Ogrzewanie parowe w domu prywatnym i wiejskim w oparciu o piec lub kocioł

Efektywne ogrzewanie domu to jedno z najważniejszych zadań każdego właściciela domu.Ciekawym rozwiązaniem tego problemu może być system ogrzewania parowego, którego zasada działania i konstrukcja różnią się od zwykłych obiegów wodnych.

Nie jest to najłatwiejsza opcja i ma swoje mocne i słabe strony. Porozmawiamy o zasadach projektowania i organizacji, cechach systemu z chłodziwem parowym. Dowiesz się jak zainstalować ogrzewanie parowe w prywatnym domu i jak prawidłowo je obsługiwać.

Zasada działania instalacji parowej

Kiedy woda wrze pod stałym ciśnieniem, utrzymuje stałą temperaturę. Para powstająca w wyniku takiego wrzenia posiada znaczną ilość energii cieplnej. W momencie kondensacji, tj. Kiedy para zamienia się w ciecz, energia ta jest uwalniana i przekazywana do otoczenia.

Zasada ta stosowana jest w działaniu systemów ogrzewania parowego. Woda wrze w kotle, para przepływa rurami do grzejników, gdzie skrapla się i rozpuszcza pod wpływem ciepła, ogrzewając w ten sposób powietrze w pomieszczeniu.

Woda uzyskana w procesie kondensacji w dalszym ciągu przepływa rurami i wraca do specjalnego zbiornika magazynującego, a następnie w sposób naturalny lub siłą za pomocą pompy przepływa do podgrzewacza.

W zależności od ciśnienia panującego w systemie ogrzewania parowego dzieli się je na:

• próżniowo-parowa;
• niskie ciśnienie;
• wysokie ciśnienie.

W pierwszym ciśnienie jest mniejsze niż 0,1 MPa, w drugim – jeszcze niższe – do 0,07 MPa, a w trzecim – ponad 0,07 MPa. Otwarte układy niskociśnieniowe mają dostęp do powietrza z atmosfery, ale mogą być również zamknięte, tj. całkowicie uszczelnione.

Ten schemat przedstawia zasady okablowania ogrzewania parowego. Urządzenie grzewcze powinno być umieszczone niżej niż grzejniki, przewód kondensatu powinien być pochylony

W takich układach wykorzystuje się zazwyczaj tzw. suchą parę nasyconą, która nie zawiera zawieszonych cząstek wody. Ilość pary w układzie ma wpływ na jego działanie. Jeśli pary będzie za mało, spowoduje to problemy ze swobodnym przepływem kondensatu, a zimne powietrze będzie gromadzić się na dnie urządzenia grzewczego.

Wystarczająca ilość pary usprawnia proces odpływu kondensatu, który jest wypychany w kierunku ścian i spływa po nich w postaci cienkiej warstwy wody.

W systemach zamkniętych woda natychmiast po kondensacji dostaje się do wymiennika ciepła, ale często stosuje się systemy z obiegiem otwartym, w których chłodziwo jest najpierw gromadzone w zbiorniku magazynującym, a następnie pompowane do kotła w celu ogrzania.

Kondensat może całkowicie lub tylko częściowo wypełnić rury, którymi przepływa w celu ogrzewania. Ta druga opcja jest preferowana, ponieważ po wyłączeniu systemu rury w nim pozostaną suche.

Jeżeli płyn chłodzący do ogrzewania parowego po skropleniu przedostaje się bezpośrednio do kotła w celu późniejszego podgrzania, system nazywa się zamkniętym.Jeżeli kondensat zostanie najpierw zebrany w zbiorniku akumulacyjnym, z którego pompą zostanie wpompowany do kotła, to system klasyfikowany jest jako otwarty

Cechy systemów niskociśnieniowych

Powszechnie stosowana wersja takiego układu jest zamknięta, wykorzystując grawitacyjny powrót kondensatu do kotła, który nie wypełnia całkowicie rur, i stosuje się rozprowadzenie górne rurowe.

Najpierw system napełnia się wodą do wymaganego poziomu, po czym rozpoczyna się ogrzewanie. Kondensat spływa wspólnym pionem i po osiągnięciu określonego poziomu jest wtłaczany do kotła.

W tym samym systemie z rozprowadzeniem dolnym zaleca się układanie rur z lekkim spadkiem w kierunku przepływu pary, w celu ograniczenia skutków hałasu. W miejscu odprowadzania kondensatu montuje się pętlowy syfon wodny, który zapobiega przedostawaniu się pary na przewód kondensatu.

Prędkość pary w takich układach powinna być umiarkowana, nie większa niż 0,14 m/s. W przeciwnym razie para wychwytuje również cząsteczki wilgoci zgromadzone na ścianach. W efekcie system pracuje ciszej i zwiększa ryzyko wystąpienia uderzenia wodnego.

Okablowanie kombinowane, tj. jeśli rury są układane pod podłogą górnego lub środkowego piętra domu, stosuje się kombinację okablowania górnego i dolnego. Światło rur, przez które woda wraca do kotła, zostanie w tym przypadku zamknięte przez kondensat.

Jeżeli ciśnienie w układzie przekracza 0,02 MPa, należy go otworzyć. Powietrze jest usuwane przez zbiornik kondensatu, a aby zapobiec wydostawaniu się pary z układu, instaluje się spust kondensatu lub syfon wodny. Woda ze zbiornika akumulacyjnego pompowana jest do wymiennika ciepła, co umożliwia montaż zasobnika poniżej poziomu, na którym znajduje się wymiennik ciepła.

Chłodziwo do ogrzewania prywatnego domu z kotłownią jest podgrzewane w wymienniku ciepła umieszczonym w kotłowni. Po osiągnięciu temperatury roboczej para przechodzi do kolektora, który dzieli przepływ na dwa obiegi: dla pomieszczeń głównych i dla kotłowni (+)

Ocena zalet i wad

Jakie są zalety systemu ogrzewania parowego? Jest stosunkowo łatwy do wykonania nawet na bazie konwencjonalnego pieca na drewno. Jest to szczególnie prawdziwe na obszarach, gdzie nie ma scentralizowanego zaopatrzenia w gaz, ale drewno opałowe lub inne paliwo stałe jest dość dostępne.

Para znacznie wyprzedza wodę jako czynnik chłodzący. Jego szybkość nagrzewania jest trzykrotnie większa. Ponadto jest mało prawdopodobne, aby system ogrzewania parowego uległ awarii podczas zimowych mrozów z powodu braku ogrzewania.

Jeśli palenisko się przepali, woda z instalacji zgromadzi się w zbiorniku lub wymienniku ciepła, a rury i grzejniki pozostaną puste. Wiadomo, że w przypadku podgrzewania wody zamarznięcie płynu chłodzącego wypełniającego cały obwód prowadzi do pęknięcia rury.

Wreszcie wymiary grzejników parowych powinny być znacznie mniejsze niż w przypadku systemów wodnych, ponieważ ilość uzyskanej w rezultacie energii cieplnej wzrasta kilkukrotnie. To nieznacznie obniży koszty instalacji systemu grzewczego w domu.

Kratki dekoracyjne do grzejników parowych stanowią nie tylko element wyposażenia wnętrza, ale także zabezpieczenie przed poparzeniem

Na tym kończy się lista zalet systemu parowego i możemy przejść do jego wad, które są dość istotne:

• wysokie ryzyko poparzeń;
• zwiększony poziom hałasu podczas pracy;
• trudności w dostosowaniu działania systemu;
• potrzeba zakupu drogich rur itp.

Normy bezpieczeństwa nie zalecają ogrzewania parowego pomieszczeń mieszkalnych, gdyż stwarza to duże ryzyko dla zdrowia i życia osób zamieszkujących dom.

Zatem temperatura pracy grzejników będzie bardzo wysoka, a ich dotknięcie może spowodować poważne oparzenia. Dlatego wszystkie grzejniki będą musiały być przykryte niezawodnymi ozdobnymi kratkami.

Zwykłe rury PCV nie nadają się do takiego systemu, ponieważ muszą wytrzymać wysokie ciśnienie i temperatury przekraczające 100 stopni. Te same wymagania dotyczą pozostałych elementów systemu. Rury do ogrzewania parowego muszą być wykonane z miedzi lub stali ocynkowanej.

Rury miedziane są idealną, ale wcale nie tanią opcją komunikacyjną dla systemów ogrzewania parowego. Aby połączyć te rury, potrzebujesz spawarki

W każdym razie tego momentu nie można nazwać budżetowym. Szczególną uwagę należy zwrócić na kwestie bezpieczeństwa. Wszystkie prace instalacyjne, na przykład spawanie rur miedzianych, będą wymagały najwyższej jakości wykonania. Jeżeli połączenie zostanie przerwane i przez otwór wydostanie się strumień pary, istnieje ryzyko poważnych oparzeń jednego z mieszkańców domu.

Rury ze stali nierdzewnej są w stanie wytrzymać obciążenia typowe dla systemów ogrzewania parowego, takie jak wysoka temperatura i zwiększone ciśnienie w instalacji

Kolejną wadą ogrzewania parowego jest zwiększony poziom hałasu. Aby rozwiązać ten problem, musisz poprawnie zainstalować grzejniki. Zawieszone są na specjalnych wspornikach wygłuszających. Najlepiej jest umieścić kocioł lub piec w oddzielnym pomieszczeniu. Dodatkowo w grubości ścian można ułożyć rury miedziane, co również obniży poziom hałasu.

Wreszcie, regulacja temperatury ogrzewania w pomieszczeniach z ogrzewaniem parowym jest nieco trudna. Nie można zainstalować termostatu i po prostu zmniejszyć ilość pary. Będziesz musiał zmniejszyć ilość paliwa, co nie zawsze jest łatwe, lub przewietrzyć pomieszczenie. Przed rozpoczęciem prac nad instalacją systemu ogrzewania parowego należy wziąć pod uwagę wszystkie te punkty.

Projekt instalacji ogrzewania parowego

Nawet w przypadku małego pokoju najlepiej sporządzić projekt. System wykonany losowo najprawdopodobniej wkrótce będzie wymagał przeróbek, a sporządzony na papierze schemat pozwoli od razu zidentyfikować słabe punkty i je skorygować.

Przykładowo, aby stworzyć system z naturalnym obiegiem chłodziwa, wymiennik ciepła, a co za tym idzie urządzenie grzewcze, powinien być umiejscowiony w najniższym punkcie domu.

Rurociągi pary i kondensatu systemów grzewczych z naturalnym ruchem chłodziwa są ułożone ze spadkiem w kierunku jego ruchu (+)

Oznacza to, że piec lub kocioł musi być umieszczony pod wszystkimi grzejnikami, a także rurami, które nie są pionowe, ale poziome lub pod kątem do pionu.

Jeśli nie ma możliwości umieszczenia urządzenia grzewczego w ten sposób (dom nie ma piwnicy, piwnica jest wykorzystywana do innych celów itp.), należy preferować ogrzewanie z wymuszonym obiegiem.

Schemat przedstawia instalację grzewczą z wymuszonym obiegiem. Aby go zainstalować, potrzebujesz pompy obiegowej i zbiornika magazynującego.

Dlatego w schemat ogrzewania parowego konieczne jest włączenie pompy, która będzie pompować wodę do wymiennika ciepła. Ważnym punktem przy projektowaniu systemu grzewczego jest kolejność podłączania grzejników.Podłączenie sekwencyjne czyli tzw. instalacja jednorurowa polega na łączeniu wszystkich grzejników w odpowiedniej kolejności.

W rezultacie płyn chłodzący będzie sekwencyjnie przepływać przez układ, stopniowo się ochładzając. Jest to ekonomiczna opcja połączenia, która jest łatwiejsza w montażu i będzie tańsza.

Jednak ucierpi na tym równomierność ogrzewania tą metodą, ponieważ pierwszy grzejnik będzie najgorętszy, a ostatni płyn chłodzący wejdzie w stanie półschłodzonym.

Jednorurowe połączenie grzejników, jak widać na tym schemacie, polega na montażu sekwencyjnym. Płyn chłodzący dociera do ostatniej, już schłodzonej chłodnicy

Rozwiązanie jednorurowe może być dopuszczalne tylko w przypadku podłączenia ogrzewania parowego w wiejskim domu lub w małym domu o powierzchni mniejszej niż 80 metrów kwadratowych. m. A w przypadku przestronnego domku lub dwupiętrowego budynku bardziej odpowiedni jest system dwururowy, w którym grzejniki są połączone równolegle.

Konstrukcja jednorurowa zapewnia równoczesny, a nie sekwencyjny przepływ płynu chłodzącego do każdego grzejnika, dzięki czemu pomieszczenia są ogrzewane bardziej równomiernie. Ale w przypadku obwodu dwururowego do każdego grzejnika trzeba będzie podłączyć dwie rury: bezpośrednią i powrotną.

Taki system jest trudniejszy do wdrożenia i będzie kosztować nieco więcej niż w przypadku instalacji systemu jednorurowego. Jednak zdecydowana większość systemów podgrzewania wody jest wykonana zgodnie ze schematem dwururowym, pomimo trudności i działa całkiem skutecznie.

Na schemacie przedstawiono dwururowy system instalacyjny grzejników parowych. Każdy grzejnik jest podłączony do wspólnego pionu i posiada rurę powrotną, co zapewnia równomierne rozprowadzenie chłodziwa

Jeśli planujesz wykorzystać piec na drewno jako źródło ciepła, powinieneś od razu obliczyć i zaprojektować specjalny wymiennik ciepła. Wygląda jak cewka spawana z metalowych rur. Element ten jest wbudowany bezpośrednio w konstrukcję pieca i nie jest instalowany osobno.

Dlatego już na etapie projektowania należy rozważyć projekt nowego pieca. Możesz także wykorzystać istniejący piec, ale trzeba będzie go częściowo zdemontować, aby zainstalować w nim wymiennik ciepła.

Do uzyskania 9 kW ciepła potrzebny jest wymiennik ciepła o powierzchni około jednego metra kwadratowego. Im większa ogrzewana powierzchnia, tym większy powinien być rozmiar wymiennika ciepła.

Jeśli planujesz ogrzać pomieszczenie za pomocą kotła, wszystko jest trochę prostsze: musisz go kupić i zainstalować. Zwykle do ogrzewania parowego w domu zaleca się wybranie modelu kotła wodnorurowego, ponieważ jest on najbardziej wydajny.

Chociaż modele płomienicowe, spalinowo-dymowe lub łączone modele płomienicowo-dymowych mogą być również całkowicie akceptowalną opcją.

Czasami do organizacji używają ogrzewania parowego domowy kocioł, w którym spalany jest zużyty olej silnikowy. Ale tę opcję uważa się za odpowiednią do stosowania w pomieszczeniach gospodarczych, na przykład w garażu. W przypadku budynku mieszkalnego ta opcja nie jest zbyt dobra.

Instalacja oparta na piecu opalanym drewnem

Jeśli projekt został opracowany, czas zaopatrzyć się w niezbędne materiały i narzędzia. Przygotowany wcześniej projekt umożliwi obliczenie wymaganej liczby elementów systemu.

Należy na nim oznaczyć wszystkie zwoje, przyłącza, trójniki, miejsca montażu grzejników itp. Ponadto należy zakupić obejmy do rur, a także wsporniki, na których będą montowane grzejniki.

Bezpośrednio w nim montowany jest kocioł systemu ogrzewania parowego, opartego na piecu opalanym drewnem. Do kotła podłączony jest przewód pary i przewód kondensatu

Długość rur jest również obliczana zgodnie ze schematem. Aby w razie potrzeby zmniejszyć ciśnienie pary w systemie, potrzebny będzie zawór redukcyjny. Uszczelnienie hydrauliczne jest wymagane, aby umożliwić całkowite opróżnienie układu w celu czyszczenia, konserwacji lub naprawy.

Zaleca się zamontowanie przed każdym grzejnikiem zaworu odcinającego, który umożliwi jego zamknięcie w celu naprawy, przepłukania lub wymiany. Montowany również na grzejnikach Żurawie Mayevsky'egoaby uwolnić całe powietrze uwięzione w systemie. Chociaż para jest substancją gazową, a nie cieczą, obecność powietrza w układzie może negatywnie wpłynąć na jego wydajność.

Aby proces kondensacji zachodził w grzejnikach, a nie w zasobniku lub pionie, zaleca się zamontowanie na wylocie trójnika z korkiem, przez który będzie przepływać wyłącznie woda. Jeśli planujesz zainstalować system z wymuszonym obiegiem, będziesz potrzebować pompy obiegowej. Ponadto potrzebny jest pojemnik do gromadzenia skroplonej wilgoci.

Systemy przepływu grawitacyjnego nie potrzebują takich urządzeń. Jednak rura doprowadzająca wodę do wymiennika ciepła musi być wystarczająco szeroka, aby umożliwić szybki przepływ cieczy w celu dalszego podgrzania.

Brak zaworu redukcyjnego w systemie podgrzewania pary, którego urządzenie pokazano na schemacie, może prowadzić do poważnych uszkodzeń z powodu nadmiernego ciśnienia

Oprócz zwykłych narzędzi instalacyjnych na pewno będziesz potrzebować spawarki połączenia rur miedzianych. Konstrukcje ze stali ocynkowanej mają zwykle połączenia gwintowe, które należy dokładnie uszczelnić. Jeśli planujesz zainstalować ogrzewanie parowe z pieca, będziesz musiał zacząć od produkcji wymiennika ciepła.

Wymiennik ciepła do ogrzewania parowego wbudowany w piec opalany drewnem składa się z systemu pustych metalowych rur, przez które krąży woda. Element może mieć dowolny kształt odpowiadający wielkości i kształtowi piekarnika

Wykonany jest z metalowych rur o grubości 2,5-3 mm lub nawet nieco grubszych. Wymiennik ciepła może być wykonany w postaci wężownicy lub w dowolnej innej formie. Najważniejsze, że urządzenie mieści się w środku piecyk opalany drewnem, a także, że jego powierzchnia jest wystarczająco duża, aby ogrzać wodę i wytworzyć parę.

Jakość spawania wymiennika ciepła musi być bez przesady idealna. Nawet mikroskopijne wnęki w szwach są niedopuszczalne, ponieważ urządzenie będzie narażone na zwiększone ciśnienie gorącej pary. Gdy wymiennik ciepła jest gotowy do montażu, należy sprawdzić każdą spoinę.

Aby to zrobić, najpierw pokryj wszystkie szwy białą kredą. Następnie zamyka się jeden z otworów wymiennika ciepła, a do drugiego wlewa się naftę, aż urządzenie zostanie napełnione do góry. Teraz musisz trochę poczekać, a następnie ocenić stan szwów. Jeśli są pęknięcia, nafta przeniknie przez nie i w takich miejscach kreda ściemnieje.

Zidentyfikowane wady są korygowane, a następnie powtarzane jest badanie w celu sprawdzenia integralności urządzenia. Teraz powinieneś go umyć, a następnie rozpocząć układanie pieca na drewno.Wymiennik ciepła jest bezpiecznie wbudowany w palenisko, a do jego wlotu i wylotu podłączone są rury, które następnie służą do podłączenia wymiennika ciepła do systemu grzewczego domu.

Układanie pieca kończy się w zwykły sposób dla takich konstrukcji. Następnie instaluje się rury i grzejniki systemu grzewczego zgodnie z opracowanym wcześniej projektem. Najpierw instaluje się grzejniki za pomocą wsporników, które wytłumią hałas powstający podczas ogrzewania parowego.

Krany Mayevsky'ego są zainstalowane na każdym grzejniku, aby można było wypuścić powietrze. Będziesz potrzebował o jeden zawór odcinający więcej niż grzejniki, ponieważ musisz zainstalować jeden wspólny zawór odcinający na samym początku systemu. Przed tym kranem zamontowany jest także zawór redukcyjny i zespół redukcyjno-chłodzący.

Na końcu, jeśli projekt przewiduje, instalowany jest zbiornik do przechowywania chłodziwa i pompa obiegowa. W przypadku systemów zaprojektowanych z obiegiem naturalnym, a nie wymuszonym, zbiornik i pompa nie są potrzebne. Ale rura prowadząca do wymiennika ciepła musi mieć lekkie nachylenie, około 3 mm na metr.

Nowoczesne kotły do ​​ogrzewania parowego w domu to niezawodne urządzenia, które działają na różnych paliwach i są wyposażone w zautomatyzowane systemy sterowania

Systemy z kotłem parowym są instalowane w przybliżeniu w ten sam sposób: zgodnie z projektem i dostosowane do cech urządzenia. Na przykład zawór redukcyjny i chłodnica najprawdopodobniej nie będą potrzebne, ponieważ system kontroli ciśnienia pary i temperatury jest już wbudowany w kocioł.

Kilka przydatnych wskazówek

Instalując system ogrzewania parowego, należy pamiętać, że wszystkie jego elementy muszą wytrzymywać wysokie temperatury, przekraczające 100 stopni.Na przykład zwykły ekspander membranowy nie sprawdzi się jako zbiornik rezerwowy w przypadku zwiększenia objętości płynu chłodzącego, ponieważ jego maksimum wynosi 85 stopni.

Komin pieca z wbudowanym wymiennikiem ciepła zabrudzi się szybciej niż komin konwencjonalnego pieca. Dlatego czyszczenie komina trzeba planować i wykonywać częściej.

W razie potrzeby do gotowania można również używać piekarnika z wymiennikiem ciepła, ale nie jest to zbyt wygodne. Latem, gdy ogrzewanie nie jest potrzebne, piec ten nie może być zapalany. Będziemy musieli poszukać alternatywy. Łatwiej jest, jeśli w domu jest osobny, wygodny piec do kuchni.

Szczegółowo opisano, jak zaprojektować i zmontować system ogrzewania parowego własnymi rękami. W tym artykule, które polecamy do przeczytania.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Praktyczne doświadczenie w przebudowie pieca opalanego drewnem na parowy kocioł grzewczy przedstawiono w tym filmie:

Kontynuację procesu instalacji ogrzewania parowego można obejrzeć w tym pliku:

Różnicę między wymuszonym i naturalnym obiegiem w systemach grzewczych opisano szczegółowo tutaj:

Ogrzewanie parowe nie jest najłatwiejszą opcją do wdrożenia autonomicznego systemu grzewczego. Jednak przy odpowiednim projekcie i instalacji parę można wykorzystać do skutecznego i stosunkowo niedrogiego zaopatrzenia domu w niezbędną ilość ciepła.

Prosimy o skomentowanie informacji, które przekazaliśmy do rozważenia. Zadawaj pytania, udostępniaj przydatne informacje i zostawiaj zdjęcia związane z tematem artykułu. Na dole znajduje się blokowy formularz przeznaczony do wysyłania i komunikowania się.