Обогрев открытым острым паром. Паровое отопление – есть ли смысл использовать в частном домостроении

Многие обыватели, используя термин «паровое отопления», подразумевают под ним водяное. И это неправильно. Это похожие системы, только в первом случае в качестве теплоносителя используется насыщенный водяной пар с температурой +130°С (не больше). К тому же котел, который доводит воду до состояния пара, также имеет совершенно другую конструкции, сильно отличающуюся от котлов водяного отопления. Чтобы в дальнейшем наши читатели понимали, о чем идет речь, разберемся с паровым отоплением по всем позициям.

Особенности паровой системы

Если рассматривать систему парового отопления с чисто технологического процесса, то необходимо отметить, что тепловая энергия выделяется из двух процессов:

• Непосредственно от пара.
• И от процесса конденсации пара на внутренних стенках радиаторов.

Кстати, в процессе конденсации происходит высвобождение тепловой энергии, равной 2,3 МДж/кг. Это очень большая величина.

Паровой котел

Оборудование для выработки пара

Теперь можно перейти к основному источнику вырабатываемого тепла. В настоящее время промышленность предлагает три основных вида оборудования:

1. Паровой котел.
2. Паровая турбина. Она отличается от котла способом отбора пара.
3. Редукционно-охладительная установка (РОУ). По сути, эта установка отдельно от котла не работает. Ее основное назначение – снизить давление и температуру пара до необходимых показателей.

Внимание! В настоящее время система парового отопления в жилых помещениях не используется. Поэтому, если кто-то пытается его организовать в своем доме, то знайте, это запрещено законодательными актами.

Паровые установки применяются в производствах различного назначения, на больших заводах и фабриках. И то чаще всего это побочная система, которая снабжается паром, как отходом основного производства.

Читайте также:

Что такое водяное отопления

Стандартная схема

Классификация систем парового отопления

Мы уже упомянули о том, что кроме пара в качестве теплоносителя используется и конденсат. Так вот все системы парового отопления делятся на две группы, в основе которых лежит способ возврата конденсата в отопительный котел, где он пускается в повторный оборот.

1. Замкнутая. В этой схеме конденсат самотеком поступает по обратным трубам в котел.
2. Разомкнутая. Здесь конденсат собирается в специальной емкости, откуда насосом подается в котел.

Все остальные элементы отопления ничем не отличаются от водяного. В ней присутствуют трубы, радиаторы, запорная арматура и так далее.

Самодельная паровая система отопления

Отопление паром своими руками

В жилых помещениях использовать этот вид отопления нельзя, а, значит, в нежилых можно. Поэтому многие домашние мастера используют этот вариант для обогрева бань, гаражей, кладовок и сараев. Тем более, этот вид отопительной сети имеет ряд достаточно весомых преимуществ.

Преимущества

• Компактные габариты котла и системы в целом.
• Используются трубы небольшого диаметра.
• Низкая инертность.
• Быстрый нагрев помещений.

Недостатки

Без недостатков тоже не обошлось.

• Высокая температура приборов отопления. Есть большая вероятность получить ожоги.
• Невозможно регулировать температуру радиаторов.
• При движении пара по схеме создается шум.
• Невысокий срок службы всех элементов отопительной системы за счет высокой температуры теплоносителя.
• Сложная схема парового отопления, особенно обратного контура, по которому возвращается конденсат.

С достоинствами и недостатками парового отопления разобрались, возвращаемся к основному вопросу, можно ли соорудить паровое отопление своими руками? Ничего сложного в этом нет, если разобраться со схемой и с материалами, которые используются в ней. Начнем со схем. Их несколько видов, просто перечислим.

• Распределительный паропровод расположен вверху.
• Внизу.
• Используется как промежуточный паропровод.
• С прокладкой сухого или мокрого конденсатопровода.

Читайте также:

Как правильно провести расчет отопления частного дома

Оптимальный вариант для домашнего использования позиция номер один. По сути, физика движения пара точно такая же, как и у горячей воды, так что не стоит здесь изобретать велосипед. Это самый простой и эффективный вариант.

Медные трубы для парового отопления

Теперь переходим к выбору котла. Для домашнего использования вам понадобится агрегат низкого давления. Эти приборы сегодня вы можете найти на рынке, проблем здесь нет. Можно соорудить паровой котел своими руками. Правда, это не самая простая конструкция. И если вы в этой сфере не специалист, то не стоит даже и начинать его сборку. Тем более, пар – это по своему агрессивный источник тепловой энергии, поэтому не рекомендуется устанавливать самодельные агрегаты. Используйте только сертифицированное оборудование.

Обращаем ваше внимание на технические характеристики паровых котлов:

• Давление пара на выходе – 6 атм.
• Температура теплоносителя – 130°С.

Внимание! Паровой котел обязательно устанавливается ниже уровня установки радиаторов и прокладки трубопроводов. В подвале устраивать котельную не стоит, лучше возвести дополнительное помещение с хорошо действующей вентиляцией.

Хотелось бы обратить ваше внимание, что паровые котлы могут работать на любом виде топлива. Поэтому производители выпускают различные модели. Хотя предпочтение отдается газовым котлам и твердотопливным.

Паровой котел в сборе

Комплектация

В первую очередь разберемся с трубами. Так вот пластиковые изделия в этой системе не устанавливаются. Они просто не выдержат такой высокой температуры. Бюджетный вариант – стальные трубы. Правда, у них очень низкий срок эксплуатации. Лучше всего, если будут использованы трубы из нержавейки или меди. Но это дорого.

Читайте также:

Выбираем схему отопления частного дома

В технологии сооружения трубной разводки самым главным критерием является создание герметичной отопительной системы. Поэтому трубы рекомендуется сваривать между собой. Можно использовать и резьбовое соединение, но необходимо, чтобы оно соответствовало высоким требованиям устойчивости к воздействию пара. Все то же самое относится и к запорной арматуре, манометрам и термометрам.

Что касается радиаторов отопления, то и тут выбор достаточно большой. Главное, чтобы они соответствовали техническим характеристикам котла, то есть вырабатываемому давлению и температуре теплоносителя. С давлением проблем возникнуть не должно, потому что стандартные батареи спокойно выдерживают 6 атм. Если хотите иметь запас прочности, тогда выбирайте модели, которые могут выдержать большее давление до 16 или 25 атм. Хотя во многих случаях это излишне.

Заключение по теме

Отопление с помощью насыщенного пара – дело реальное. Конечно, это не самый простой вариант, к тому же он требует больших денежных вложений, плюс высокое потребление топлива. Ведь, чтобы нагреть воду до +130°С, надо потратить большое количество энергоносителя. Расход получается двойной. Может быть, поэтому еще этот вид отопительной системы не очень популярен среди наших соотечественников.

Не забудьте оценить статью.

Обогрев открытым острым паром

Одним из первых способов нагрева и остающимся самым распространенным на данный момент является обогрев открытым острым паром, подаваемым непосредственно в продукт. Его отличает относительная простота и большое количество недостатков:

необходимость в больших человеческих и технологических ресурсах

отсутствие возможности регулировки температуры продукта

проблема возврата водяного конденсата, неизбежно образующегося при использовании пара

высокая температура опасна для персонала

низкий коэффициент полезного действия

возникает необходимость в получении большого количества пара, что влечет дополнительные затраты

Подача пара в «рубашку»

Разновидностью парового разогрева можно считать подачу пара не в сам продукт, а в «рубашку». Данный метод получил большое применение на железнодорожном транспорте.

Иногда такую систему используют в двустенных резервуарах, подавая пар в межстенное пространство. Как и при обычном паровом нагреве у данного способа также существуют недостатки. Несмотря на то, что пар не попадает непосредственно в продукт и в нем не скапливается вода, все равно возникает необходимость устранения конденсата из паровой рубашки резервуара. К недостаткам можно также отнести: площадь покрытия поверхности резервуара никогда не достигает 100%; увеличивается время разогрева; продукт не прогревается целиком или прогревается еще медленнее, чем при воздействии на него паром. Применение такого способа с использованием паропроводящего змеевика по внешней стороне резервуара еще больше снижает эффективность и может использоваться исключительно на небольших резервуарах.

Напорное циркуляционное перемешивание

Напорное циркуляционное перемешивание -- это разогрев с забором нефтепродукта. В эту группу можно отнести множество способов и различных систем, основанных на одном принципе: из резервуара производится забор небольшого количества продукта, его нагрев во внешнем устройстве и подача назад в резервуар. Такой способ рекомендуется применять на больших стационарных резервуарах и на больших сливных железнодорожных терминалах. Для создания подобной системы требуются значительные экономические затраты, проектные и монтажные работы, большое количество дополнительного оборудования: насосы, запорная арматура с обогревом, отдельный технологический участок.

В цистернах при данном способе возникает необходимость применения дополнительного технологического процесса: перемешивания продукта. При поступлении разогретого продукта обратно в резервуар или емкость после разогрева струя не разбивается в холодном продукте, а «прорезает» его. Из - за этого разогрев продукта происходит неравномерно. Перемешивание продукта устраняет этот эффект, и прогрев происходит равномерно. Данный способ эффективнее, чем разогрев открытым паром: не ухудшается качество сливаемого продукта, в нем не скапливается вода, разогрев происходит плавнее и в большинстве случаев быстрее. Но, тем не менее, это сложная технологическая система, с большим количеством составляющих элементов, требующая обслуживания и особого внимания технического персонала.

Встроенный подогреватель

Наиболее часто применяемый на данный момент способ разогрева или поддержания необходимой температуры в резервуарах и емкостях различного назначения и объёма - использование встроенного подогревателя, состоящего из труб различного диаметра и длины. Исполнение подогревателя бывает секционное или змеевиком.

Теплоноситель: пар

В качестве теплоносителя используется пар или вода. Теплоноситель под давлением подается в теплообменник (змеевик), где, остывая, передает тепловую энергию хранимому продукту. При использовании данного способа нагрев происходит относительно быстро при минимальных технико-экономических затратах.

Особенности использования пара:

давление от 0,3 МПа до 1 МПа, реже выше.

температура пара 130-140 °С

пожаробезопасный нагрев

Отрицательными сторонами являются необходимость получения пара на месте расположения резервуаров, скапливание конденсата в теплообменнике, небольшое КПД, высокая стоимость пара.

Теплоноситель: вода подогрев нефть пар перемешивание

Действие и метод использование воды в качестве теплоносителя такое же, как пара.

Особенности использования воды:

давление от 0,3 до 0,8 МПа

температура теплоносителя не более 90°С

пожаробезопасный нагрев

Положительными сторонами использования жидкости являются:

отсутствие скапливания конденсата в трубах

стоимость горячей воды и её использования ниже затрат на пар. При этом невысокая, в отличие от пара, температура, и, как следствие, невозможен нагрев продукта хранения выше 70-80°С.

Частные домостроения, которые используются круглый год, помимо водопровода и канализации обеспечиваются отопительными системами. Неоспоримым достоинством автономного отопления является индивидуальное решение о начале и окончании отопительного сезона. Вариантов обустройства системы может быть несколько. Паровое отопление в частном доме – это один из самых старых методов поддержания комфортной температуры в холодное время. Существует несколько разновидностей реализации системы автономного парового отопления, из которых можно выбрать наиболее подходящую.

Составляющие и принцип работы паровой системы

Независимо от схемы реализации, паровое отопление имеет такие конструктивные составляющие: источник тепла – парогенератор, трубопровод, нагревательные элементы, контрольно-измерительные приборы и запорно-регулирующие детали.

В качестве источника тепла может быть выбран электрический парогенератор. Достаточно установить требуемые параметры в меню и наслаждаться комфортной температурой

Трубопровод подразделяется на паропровод и конденсатопровод. По первому в систему подается пар. По второму отводится конденсат. Конденсатопроводы в зависимости от способа движения конденсата могут быть:

• самотечными, с прокладкой трубопровода с уклоном в сторону накопительной емкости.
• напорными, движение конденсата обуславливается разностью давления.

В зависимости от наполненности конденсатопровод бывает:

• сухим, в процессе работы системы труба частично заполнена водой;
• мокрым, конденсатопровод постоянно заполнен водой.

В отличие от водяного, системы парового отопления имеют такие недостатки:

• наличие шума в процессе работы;
• слишком горячая поверхность отопительных элементов;
• затруднено регулирование теплоотдачи отопительных элементов;
• менее долговечны, чем водяные системы отопления.

Важно. При использовании парового отопления поверхность отопительных элементов временами приближается к 100°C. Поэтому нужно быть осторожным, иначе можно получить ожог.

А также достоинства:

• небольшие размеры составляющих отопительной системы;
• высокая теплоотдача отопительных элементов;
• быстрый нагрев помещения;
• пар доставляется в любую точку системы, не теряя своей нагревательной способности;
• экономичность.

В процессе нагревания воды в источнике тепла выделяется пар. При его конденсации выделяется тепло. Пар по паропроводам передается в отопительные элементы, где он посредством конденсации нагревает стенки приборов, которые отдают тепло помещению. После этого конденсат направляется в сборную емкость, после чего самотеком или при помощи насоса отводится в котел для последующего нагрева. После чего весь процесс повторяется. Во избежание встречного движения конденсата уклон магистрали выполняется в сторону движения пара. Для того чтобы пар не проникал в конденсатопровод используют подпорные шайбы или конденсатоотводчики.

Вот так выглядит классический твердотопливный парогенератор:

Различные схемы реализации парового отопления

Чтобы выполнить паровое отопление своими руками, нужно знать какие варианты могут быть реализованы.

Замкнутая и разомкнутая разводка трубопровода

В зависимости от метода возвращения конденсата в источник тепла, различают два варианта парового отопления: замкнутые и разомкнутые.

В замкнутой системе конденсат с отопительных элементов возвращается в источник тепла под действием разности давления. Для эффективной работы такой системы необходимо чтобы паросборник размещался достаточно низко по отношению к отопительным элементам.

Чтобы паровое отопление с замкнутой системой работало с полной отдачей, нужно паросборник разместить так, чтобы он находился ниже отопительных элементов

Разомкнутая система предполагает самотечное поступление конденсата в накопительный бак. Откуда периодически идет перекачка в источник тепла при помощи насоса. Такая система должна обеспечиваться свободным стеканием конденсата из последнего отопительного элемента в накопительную емкость.

В разомкнутой системе парового отопления конденсатопровод, выходящий из последнего отопительного элемента, должен располагаться под наклоном по отношению к накопительному баку

Двухтрубная или однотрубная система?

В зависимости от способа подвода труб к приборам паровое отопление подразделяется на однотрубное и двухтрубное. Из-за сложности регулирования теплового потока парового отопления используется редко. Для контроля приходится приобретать специальные устройства, что увеличивает стоимость работ. Намного легче регулировать . На входе пара в отопительный прибор устанавливают регулирующий вентиль. На выходе конденсата – термостатирующие конденсатоотводчики. Благодаря этому двухтрубная система менее шумная, чем однотрубная.

Ориентируемся на давление системы

Подразделение систем парового отопления в зависимости от давления:

• низкого давления, бывают закрытые и открытые;
• высокого давления;
• вакуум-паровые.

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.

Системы парового отопления низкого давления снабжаются манометрами, которые помогают контролировать давление в системе. На отопительном котле должен стоять выкидной предохранитель

Системы высокого давления в начальной точке паропровода имеют давление пара выше 0,7 кгс/см². Они бывают только с замкнутым контуром. Рассмотрим один из вариантов реализации такой системы. Образованный пар редуцируется и отправляется в распределительную гребенку. Здесь же устанавливается предохранительный клапан, контролирующий давление в пределах установленного. Для его ремонта устанавливается байпас.

Далее пар через стояки направляется к отопительным элементам. Давление в системе должно быть достаточным для удаления конденсата, так как его температура почти равна температуре пара. Паропровод на входе и конденсатопровод на выходе радиаторов снабжаются вентилями. Для контроля давления устанавливается манометр. Для компенсации температурных удлинений на трубопроводе предусматриваются компенсаторы.