Парно отопление в частна къща и на вила на база на пещ или котел

Ефективното отопление на жилището – една от най-важните задачи за всеки собственик на къща. Интересен вариант за решение на тази задача може да бъде парната отоплителна система, чиито принципи на работа и устройство се различават от обичайните водни схеми.

Това не е най-простият вариант, който има своите силни и слаби страни. Ще разкажем за правилата на устройството и организацията, особеностите на работа на системата с парообразен топлоносител. Вие ще научите как да устроите парно отопление в частен дом и как да го експлоатирате правилно.

Принцип на действие на парната система

Когато водата заври при постоянно налягане, тя запазва температурата си постоянна. Образуващата се в резултат на такова кипене пара притежава значително количество топлинна енергия. В момента на кондензацията, т.е. при превръщането на парата в течност, тази енергия се освобождава и предава на околната среда.

Този принцип се използва в работата на парните отоплителни системи. Водата заври в котела, парата се движи по тръбите към радиаторите, там кондензира и се разделя с топлината, като по този начин загрява въздуха в помещението.

Получената в процеса на кондензация вода продължава движението си по тръбите и се връща в специален накопител, а след това постъпва към нагревателя по естествен начин или принудително, с помощта на помпа.

В зависимост от налягането вътре в системата на парното отопление те се разделят на:

• вакуум-парни;
• ниско налягане;
• високо налягане.

В първите налягането е по-малко от 0,1 MPa, във вторите – още по-ниско – до 0,07 MPa, а в третите – над 0,07 MPa. Отворените системи с ниско налягане имат достъп до въздух от атмосферата, но те могат да бъдат и затворени, т.е. напълно херметични.

На тази схема са демонстрирани принципите на разводката на парното отопление. Отоплителният уред трябва да бъде разположен по-ниско от радиаторите, а на кондензатопровода се придава наклон.

В такива системи обикновено се използва така наречената суха наситена пара, която не съдържа суспендирани частици вода. Количеството пара в системата се отразява на нейната работа. Ако парата е прекалено малко, това ще създаде проблеми за свободното оттичане на кондензата, а в долната част на отоплителния уред ще се събира студен въздух.

Достатъчният обем пара подобрява процеса на оттичане на кондензата, който се измества към стените и се стича по тях под формата на тънък воден филм.

В затворените системи водата след кондензация постъпва веднага в топлообменника, но често се използват отворени системи, при които топлоносителят първо се събира в акумулатор, а след това се изпомпва в котела за нагряване.

Кондензатът може да запълва напълно тръбите, по които се движи за нагряване, или само частично. Последният вариант е за предпочитане, тъй като при изключване на системата тръбите в нея ще останат сухи.

Ако топлоносителят на парното отопление след кондензация се премества директно в котела за последващо нагряване, системата се нарича затворена. Ако кондензатът първо се събира в накопителен резервоар, от който се изпомпва в котела с помпа, системата спада към отворените.

Особености на системите с ниско налягане

Разпространен вариант на такава система е затворен, с използване на гравитачно връщане на кондензата в котела, който запълва тръбите не напълно, като при това се прилага горна разводка на тръбите.

Първо системата се запълва с вода до необходимото ниво, след това започва нагряването. Кондензатът се стича по общия щранг и при достигане на зададеното ниво се изтласква в котела.

При същата система с долно разпределение се препоръчва да се монтират тръби с лек наклон по посока на движението на парата, за да се намалят шумовите ефекти. На мястото за отвеждане на кондензата се поставя примковидния хидрозатвор, който предотвратява преминаването на парата към кондензационния тръбопровод.

Скоростта на парата в такива системи трябва да бъде умерена, не повече от 0,14 м/с. В противен случай парата ще увлича и частици влага, натрупани по стените. В резултат системата работи с голям шум, като се увеличава рискът от възникване на хидравлични удари.

Комбинираното разпределение, т.е. съчетание на горно и долно разпределение, се прилага, ако тръбите се полагат под пода на горния или средния етаж на къщата. Просветът на тръбите, по които водата се връща в котела, в този случай ще бъде затворен от кондензат.

Ако налягането в системата надвишава 0,02 МРа, тя трябва да се направи отворена. Въздухът се отстранява през кондензатния резервоар, а за да не напуска парата системата, се поставя кондензоотводчик или хидрозатвор. Водата от резервоара се изпомпва с помпа в топлообменника, което позволява резервоарът да бъде поставен под нивото на топлообменника.

Топлоносителят за отопление на частна къща с котелно помещение се нагрява в топлообменник, разположен в котелното. При достигане на работна температура парата се придвижва в колектора, който разделя потока на два кръга: за основните помещения и за котелното (+)

Оценка на предимствата и недостатъците

Какво е доброто на системата за парно отопление? Сравнително лесно е да се направи дори на базата на обикновена дървена печка. Това е особено актуално в райони, където липсва централизирано газоснабдяване, а дървата или друго твърдо гориво са напълно достъпни.

Парата като топлоносител значително изпреварва водата. Скоростта на затопляне на помещенията е три пъти по-висока. Освен това, парната отоплителна система едва ли може да се повреди по време на зимните студове поради липса на отопление.

Ако горивната камера е изгоряла, водата от системата ще се събере в резервоара или в топлообменника, а тръбите и радиаторите ще останат празни. При водното отопление замръзването на топлоносителя, с който е запълнен целият кръг, както е известно, води до разкъсване на тръбите.

Накрая, размерите на радиаторите за парно отопление трябва да бъдат значително по-малки от тези за водни системи, тъй като количеството получена топлинна енергия се увеличава няколко пъти. Това ще намали леко разходите за монтаж на отоплителната система на къщата.

Декоративните решетки за радиатори на парно отопление – това е не само елемент на интериорния дизайн, но и средство за защита от изгаряния

С това списъкът на предимствата на парната система приключва, и може да се премине към нейните недостатъци, които са доста значими:

• висока опасност от изгаряния;
• повишено ниво на шум при работа;
• трудности при регулирането на работата на системата;
• необходимост от закупуване на скъпи тръби и т.н.

Според нормите за безопасност парното отопление не се препоръчва за жилищни помещения, тъй като представлява висока опасност за здравето и живота на хората, които живеят в къщата.

Така, работната температура на радиаторите ще бъде много висока, при допир до тях може да се получи сериозно изгаряне. Затова всички радиатори ще трябва да бъдат покрити с надеждни декоративни решетки.

Обикновените PVC тръби за такава система няма да са подходящи, тъй като трябва да издържат на високо налягане и температура над 100 градуса. Същите изисквания се отнасят и за останалите елементи на системата. Тръбите за парно отопление трябва да бъдат медни или изработени от поцинкована стомана.

Медните тръби – идеален, но съвсем не евтин вариант за комуникации на системите за парно отопление. За свързване на тези тръби ще е необходим заваръчен апарат.

Във всеки случай този момент не може да се нарече бюджетен. На въпросите за безопасност трябва да се обръща най-голямо внимание. Всички монтажни работи, например заваряването на медни тръби, ще изискват максимално качествено изпълнение. Ако съединението се скъса и в отвора излезе струя пара, някой от обитателите на къщата рискува да получи сериозни изгаряния.

Тръбите от неръждаема стомана са способни да издържат на такива характерни за системите за парно отопление натоварвания, като висока температура и повишено налягане в системата.

Още един недостатък на отоплението с пара – повишеното ниво на шум. За да се отстрани този проблем, трябва правилно да се извърши монтажът на радиаторите. Те се окачват на специални антишумови скоби. Котелът или печката е най-добре да се поставят в отделно помещение. Освен това, медните тръби могат да се поставят в дебелината на стените, което също ще намали нивото на шума.

Накрая, регулирането на температурата на отопление в стаите при парно отопление е малко затруднително. Не може да се инсталира терморегулатор и просто да се намали количеството пара. Ще трябва да се намалява количеството гориво, което не винаги е лесно, или да се проветряват помещенията. Преди началото на работите по монтажа на парната отоплителна система трябва да се вземат предвид всички тези моменти.

Проектиране на система за парно отопление

Дори за малко помещение е най-добре да се състави проект. Система, направена „на прищевка“, с голяма вероятност скоро ще изисква преработка, а съставената на хартия схема ще позволи веднага да се открият слабите места и да се поправят.

Например, за да се създаде система с естествена циркулация на топлоносителя, топлообменникът, а съответно и отоплителният уред, трябва да се разположат в най-ниската точка на къщата.

Паропровод и кондензатопровод на отоплителни системи с естествен тип движение на топлоносителя се поставят с наклон в посоката на движението му (+)

Това означава, че пещта или котелът трябва да стоят по-ниско от всички радиатори, както и от тръбите, които стоят не вертикално, а хоризонтално или под ъгъл спрямо вертикалата.

Ако не може да се разположи отоплителният уред по този начин (в къщата липсва сутерен, сутеренът се използва за други цели и т.н.), трябва да се даде предпочитание на отопление с принудителна циркулация.

На схемата е изобразена отоплителна система с принудителна циркулация. За нейния монтаж ще са необходими циркулационна помпа и акумулаторен резервоар.

Затова в схемата за парно отопление е необходимо да се включи помпа, която ще нагнетява вода в топлообменника. Важен момент в проектирането на отоплителната система – редът на свързване на радиаторите. Последователното свързване или така наречената еднотръбна система предполага свързване на всички радиатори по ред.

В резултат на това топлоносителят ще се придвижва последователно по системата, като постепенно изстива. Това е икономичен вариант на свързване, който е и по-лесен за инсталиране, и по отношение на цената ще излезе по-евтин.

Но равномерността на загряването при този начин ще пострада, тъй като първият радиатор ще бъде най-горещ, а до последния топлоносителят ще постъпи вече наполовина изстинал.

Еднотръбното свързване на радиаторите, както се вижда от тази схема, предполага последователен монтаж. Към последния радиатор топлоносителят постъпва вече изстинал.

Еднотръбното решение може да бъде приемливо само при свързване на парно отопление на вила или в малка къща, с площ под 80 кв. м. А за просторна вила или двуетажна сграда повече ще подхожда двутръбна система, при която радиаторите се свързват паралелно.

Схемата с една тръба осигурява едновременно, а не последователно постъпване на топлоносителя във всеки радиатор, и затоплянето на помещенията се осъществява по-равномерно. Но при двутръбен контур до всеки радиатор ще трябва да се заведат две тръби: права и "обратна".

Такава система е по-сложна за реализация, а и ще излезе малко по-скъпа от инсталирането на еднотръбна система. Все пак, огромното мнозинство от системите за водно отопление са изпълнени по двутръбна схема, въпреки сложностите, и функционират напълно успешно.

На тази схема е показана двутръбна система за монтаж на радиатори на парно отопление. Всеки радиатор се свързва към общ щранг и има обратна тръба, което осигурява равномерно разпределение на топлоносителя.

Ако се предвижда използването на дървена пещ като източник на топлина, тогава веднага трябва да се изчисли и проектира специален топлообменник. Той изглежда като серпентина, заварена от метални тръби. Този елемент се вгражда директно в конструкцията на пещта, а не се монтира отделно.

Затова проектът на новата пещ също трябва да бъде обмислен на етапа на проектиране. Може да се използва и вече съществуваща пещ, но тя ще трябва да бъде частично разглобена, за да се вгради топлообменникът вътре.

За получаване на 9 kW топлина е необходим топлообменник с повърхностна площ около един квадратен метър. Колкото по-голяма е отопляемата площ, толкова по-големи трябва да бъдат размерите на топлообменника.

Ако се предвижда отопление на помещението с помощта на котел, тогава всичко е малко по-просто: той трябва да се купи и инсталира. Обикновено за парно отопление в къщата се препоръчва да се вземе водотръбен модел котел, като най-ефективен.

Въпреки че жаротръбните, димогарните или комбинираните димогарно-жаротръбни модели също могат да бъдат напълно приемлив вариант.

Понякога за организиране на парно отопление използват домашно направен котел, в който изгарят отработено машинно масло. Но този вариант се счита за подходящ за използване в помощни помещения, например в гараж. За жилищна къща този вариант не е особено добър.

Монтаж на основата на дървена печка

Ако проектът е съставен, време е да се запасите с необходимите материали и инструменти. Предварително съставеният проект ще позволи да се изчисли необходимото количество елементи на системата.

На него трябва да бъдат отбелязани всички завои, съединения, тройници, места за монтаж на радиатори и т.н. Освен това е необходимо да се закупят скоби за тръби, както и конзоли, на които ще бъдат монтирани радиаторите.

Котелът на системата за парно отопление, изградена на базата на дървена пещ, се монтира директно в нея. Към котела се свързват паропроводът и кондензатопроводът.

Дължината на тръбите също се изчислява по схемата. За да се намали налягането на парата в системата, ако е необходимо, ще е необходим редукционен клапан. Хидравличен затвор е необходим, за да се осигури възможност за пълно изсушаване на системата за почистване, техническо обслужване или ремонт.

Пред всеки радиатор се препоръчва да се монтира спирателен кран, който ще позволи да го изключите за ремонт, промиване или подмяна. Също така на радиаторите се монтират кранове на Маевски, за да се изпусне попадналият в системата въздух. Въпреки че парата е газообразна, а не течна субстанция, наличието на въздух в системата може да се отрази негативно на нейната ефективност.

За да се осъществява процесът на кондензация именно в радиаторите, а не в акумулатора или в щранга, се препоръчва на изхода да се монтира тройник с тапа, през който ще преминава само вода. Ако е планиран монтаж на система с принудителна циркулация, ще е необходима циркулационна помпа. Освен това е необходим съд за събиране на кондензиралата влага.

Самотечните системи не се нуждаят от такива устройства. Но тръбата, по която водата се насочва към топлообменника, трябва да бъде достатъчно широка, за да осигури бързо придвижване на течността за по-нататъшно нагряване.

Липсата на редукционен клапан в системата за парно отопление, чието устройство е показано на схемата, може да доведе до сериозни повреди поради прекомерно налягане

Освен обикновения монтажен инструмент, задължително ще е необходим заваръчен апарат за свързване на медни тръби. Конструкциите от поцинкована стомана обикновено имат резбови съединения, които трябва да бъдат внимателно уплътнени. Ако се планира монтаж на парно отопление от печка, ще трябва да се започне с изработването на топлообменник.

Топлообменникът за парно отопление, вграждан в дървена печка, се състои от система от кухи метални тръби, по които циркулира вода. Елементът може да има произволна форма, съответстваща на размерите и формата на печката.

Той се заварява от метални тръби с дебелина 2,5-3 мм или дори малко по-дебели. Топлообменникът може да бъде направен както под формата на серпентина, така и във всяка друга форма. Основното е устройството да се побере вътре в дървена печка, както и неговата повърхност да бъде достатъчно голяма за загряване на водата и образуване на пара.

Качеството на заваряване на топлообменника трябва да бъде без преувеличение идеално. Дори микроскопични кухини в шевовете са недопустими, тъй като устройството ще бъде подложено на въздействието на повишено налягане от горещата пара. След като топлообменникът е готов за монтаж, трябва да се провери всеки заваръчен шев.

За целта първо всички шевове се намазват с бял тебешир. След това един от отворите на топлообменника се затваря, а във втория се налива керосин, докато устройството се напълни до горе. Сега трябва да се изчака малко, а след това да се оцени състоянието на шевовете. Ако има пукнатини, през тях ще протече керосин, и на такива места тебеширът ще потъмнее.

Установените недостатъци се поправят, а след това проверката се извършва отново, за да се убедим в цялостта на устройството. Сега трябва да се изплакне, а след това да се започне изграждането на дървената печка. Топлообменникът се вгражда надеждно в горивната камера, а към неговия вход и изход се присъединяват тръби, които след това се използват за свързване на топлообменника с отоплителната система на къщата.

Полагането на пещта се завършва по обичайния за такива съоръжения ред. След това се извършва монтаж на тръби и радиатори на отоплителната система в съответствие с предварително изготвен проект. Първо се монтират радиаторите, като се използват скоби, които ще потиснат шума от работата на парното отопление.

На всеки радиатор се монтират кранове на Маевски, за да може да се изпусне въздухът. Запорни кранове ще са необходими с един повече от радиаторите, тъй като трябва да се инсталира един общ спирателен кран в самото начало на системата. Преди този кран се поставят също редукционен клапан и редукционно-охладителна инсталация.

Накрая, ако това е предвидено в проекта, се монтират акумулатор за топлоносител и циркулационна помпа. За системи, устроени с естествена, а не принудителна циркулация, резервоар и помпа не са необходими. Но на тръбата, която води към топлообменника, трябва да се придаде лек наклон, около 3 мм на всеки метър.

Съвременните котли за парно отопление в дома – това са надеждни устройства, работещи на различни горива и снабдени с автоматизирани системи за контрол

Системите с парен котел се монтират приблизително по същия начин: в съответствие с проекта и с отчитане на особеностите на оборудването. Например, редукционен клапан и охладител най-вероятно няма да са необходими, тъй като системата за контрол на налягането и температурата на парата вече е вградена в котела.

Няколко полезни съвета

При монтажа на системата за парно отопление трябва да се помни, че всички нейни елементи трябва да издържат на висока температура, над 100 градуса. Например, обикновен мембранен разширителен съд като резервен капацитет в случай на увеличаване на обема на топлоносителя няма да е подходящ, защото неговият максимум – това са 85 градуса.

Коминът на пещта, в която е вграден топлообменникът, ще се замърсява по-бързо, отколкото този на обикновена печка. Затова почистването на комина трябва да се планира и извършва по-често.

Пещта с топлообменник при желание може да се използва също за приготвяне на храна, но това не е много удобно. През летния период, когато отоплението не е необходимо, тази пещ не може да се запалва. Ще се наложи да се търси алтернатива. По-лесно е, ако за кухнята в дома е устроена отделна удобна пещ.

Относно това как да се проектира и сглоби система за парно отопление със собствени ръце, подробно е описано в тази статия, препоръчвана от нас за прочит.

Изводи и полезно видео по темата

Практически опит за превръщане на дървена пещ в котел за парно отопление е представен в това видео:

Продължението на процеса на монтаж на парно отопление може да се види в този файл:

За разликата между принудителната и естествената циркулация в отоплителните системи подробно е разказано тук:

Парното отопление – не е най-простият за реализиране вариант на автономна отоплителна система. Но при правилно проектиране и монтаж с помощта на пара може ефективно и сравнително евтино да се осигури на дома си необходимото количество топлина.

Коментирайте, моля, представената от нас за разглеждане информация. Задавайте въпроси, споделяйте полезни сведения и оставяйте снимки по темата на статията. Отдолу има блок-форма, предназначена за публикуване на публикации и общуване.