подверженность коррозии.

Суть функционирования и высокого КПД заключается в том, что пар, проходя по магистрали, конденсируется и оседает, при этом выделяется большое количество тепловой энергии. При одинаковых затратах топлива, такая система будет намного эффективнее схожей по протяженности водяной.

Обычно для того чтобы обеспечить безопасность пользователей, в современных котлах действуют определенные ограничения. Например, максимальная температура, до которой нагревается пар, составляет 130º C, а высшая точка, которой достигает давление — 6 атмосфер.

Разновидности систем

Все виды систем разделяют на одноконтурные и двухконтурные. В первом варианте вся мощность котла используется для разогрева носителя, который будет принимать участие в повышении температуры воздуха внутри помещения. Во втором варианте присутствует дополнительный теплообменник, в котором производится нагрев проточной воды, что позволяет использовать ее для бытовых нужд. При реализации второго варианта стоит помнить, что понадобится осуществить подвод дополнительных коммуникаций в котельную и их возврат обратно в жилое помещение.

Разные системы отопления

По способу циркуляции носителя, как и в случае с водяными системами, различают:

  • Естественной циркуляции или закрытые. В этом случае после конденсации вода под влиянием гравитации естественным током без насоса возвращается к котлу, где снова преобразуется в пар и используется.
  • Принудительной циркуляции или разомкнутые. В этом случае вода не сразу попадает обратно в нагреватель. Вначале она собирается в специальный резервуар, из которого при помощи насоса подается для дальнейшего перевода в газообразное состояние.

По уровню давления внутри выделяют:

  1. Атмосферные. В них значение давления в несколько раз превышает атмосферное, что при аварии может стать причиной серьезных травм. Кроме того, в такой системе излучатели разогреваются до высокой температуры, а оседающая пыль пригорает и выделяется неприятный запах.
  2. Вакуумные. Для реализации этого варианта вся магистраль должна быть герметичной. При помощи специального насоса внутри создается вакуум. Результатом этого является перевод воды в газообразное состояние при более низких температурах, что повышает безопасность.

По способу разводки труб выделяют:

  • Однотрубные. Пар непрерывно движется по одной трубе. На первой половине пути он отдает свою энергию радиаторам, постепенно переходя в жидкое состояние. При этом температура излучателей, которые находятся ближе к котлу, будет выше, чем тех, которые находятся в конце контура. В этом случае понадобятся трубы большого диаметра, чтобы не возникало никаких препятствий.

Однотрубная система отопления

  • Двухтрубные. Пар подается по одной трубе, а конденсат возвращается по другой. При этом носитель достигает всех приборов, практически не теряя температуру. Такой вариант будет актуален для больших домов, в которых есть несколько этажей. Если помещения небольшие, в ней нет смысла, это только увеличит общую стоимость проекта.

Двухтрубная система отопления

Вакуумные системы еще находятся на стадии тестирования. При их использовании будет необходимо постоянное наличие электрической энергии, т.к. вакуумный насос функционирует практически непрерывно.

Выбор котла

Выбор котлов

Для того чтобы правильно подобрать отопительный прибор, первым делом необходимо посчитать площадь, которая будет прогреваться. Чтобы сделать это, надо вычислить площадь каждой отдельной комнаты, умножив ширину на длину. После этого все результаты необходимо сложить, конечная цифра и будет искомым значением. Важно помнить, что это справедливо для высоты потолков до 3 м, если она больше, тогда необходимо делать дополнительный запас по мощности.

  • Для общей площади до 200‒300 м2 хватит производительности в 25‒30 кВт.
  • Для 400‒600 м2 — 35‒60 кВт;
  • 600‒1200 м2 — 60‒100 кВт.

Следующим этапом будет выбор топлива. Паровые котлы с легкостью функционируют от таких источников:

  • Жидких. Это может быть, например, дизельное топливо или отработанное масло. При использовании такого варианта обязательным будет размещение агрегата в отдельном помещении. Это поможет избежать вдыхания вредных испарений и их негативного влияния на здоровье.
  • Твердых – дров, угля, торфа и всего, что может гореть с выделением большого количества тепла.
  • Газообразных. Обычно это природный или сжиженный газ.
  • Электрических.

В некоторых случаях твердотопливные решения обходятся значительно дешевле, но стоит учитывать не только затраты на топливо, но также и время, которое будет затрачено на растопку. В этом случае оно может достигать нескольких часов, при этом необходимо постоянно пополнять топку, чтобы поддерживать температуру на должном уровне.

Некоторые производители комбинируют различные виды топлива. Например, они объединяют топку для загрузки твердого топлива и обеспечивают наличие ТЭНа. При этом эффективность не падает, но получается экономить на расходе, а значит, и на оплате.

Выбор труб

Виды труб

При выборе многое будет зависеть от планируемого бюджета. Что можно сказать однозначно – для систем такого типа ни в коем случае не используются трубы из полипропилена. Объясняется это их неустойчивостью к высоким температурным режимам. Выбирать нужно будет из следующих вариантов:

  • Стальные трубы. Для их монтажа потребуется сварочный аппарат. Они устойчивы к высоким значениям давления и температуры. Положительной стороной также является доступная цена и распространенность. Недостаток — высокая подверженность коррозии.

Прямошовная труба из стали

  • Оцинкованные трубы. Включают в себя все преимущества стальных, плюс здесь компенсирован недостаток коррозионной неустойчивости. Сочленение производится при помощи резьбовых соединений, поэтому сварочные работы не требуются.

Оцинкованные трубы

  • Медные. Являются идеальным вариантом. Но они значительно дороже по стоимости, кроме того, для их монтажа потребуются особые навыки по пайке данного материала.

Медные трубы

При монтаже трубы могут быть спрятаны в стены или пол. Но при этом важно учитывать, чтобы строительный материал был устойчив к термическим воздействиям.

Дополнительные узлы

Чугунные батареи

Кроме котла и труб для магистрали потребуются обязательные элементы, без которых не обойтись:

  • Радиаторы. Это могут быть чугунные батареи, стальные изделия или трубы с ребрами. Устанавливать их лучше под окнами. Таким образом образуется тепловая пробка, которая отсекает холодный воздух. Это будет препятствовать и образованию конденсата на стеклах.
  • Фитинги. Различные соединительные элементы: муфты, уголки, отводы, переходники, которые потребуются при монтаже трубопровода.
  • Редукционно-охладительная установка. Осуществляет перевод пара в жидкое состояние.
  • Редуктор. Предназначен для регулировки давления в системе.
  • Расширительный бак. Лучше применять элемент открытого типа. Если есть желание поставить герметичный бачок, тогда его необходимо оборудовать манометром и клапаном сброса давления. Если этого не сделать, то это может привести к его выходу из строя.
  • Емкость для сбора конденсата.
  • Циркуляционный насос. Для систем с принудительным перемещением жидкости.
  • Гидравлический затвор. Будет необходим в случае, когда нужно осушить систему для ее ремонта или замены каких-либо составляющих.
  • Фильтр. Будет необходим для удаления твердых включений перед попаданием воды в котел. Это необходимо, чтобы ничто не уменьшало производительность.
  • Краны Маевского.

В систему парового отопления возможен монтаж бойлера косвенного нагрева. При этом понадобится клапан на три входа. Он подключается к терморегулятору и перенаправляет движение теплоносителя.

Подготовительные работы

Схема системы отопления в доме

Первым делом необходимо будет составить чертеж. На лист бумаги наносится план здания, в котором будет осуществляться монтаж. Определяется местонахождение котла. Желательно для него выделить отдельное помещение. Делается это для того, чтобы обеспечить максимальную безопасность. Если это закрытая система с естественной циркуляцией, тогда он должен находиться в самой нижней точке. Это необходимо, чтобы вода могла беспрепятственно стекать к нему.

Наносится разводка всей системы, а также расположение всех элементов, которые перечислялись в предыдущем подразделе. При выполнении этого шага лучше находиться в конкретном помещении, тогда будет возможность спланировать все наилучшим образом, учитывая необходимость огибания трубопровода вокруг препятствий или выступов. На схеме необходимо отметить все уголки и переходы. После того как чертеж выполнен, можно наиболее точно посчитать материал, который будет необходим для успешного завершения всего проекта.

Некоторые умельцы изготавливают паровой котел самостоятельно. Он либо варится из листового материала, либо из труб изготавливается специальный контур, который закладывается внутрь кирпичной печки. Во втором случае необходимо будет следить за состоянием теплообменника, который лучше всего изготовить из нержавеющей стали, что продлит срок его службы. Также очень важно с большей периодичностью очищать дымовыводящие пути.

Последовательность действий

Паровой твердотопливный котел

Согласно выполненной разметке на схеме:

  • Монтируется котел. В помещении, где он будет находиться, обязательно должно быть бетонное основание. При необходимости изготавливается небольшой фундамент.
  • Производится его соединение с системой вывода отработанных газов.
  • Подвешиваются излучатели. Для этого применяются крюки, которые рассчитаны на то, чтобы выдерживать их вес. О том, в каком месте они должны располагаться, говорилось выше.
  • Каждый радиатор должен быть оборудован краном Маевского для сброса воздушных пробок.
  • На небольшом удалении от котла, в самой высокой точке, врезается расширительный бачок.
  • На выходе из котла устанавливается манометр и сбросной клапан, который сработает в случае, когда давление превысит допустимые границы.
  • Все составляющие связываются между собой при помощи труб из выбранного материала.
  • Если это открытая система, тогда в конце магистрали монтируется специальный резервуар и насос.
  • От насоса к котлу идет подающий патрубок меньшего диаметра, чем все отопление.
  • До входа в котел располагается фильтр, который задерживает крупные частицы.
  • Если в качестве носителя будет использоваться газ, тогда осуществляется жесткий подвод без каких-либо гибких шлангов.
  • Производится заправка жидкости в контур.
  • Осуществляется тестовый запуск системы с постепенным увеличением температуры для проверки целостности.

Монтаж отопления

В этой статье мы подробно рассмотрели, как сделать паровое отопление частного дома. Нам очень бы хотелось узнать о готовых и функционирующих проектах. Делитесь своим опытом и наблюдениями в комментариях.

При монтаже отопления в деревянном доме, нужно учитывать специфику такого строения.

Видео

Посмотрите видео о том, как правильно сделать отопление:

Процесс нагрева паром - расчет нагрузки

Обычно паровой нагрев используется для

  • изменения температуры продукта или жидкости
  • поддержания температуры продукта или жидкости

Преимущество пара заключается в большом количестве тепла энергия, которую можно передать. Энергия, выделяемая при конденсации пара в воду, находится в диапазоне 2000-2250 кДж / кг (в зависимости от давления) - по сравнению с водой с 80-120 кДж / кг (при разнице температур 20-30 o С ).

Изменение температуры продукта - нагрев продукта паром

Количество тепла, необходимое для повышения температуры вещества, можно выразить следующим образом:

Q = mc p dT (1)

где

Q = количество энергии или тепла (кДж)

м = масса вещества (кг)

c p = удельная теплоемкость вещества (кДж / кг o C) - Свойства материалов и теплоемкость обычных материалов

dT = повышение температуры вещества ( o C)

Имперские единицы? - Проверьте конвертер единиц!

Это уравнение можно использовать для определения общего количества тепловой энергии для всего процесса, но оно не принимает во внимание скорость передачи тепла , которая составляет:

  • количество тепловой энергии, переданной в единицу времени

В приложениях без проточного типа нагревается фиксированная масса или единичная партия продукта.В приложениях проточного типа продукт или жидкость нагревается, когда она постоянно течет по поверхности теплопередачи.

Непоточный или периодический нагрев

В непроточных приложениях технологическая жидкость хранится в виде одной партии в резервуаре или емкости. Паровой змеевик или паровая рубашка нагревают жидкость от низкой до высокой температуры.

Средняя скорость теплопередачи для таких приложений может быть выражена как:

q = mc p dT / t (2)

где

q = средняя теплопередача мощность (кВт (кДж / с))

м = масса продукта (кг)

c p = удельная теплоемкость продукта (кДж / кг. o C) - Свойства материалов и теплоемкость обычных материалов

dT = Изменение температуры жидкости ( o C)

t = общее время, в течение которого процесс нагрева происходит (секунды)

Пример - Время, необходимое для нагрева воды с прямым впрыском пара

Время, необходимое для нагрева 75 кг воды (c p = 4,2 кДж / кг o C) от температуры 20 o C до 75 o C с паром, произведенным из котла с мощностью 200 кВт (кДж / с) можно рассчитать путем преобразования уравнения.От 2 до

t = mc p dT / q

= (75 кг) (4,2 кДж / кг o C) ((75 o C) - (20 o C) ) / (200 кДж / с)

= 86 с

Примечание! - когда пар впрыскивается непосредственно в воду, весь пар конденсируется в воду, и вся энергия пара передается мгновенно.

При нагреве через теплообменник имеет значение коэффициент теплопередачи и разница температур между паром и нагретой жидкостью.Повышение давления пара увеличивает температуру и увеличивает теплопередачу. Время нагрева уменьшено.

Общее потребление пара может увеличиваться - из-за более высоких тепловых потерь или уменьшаться - из-за более короткого времени нагрева, в зависимости от конфигурации реальной системы.

Процессы проточного или непрерывного нагрева

В теплообменниках поток продукта или жидкости непрерывно нагревается.

Преимуществом пара является однородная температура поверхности нагрева, поскольку температура поверхностей нагрева зависит от давления пара.

Средняя теплопередача может быть выражена как

q = c p dT м / т (3)

где

q = средняя скорость теплопередачи (кВт (кДж) / с))

м / т = массовый расход продукта (кг / с)

c p = удельная теплоемкость продукта (кДж / кг. o C )

dT = изменение температуры жидкости ( o C)

Расчет количества пара

Если мы знаем скорость теплопередачи - количество пара можно рассчитать:

м с = q / h e (4)

где

м с = масса пара (кг / с)

q = расчетная теплопередача (кВт)

h e = энергия испарения пара (кДж / кг)

Энергию испарения при различных давлениях пара можно найти в Таблица Steam с единицами SI или таблица Steam с британскими единицами измерения.

Пример - периодический нагрев паром

Количество воды нагревается паром с давлением 5 бар (6 бар абс.) от температуры 35 o C до 100 o C в течение периода 20 минут (1200 секунд) . Масса воды 50 кг, и удельная теплоемкость воды 4,19 кДж / кг. o С .

Скорость теплопередачи:

q = (50 кг) (4,19 кДж / кг o C) ((100 o C) - (35 o C)) / (1200 с)

= 11.35 кВт

Количество пара:

м с = (11,35 кВт) / (2085 кДж / кг)

= 0,0055 кг / с

= 19,6 кг / ч

Пример - Непрерывный нагрев паром

Вода течет с постоянной скоростью 3 л / с нагревается от 10 o C до 60 o C паром при 8 бар (9 бар абс) .

Расход тепла можно выразить как:

q = (4.19 кДж / кг. o C) ((60 o C) - (10 o C)) (3 л / с) (1 кг / л)

= 628,5 кВт

Расход пара может можно выразить как:

м с = (628,5 кВт) / (2030 кДж / кг)

= 0,31 кг / с

= 1115 кг / ч

.

Нагрев воздуха с помощью пара

Пар часто используется для нагрева воздуха. Скорость конденсации пара для воздухонагревательного оборудования может быть рассчитана как

м с = q dt c p ρ / ч e (1)

где

м с = скорость конденсация, расход пара (кг / с)

q = объемный расход воздуха (м 3 / с)

dt = разница температур в воздушном потоке ( o C)

c p = удельная теплоемкость воздуха (кДж / кг o C)

ρ = плотность воздуха (кг / м 3 )

h e = удельная энтальпия испарения (конденсации ) пар (кДж / кг)

Пример - Нагрев воздуха паром

1 м 3 / с воздуха нагревается от 10 o C до 30 o C с конденсацией пара при атмосферном давление.Расход пара можно рассчитать как

м с = ( 1 м 3 / с ) (( 30 o C) - ( 10 o C)) (1.0 кДж / кг o C) (1,204 кг / м 3 ) / (2257 кДж / кг)

= 0,011 кг / с

.

Как ухаживать за системой парового отопления

  1. Дом и сад
  2. Интерьер
  3. Вентиляция
  4. Как ухаживать за вашей системой парового отопления

Наличие профессионального лицензированного подрядчика по отоплению проверяет вашу паровую систему каждый год. Но вы можете самостоятельно выполнить три важные работы по техническому обслуживанию вашей системы парового отопления. Правильный уход за вашей системой позволит вам сэкономить деньги в долгосрочной перспективе за счет повышения эффективности, но вы также будете спокойны, зная, что ваша система работает безопасно.

Вот задачи, которые вы можете выполнить:

  • Регулярно проверяйте манометр: Убедитесь, что он в пределах нормы. Если это не так, немедленно выключите систему и обратитесь в сервисный центр.

  • Проверяйте предохранительный клапан каждый месяц: Этот важный клапан, расположенный в верхней части котла, сбрасывает избыточное давление, если котел выходит из строя и превышает безопасный уровень. Когда система горячая, нажмите на ручку, чтобы увидеть, выходит ли пар.Отойдите подальше от розетки - пар кипит. Если пар не выходит, немедленно вызовите специалиста по обслуживанию для замены клапана.

  • Проверяйте уровень воды один раз в месяц: Указатель уровня воды имеет клапаны с каждой стороны. Откройте их оба и убедитесь, что уровень воды находится посередине, а затем закройте клапаны. Если вы не видите воды, выключите бойлер, дайте ему остыть, а затем долейте воды.

    Поскольку паровые системы иногда нуждаются в добавлении воды, лучше и удобнее добавить в систему автоматический водяной клапан.Клапан контролирует уровень воды и очень медленно добавляет воду, чтобы не повредить котел.

Вы также можете сделать несколько вещей, чтобы ваши радиаторы работали хорошо:

  • Убедитесь, что каждый радиатор имеет небольшой уклон в сторону впускной трубы пара (которая выходит из стены или пола). Если нет, подложите деревянный прямоугольник толщиной 1⁄4 дюйма под ножки у вентиляционного конца. Это предотвратит раздражающие стучащие и лязгающие звуки.

  • Проверьте вентиляционные отверстия, чтобы убедиться, что они не заблокированы.Коррозия и краска могут препятствовать вентиляции вентиляционных отверстий, а затем воздух, попавший в радиатор, препятствует попаданию пара в радиатор. Если вентиляционное отверстие заблокировано, замените его. Вероятно, они есть в вашем местном хозяйственном магазине (ваш дом - не единственный в этом районе, где используется паровое отопление), и они просто откручиваются и включаются.

  • Проверить положение впускных клапанов. Они должны быть либо полностью закрыты, либо полностью открыты. Частично открытый или закрытый клапан не регулирует нагрев и вызывает стук и лязг.

Впускной клапан протекает? Скорее всего, это действительно утечка через колпачковые гайки (большие гайки на вертикальных и горизонтальных соединениях). К счастью, протечку там можно исправить, немного затянув ее. Возьмите два гаечных ключа: один используйте для удержания клапана, а другой для затяжки колпачковой гайки. Если кажется, что утечка исходит из-под ручки клапана, снимите головку клапана и затяните самую верхнюю гайку, которая называется гайкой сальника.

Если ни одно из этих решений не устраняет утечку, вероятно, виновником является переходник клапана - двухсторонний / двухзаходный из латуни, который соединяет клапан с радиатором.И снова вам понадобятся два гаечных ключа, чтобы снять клапан, снять переходник и установить новый. После заправки системы проверьте герметичность и снова все затяните.

.

Конденсация пара и теплопередача

Тепло, выделяемое при конденсации пара, можно выразить как

Q = h e M s (1)

где

Q = количество выделяемое тепло (кДж, БТЕ)

M с = масса конденсирующегося пара (кг, фунт)

ч e = удельная энтальпия испарения пара (кДж / кг, БТЕ / фунт)

Скорость теплопередачи - или мощность - в потоке конденсирующегося пара может быть выражена как

q = h e m s (2)

где

q = теплопередача ( кВт, БТЕ / ч)

м с = расход пара (кг / с, фунт / ч)

Пример - Тепло, выделяемое при конденсации пара

5 кг ст. при атмосферном давлении, температуре 100 o C и энтальпии испарения 2257 кДж / кг конденсируется.Теплопередачу можно рассчитать как

Q = (2257 кДж / кг) (5 кг)

= 11285 кДж

Пример - Скорость теплопередачи - или мощность - в потоке конденсирующегося пара

Скорость теплопередачи при расходе конденсируемого пара 8 кг / ч (0,0022 кг / с), атмосферном давлении и температуре 100 o C - может быть рассчитана как

q = (2257 кДж / кг) (0,0022 кг / с)

= 5 кДж / с (кВт)

.

Смотрите также