Как сделать паровое отопление в частном доме своими руками – виды систем, выбор котлов, труб

Принцип действия барабанного котла

Уяснить принцип работы барабанного котла, позволит детальное рассмотрение всех процессов, проходящих в ходе генерирования низкотемпературного пара. Основным питающим компонентом служит вода, поступающая в экономайзер, а если устройство конкретной модификации не предусматривает его наличия, то в питательный трубопровод. Оттуда жидкость перемещается в барабан, в котором происходит её смешивание с заполняющей его водой. Верхний сегмент объёма наполняется паром, а нижняя часть используется с целью аккумуляции воды. Разделяющая их поверхность получила название зеркала испарения.

Рис. 3 Принцип действия барабанного котла

Именно подобное устройство позволяет добиться быстрого опускания смеси котловой и барабанной жидкости по необогреваемым трубам в распределительный коллектор, а затем и в топочные экраны, выполняющие функцию испарительной поверхности.

Подобный принцип работы выражается в следующем:

• вода, движущаяся вверх по трубам, перенимает тепло, передаваемое продуктами сгорания, например, топочным газом;
• нагреваясь до необходимого уровня жидкость частично испаряется;
• находящаяся в обогреваемых трубах смесь воды и пара, снова направляется в барабан;
• происходит разделение смеси на исходные компоненты.

Устройство барабана, предполагает разделение внутреннего объёма, посредством зеркала испарения. Находящийся в паровом объёме носитель перенаправляется к пароперегревателю, по трубам, находящимся в верхнем сегменте барабана. Оставшийся в водяном объёме носитель, смешивается с питательной водой, которая перенаправляется из экономайзера, после чего снова циркулирует в опускные трубы.

Универсальное устройство барабана котла, обеспечивает эффективный принцип работы. Определяющее значение имеет уровень жидкости в барабане, колеблющийся между верхним и нижним положением. Нижний уровень формируется за счёт непрерывного поступления жидкости, доставляемой в опускные трубы. Верхний уровень поддерживается благодаря препятствованию проникновения воды во внутреннее пространство пароперегревателя. Работа по подобной схеме, обеспечивает функционирование барабанного котла в течение определённого времени без дополнительных поступлений питающего носителя.

Вода, поступающая парообразующие трубы в течение одного прохода не испаряется полностью. Удаётся добиться преобразования 25% жидкости в пар.

Благодаря работе по указанной схеме, удаётся добиться следующих преимуществ:

• охлаждение подъёмных металлических труб;
• исключение накопления солей;
• непрерывное устранение некоторого объёма котловой жидкости;
• возможность использования питающей воды, содержащей большое количество солей.

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.

Монтаж парового отопления в частном доме

Перед монтажом системы нужно рассчитать площадь комнат, определить расположение радиаторов, запорно-регулировочной арматуры, фильтров и других составляющих конструкции.

Далее следует выбрать вариант разводки отопления:

1. Верхний способ. Подразумевает монтаж паропровода выше устройства отопления. От котла опускаются трубы к батареям, а конденсатопроводные системы укладываются по полу.
2. Нижний способ. Трубы паропровода прокладываются ниже агрегатов отопления.
3. Смешанный вариант подразумевает укладку трубопровода чуть выше батарей, в остальном система повторяет верхний способ монтажа.

Чтобы облегчить работы по монтажу, необходимо заранее нарисовать схему обустройства с указанием всех элементов системы, длины и диаметра трубопроводов, количества радиаторов и пр.

Рассмотрим, как провести паровое отопление в частном доме своими руками:

• Подготовить плоскости, поверхности для монтажа оборудования: усилить стены, выровнять поверхность пола. Затем монтаж креплений для радиаторов, фиксация батарей. Рекомендуется располагать радиаторы под окнами, это исключит появление сквозняков, запотевание окон и сдвинет «точку росы» за пределы оконных проемов.
• Установить на бетонное основание парогенератор. Полы нужно застелить негорючим материалом, чтобы предупредить возможность возгорания. Котел лучше монтировать в подвале, чтобы пар поднимался вверх. При формировании теплых полов предпочтение отдается двухконтурному котлу, разделяющему работу для обогрева контура в теплых полах и системе навесных радиаторов. Парогенератор в этом случае монтируется выше поверхности пола.
• Расширительный бак монтируется в самой высокой точке отопления. Фиксация на специальные крепежи, зона расположения в магистрали между парогенератором и батареями отопления. Специалисты советуют монтировать расширительный бак открытого типа на максимально близком расстоянии от отопительного котла.
• Теперь монтаж трубопровода. Начальная точка соединения – парогенератор, затем труба проводится к первой отопительной конструкции, потом соединение отводов, вводов. Точно так же подключаются все последующие трубы. Соединение в магистраль проводится с наклоном в 3 мм на 1 м – это нужно для естественной циркуляции теплоносителя.
• Каждый радиатор оснащается краном Маевского для устранения воздушных пробок, а перед парогенератором монтируется накопительный бак для сбора конденсата, откуда жидкость будет перетекать в котел для нагревания и последующей циркуляции.

Замыкается вся магистраль также на отопительном котле – получается закрытый контур. Чтобы устранить возможность засорения системы, на котел монтируется фильтр. Также на котел монтируется насос для перегонки конденсата, патрубок от котла к насосу подбирается так, чтобы диаметр патрубка был меньше диаметра остальных труб. На выходе из котла устанавливается манометр, клапан сброса излишков давления.

Остается дополнить магистраль узлом слива/залива воды, проверить систему на работоспособность, протечки и можно запускать оборудование в постоянную циркуляцию. Несмотря на простоту монтажа, необходимо тщательно выверять все параметры агрегатов и просчитывать длину трубопроводов.

Просчитывая, сколько стоит провести паровое отопление, следует брать в учет цену основных узлов, вспомогательных элементов, приборов измерения и контроля. Заказывая услугу в компании, хозяину придется выложить от 300$ при условии уже закупленного оборудования, радиаторов и прочих составляющих системы.

Основные компоненты паровой системы

Оборудование и материалы:

• паровой генератор (котел);
• батареи (радиаторы);
• приборы измерения и контроля;
• насос;
• коллектор для аккумуляции конденсата;
• запорно-регулирующая арматура.

При формировании системы своими руками нужно помнить, что все элементы обязаны выдерживать крайне высокую температуру нагревания. Например, для пара не подходит мембранный расширитель с максимальной температурой +85 С, нужен накопитель с пограничными показателями температуры от +100 С.

Если система оборудована от печи, то дымоход будет засоряться чаще, поэтому чистке нужно уделять более тщательное внимание. Печь с теплообменником можно использовать для приготовления пищи, но только в холодное время года

Летом, затапливая печь, хозяин получит циркуляцию теплоносителя в системе отопления, а это неудобно, неэкономично. Специалисты рекомендуют устанавливать в кухне отдельный прибор для приготовления пищи в летнее время, а печь использовать в холодные сезоны.

Как правильно рассчитать паровую систему

Остановив свой выбор на паровой системе, предстоит составить проект ее расположения в здании и выполнить предварительные вычисления.

Есть два варианта:

• произвести расчет основных компонентов парового отопления своими силами;
• обратиться за помощью к профессионалу – проектировщику.

Второй способ решения этого вопроса наиболее предпочтительный. Ведь только специалист, имея за плечами не один, удачно реализованный, проект по обустройству отопительной системы, способен учесть все пожелания владельца, не забыв о нормативных требованиях.

Если нет возможности и желания обращаться к проектировщику, можно приступить к самостоятельному расчету системы отопления паром. Можно использовать нормативы и полезные рекомендации из специальной литературы, например, из справочника проектировщика.

Для расчета предстоит взять план своего дома и посчитать площадь, которую требуется отопить. Затем обозначить места расположения радиаторов отопления.

При паровом отоплении часто используют вместо батареи регистры, выполненные из оцинкованных или оребренных труб. Они могут иметь дизайнерское оформление

Радиаторы подбирают в зависимости от требуемой мощности

Причем, важно учитывать технические характеристики понравившегося прибора – он должен выдерживать нагрузку при работе с паром

Чугунные радиаторы лучше не использовать в устройстве парового отопления редко посещаемой дачи. Постояв холодными длительное время, они могут не справиться с резким нагревом и лопнуть

Сравнительный обзор разных радиаторов отопления и рекомендации по их выбору приведены в этой статье.

Рассчитывать длину паро- и трубопровода для конденсата лучше всего, находясь в самом помещении. Так удобнее планировать высоту их прокладки и места установки радиаторов, если они понадобятся.

Для парового отопления можно использовать металлические трубы из оцинкованной стали или меди

Подсчитав нужное количество погонных метров трубы, не стоит забывать о паровой арматуре – вентилях, тройниках, при необходимости – конденсатоотводчиках, насосе.

Для определения мощности парового котла потребуется вычислить объем всех отапливаемых помещений и умножить эту цифру на показатель требуемого количества энергии для обогрева 1 м3. Этот показатель зависит от региона проживания. Так, для европейской части показатель составляет 40 Вт.

Можно подсчитать мощность котла для 3-х комнатного дома с высотой потолков 2,6 м.

Сначала надо вычислить площадь отдельных помещений:

• 1-я комната: 5*2,95=14,75 м2;
• 2-я комната: 3*2,45=7,35 м2;
• 3-я комната: 2*5,4=10,8 м2.

Затем предстоит вычислить объем всего дома: 14,75*2,6+7,35*2,6+10,8*2,6= 38,09+19,11+28,08= 57,02 м3.

Теперь полученный объем надо  умножить на потребности в тепле: 57,02*40 Вт=2288 Вт. К полученному значению надо добавить запас мощности не менее 20%: 2288*1,2=2745,6 Вт или около 3 кВт.

Второй вариант определения мощности – по площади. Условно принимается, что для отопления каждых 10 м2 требуется 1 кВт мощности котла + 30% запаса, если высота потолков не превышает допустимый уровень до 2,7 м.

Использовать для парового отопления можно только сертифицированный агрегат. Брать самопальный котел весьма опасно – можно серьезно пострадать при его взрыве

Выбирать паровой котел следует от проверенного производителя. Агрегат должен иметь сертификат качества и гарантию завода, его выпустившего. Паровой котел обязательно оснащают предохранительным клапаном. Также, потребуются приборы контроля температуры и давления и редуктор для нормализации давления, если это потребуется.

Классификация систем

Вариаций, как провести самодельное паровое отопление, существует много. Это одно- и двух-трубные разновидности. В первом случае осуществляется непрерывное движение пара по трубе. Сначала он передает тепло батареям, после чего трансформируются в жидкость. Дальше он имеет вид конденсата. Чтобы носителю не столкнуться с препятствиями, трубу следует подбирать довольно большого диаметра.

Однотрубные и двутрубные

Однотрубные системы отопления имеют немало недостатков. Нагрев радиаторов у них может значительно отличаться: области около котла нагреваются в большей степени. Чем дальше от них, тем этот показатель меньше. Заметить такую разницу, с другой стороны, можно лишь в больших помещениях. В двухтрубной системе пар перемещается по одной трубе, а конденсат уходит по противоположной. За счёт этого удаётся обеспечивать равную температуру во всех радиаторах.

У паровой системы отопления сравнительно маленькие теплопотери

Одновременно расход труб существенно увеличивается. Как паровое, так и водяное отопление бывает одно- и двухконтурным. В первом случае система применима для отопления помещений. Во втором она выполняет роль нагревателя воды для бытовых ситуаций.

Прочие разновидности

Разводка отопления тоже может быть различной. Выделяют три основных варианта:

• С верхней разводкой. Магистральный паропровод находится по уровню выше, нежели отопительные приборы. От него отходят трубы по направлению к радиаторам. Около поверхности пола обустраивается провод для конденсата. Такую систему проще реализовать, она лучше работает.
• С нижней разводкой. Магистраль устанавливается по уровню ниже, нежели паровые отопительные приборы. Получается, что одна и та же труба, которая должна иметь увеличенный диаметр, устроена таким образом, что провоцирует разгерметизацию и гидроудары. Дело в том, что в одном направлении идет движение пара, тогда как прямо навстречу ему движется конденсат.
• Со смешанной разводкой. Труба, пропускающая пар, фиксируется несколько выше радиаторов по уровню. Все остальные особенности совпадают с вариантом обустройства верхней разводки. За счёт этого удается сохранять все ее положительные качества. Основной минус — травмоопасность. Объясняется она облегченным доступом к нагретым трубам.

Есть и другая классификация. Она основывается на показателе внутреннего давления системы. Основными являются такие виды:

• Вакуумные. Система абсолютно герметична. В ней присутствует формирующий вакуум-насос. Пар конденсируется при пониженной температурной отметке. Получается, что система более-менее безопасна.
• Атмосферные. По сравнению с атмосферным давлением аналогичный показатель в полости контура выше в несколько раз. Если случится авария, это приведет к негативным последствиям. Функционирующие в подобной системе радиаторы могут нагреваться до критических отметок.

Как сделать двухтрубную систему отопления своими руками:

Устройство парового отопления в индивидуальном доме

При сборке системы учитывайте габариты дома, расположение и число радиаторов, а также наличие запорно-регулирующей арматуры и других элементов. Насос для парового отопления подбирают так, чтобы он обеспечивал эффективное движение теплоносителя в системе.

Составляющие паровой системы

Для сборки парового отопления понадобятся следующие составляющие элементы:

• нагревательный прибор (котел);
• трубы для прокладки контура;
• отопительные приборы (радиаторы);
• запорно-регулирующая арматура;
• расширительный бак;
• насосное оборудование;
• контрольно-измерительные приборы.

Монтаж системы

После изготовления проекта и закупки необходимых комплектующих приступают к сборке системы в такой последовательности:

1. Для начала нужно подготовить места установки оборудования. На стеновой поверхности закрепляются кронштейны под радиаторы. На них навешиваются отопительные приборы, которые должны устанавливаться под оконными проемами для формирования тепловой завесы и уменьшения теплопотерь через остекленные поверхности.
2. После этого на бетонное основание монтируем парогенератор. На пол стелим жаростойкое покрытие. Котел лучше установить в подвале, поскольку водяной пар поднимается вверх. В случае одновременного устройства теплых полов рекомендуется применять двухконтурный котел, который устанавливается выше пола первого этажа.
3. Расширительный бак монтируется в наивысшей точке системы. Он подключается к магистральному трубопроводу между парогенератором и отопительными приборами. Профессионалы советуют устанавливать расширительную емкость открытого типа как можно ближе к котлу.
4. Приступаем к сборке трубопровода. Разводку начинаем вести от парогенератора. Трубы подводим к первому радиатору, выполняем его подключение, соединив необходимые входы и выходы. Последовательно подключаем все последующие радиаторы, не забывая делать уклон магистрального трубопровода (3 мм на каждый погонный метр).
5. На обратной магистрали перед котлом устанавливаем накопительный бак для сбора конденсата. От него трубопровод с уклоном должен идти в нагревательное оборудование.
6. Замыкаем магистральный трубопровод на котле отопления. Перед входом в нагревательное оборудование устанавливаем фильтр и циркуляционный насос. При этом участок трубы от насоса до котла должен иметь меньшее сечение, чем остальной трубопровод.
7. На выходе из котла монтируется манометр и предохранительный клапан.
8. На обратке контура обязательно устанавливается кран для слива/залива теплоносителя в случае ремонта системы, ее обслуживания и перерыва в отопительном сезоне.
9. После сборки проводим проверку работоспособности отопительного контура.

Несмотря на эффективность и дешевизну парового отопления, его редко используют для обогрева жилых домов из-за опасности аварийных ситуаций, риска ожогов, а также сложности регулировки температуры в отдельном помещении.

Основные компоненты отопительной системы

Первым делом нужно разобраться, что нужно для системы отопления частного дома, чтобы она была полноценной:

1. Котел. Выбирая котел, нужно найти устройство с оптимальным сочетанием эффективности и экономичности. Кроме того, хороший отопительный котел практически не требует внимания в процессе эксплуатации.
2. Обвязка котла. Обвязка включает в себя группу безопасности (воздушный клапан, предохранительный клапан и манометр), циркуляционный насос и расширительный бачок, принимающий в себя излишки теплоносителя при его температурном расширении.
3. Трубы. Для монтажа потребуются магистральные трубы, подводки к радиаторам и отопительные стояки (необходимы, если в системе будут вертикальные участки).
4. Отопительные приборы и их обвязка. К обвязке отопительных приборов относятся элементы запорной арматуры.

В открытых системах с естественной циркуляцией теплоносителя функцию обвязки котла выполняет открытый расширительный бачок. Такая система водяного отопления частного дома своими руками создается очень просто, но за эту простоту придется платить длительным и неравномерным прогревом системы, а также подверженностью коррозии и образованию накипи.

Положительные моменты выбора данного вида системы отопления:

• Высокий КПД. Несложная в установке и в принципе действия агрегата обладает достаточной эффективностью работы на долгое время. Паровая система по самому своему принципу циркуляции воды и конденсата является весьма продуктивной;
• Хорошие теплоаккумулирующие характеристики пара, которые позволяют передавать тепло через радиаторы без существенных затрат;
• Низкая себестоимость установки и широкий диапазон выбора как для возможностей вашего бюджета, так и для любого типа помещения, в котором будет производиться установка.
• Возможность достаточно скорого и регулируемого обогрева частного дома.

В целом стоит отметить, что паровая система обогрева является достаточно выгодным вариантом для желающих обустроить практически самостоятельно, дешево и сообразно собственному бюджету достаточно надежную и эргономичную систему. Диапазон выбора котлов, типов труб, радиаторов и прочих входящих элементов достаточно широк и разнообразен. Дачные участки, крупные помещения и частные дома при безопасной и правильной установке (см. этапы и общие советы) могут быть достаточно обеспечены таким видом отопительной системы.

Обвязка батарей

До того, как сделать отопление в доме самостоятельно, нужно подумать еще и о количестве арматуры, которая будет использоваться в системе. В том случае, если планируется только отключение радиаторов, то достаточно будет двух шаровых кранов, установленных на подводках с каждой стороны отопительных приборов. Такие краны довольно надежны и долговечны, поэтому проблем с ними не будет.

Другое дело, если систему нужно будет настраивать. Чтобы отрегулировать проходимость теплоносителя, потребуются радиаторные клапаны. Конструктивно они представляют собой обычные вентили, в которых установлен металлический клапан. Для автоматической настройки проходимости подводок лучше взять клапаны с термоголовками, которые регулируют теплоотдачу батарей при изменении температуры воздуха в помещении.