Заинтересовались построением отопительной системы? Я расскажу, по какому принципу работает отопление частного дома и какое для этого используется оборудование. А также предложу актуальные схемы устройства трубопроводов и подключения отопительных приборов.

Внесем ясность - паровое или водяное

Паровое отопление - это система, в основе которой применён паровой котел и раскаленный пар, циркулирующий в качестве теплоносителя по трубам. Сразу же отмечу, что такая система используется только при обогреве промышленных объектов, так как по СНиПу запрещена для применения в жилых домах.

При обустройстве частного сектора используется водяное отопление, которое ошибочно называется паровым. Раскалённый пар сильно разогревает трубы для парового отопления, а очень высокие температуры в быту небезопасны. Вода же, в качестве теплоносителя, не опасна, так как не нагревается свыше температуры кипения.

Впрочем, если вам привычно называть систему паровой, то почему бы и нет.

Все, что нужно знать о устройстве отопительных систем

Иллюстрации	Основные элементы водяной системы
	Отопительный котел . Этот компонент в составе системы нагревает теплоноситель до определённой температуры и обеспечивает циркуляцию жидкости по трубам и радиаторам.
	Паровые трубы . Полимерные, стальные или медные трубы предназначены для транспортировки теплоносителя от теплогенератора к радиаторам. Трубы различаются внутренним диаметром и толщиной стенок, что сказывается на их пропускной способности и на давлении, которое они могут выдержать.
	Радиаторы (батареи) . Эти компоненты в отопительной системе выполнены в виде металлических проходных ёмкостей. Попадая в радиатор с одной стороны, теплоноситель проходит через лабиринт, в процессе чего отдает тепло стенкам батареи. На выходе с радиатора, температура жидкости значительно ниже, чем на входе.
	Дополнительное оборудование . К этому оборудованию относятся такие компоненты, как термостат, который обеспечивает лучший контроль температуры, коллектор, который нужен для отбора теплоносителя в теплый пол и т. п.

Актуальные схемы построения отопительных систем

Иллюстрация	Описание схемы
	Однотрубная схема . Такая схема парового отопления отличается последовательным подключением батарей в системе. В итоге, горячая вода из котла проходит через первый радиатор, попадает во второй, в третий и т.д. Существенный недостаток схемы - неравномерный обогрев, так как в комнате, близкой к котлу, будет жарко, а в помещении, наиболее удалённом от котла, будет холодно. Каждый радиатор может снабжаться запорной арматурой. Для этого подключение выполняется через байпас. При остановке подачи воды на одну батарею, теплоноситель проходит дальше.
	Двухтрубная схема . В таких системах радиаторы подключаются параллельно. То есть, через систему проходят труба подачи и обратная труба. Каждый радиатор, одним патрубком подключён к подаче, а другим — к обратке. Эта схема более эффективна, чем однотрубная, но и тут теплоноситель остывает неравномерно.
	Схема Тихельмана . Это та же двухтрубная система, но здесь обратная труба для парового отопления проложена петлей. В итоге, первый за котлом радиатор будет отдавать теплоноситель позже других батарей, а наиболее отдалённый от котла радиатор отдаст отработанный теплоноситель быстрее всего. Такая схема компенсирует неравномерность остывания теплоносителя и, из-за этого, батареи в разных комнатах будут одинаково теплыми.

Отличие систем по характеру движения теплоносителя

Иллюстрация	Особенности схемы
	Естественная (гравитационная) циркуляция . Это традиционная схема, в которой теплоноситель движется за счет наклона труб и разницы плотности теплой и холодной воды. Нагретая вода, за счет меньшей плотности, поднимается вверх и проходит по трубам, постепенно высвобождая тепло. Дойдя до крайней точки в системе, теплоноситель остывает, опускается вниз и проходит обратно к котлу, так как в системе, за счет горячей воды, будет создаваться давление. Для увеличения интенсивности естественной циркуляции, труба в крайней точке системы имеет меньший диаметр, чем в начале
	Принудительная циркуляция . В основе такой системы можно использовать котел со встроенным насосом или выносной циркуляционный насос. За счет насоса теплоноситель беспрерывно перемещается в закрытом трубопроводе.

Что выбрать из предложенных схем

Системы с естественной циркуляцией

Системы с принудительной циркуляцией

Подбор труб для отопления

Трубы, в зависимости от производственного материала, имеют разную пропускную способность, и это нужно учесть, проектируя отопление.

Полимерные трубы в течение всего ресурса показывают лучшую пропускную способность, в сравнении с металлическими аналогами. По мере эксплуатации, внутренняя поверхность стальных труб окисляется, что негативно сказывается на пропускной способности. Внутренняя поверхность полипропиленовых труб всегда гладкая и потери напора минимальны.

Есть три способа расчета диаметра отопительных труб:

• Первый способ - это применение специальных программ или онлайн калькуляторов;
• Второй способ - это применение специальной таблицы, в которой указано соотношение актуальных диаметров и параметров теплоносителя.
• Третий способ - расчёт по формуле √354∙(0.86×Q:Δt):V = D. В формуле: Q - мощность теплового потока в киловаттах; ∆t - разница температуры на подаче и обратной трубе; V - интенсивность циркуляции теплоносителя; D - искомый диаметр труб.

По стандарту, температура теплоносителя на подаче равна + 90 ºС, температура на обратке в среднем снижается до +70 °С. В итоге ∆t равно +20°С.

Как рассчитать параметры батарей

Расчет мощности радиаторов отопления и количества секций выполняется 3 способами.

Иллюстрация	Особенности расчета
	Быстрый (калымный) способ. Этот способ подходит для типовых квартир с высотой потолка не более 2,5 м. В расчет принимается площадь пола в помещении. Площадь делится напополам и к полученному числу прибавляется 1. Результат расчетов - это количество секций в стандартном алюминиевом или биметаллическом радиаторе с межосевым расстоянием в 500 мм. Откуда берётся такое число? Для отопления 1 м² типовой квартиры нужна мощность радиатора не менее 100 Вт. Таким образом, на помещение с площадью 20 м² нужно 2 кВт тепла. Мощность секции пятисотого радиатора - около 180 Вт. Делим 2 кВт на 180 Вт и получаем 11 секций, то есть, тот же результат, который был бы посчитан быстрым способом.
	По формуле. Подсчеты по формуле совпадают с первым способом, но при этом, учитываются такие особенности дома, как остекление, качество остекления, теплоизоляция стен, этажность и т.п. По формуле P = 41 × V × K¹ × K² × K³ рассчитываются теплопотери помещения, которые, в конечном счете, должны равняться мощности радиатора. В формуле P - помещение; 41 - это количество Вт тепла для обогрева 1 м³ воздуха в помещении; V - это объем, который рассчитывается путем умножения длины комнаты на ширину и на высоту;
	Способ используемый при промышленном планировании отопления . Этот способ связан с выбором комплектующих для отопительной системы в целом. Учитывается конвекционная способность радиаторов, мощность котла диаметр труб, нормы СНиП. Например, по СНиП, нормированная ширина радиатора определяется как 70% ширины оконного проёма.

Схема подключения батарей в системе

Иллюстрация	Способ подключения
	Диагональный способ . Этот способ считается базовым и наиболее эффективным для типовых квартир. Трубы подводятся к отопительным приборам сверху с одной стороны и снизу - с другой. За счёт того, что расположение труб по обеим сторонам не совпадает, теплоноситель проходит через радиатор не по пути наименьшего сопротивления, а минуя все каналы. В итоге, из теплоносителя высвобождается наибольшее количество тепловой энергии.
	Способ нижнего подключения . Этот способ широко известен как «Ленинградка». Теплоноситель подводится по низу и по низу же отводится. В итоге, горячая вода идет по пути наименьшего сопротивления, лишь незначительно проходя по каналам. В результате, высвобождение тепла за счёт такого подключения вдвое меньше, чем в предыдущем способе.
	Способ нижнего подключения (альтернативный вариант) . Можно соединить трубы и радиаторы в нижней точке, но более эффективно. чем в предыдущем варианте. Для этого, на входе устанавливается специальный клапан, который направляет теплоноситель вверх. В итоге, горячая вода идет не по пути наименьшего сопротивления, а по каналам, высвобождая максимум тепла.

Подведем итоги

Как вы убедились, сделать отопление своими руками вполне реально. Если при построении системы появятся вопросы, обязательно задавайте их в комментариях. Кроме того, рекомендую посмотреть видео в этой статье.

Обогреть жилище можно русской печью или камином, при помощи солнечного коллектора, пара или нагретой воды. Те, кто проживает в частном доме на постоянной основе, выбирают водяные или паровые системы отопления. Паровое отопление способствует эффективному прогреву воздуха в помещении. Данный вид отопления люди успешно используют уже больше века. Принцип работы системы отопления просто – пар образуется, когда вода в котле закипает

Виды паровых систем

Паровые системы нагревают помещение паром, который образуется во время закипания воды в котле. После образования пар уходит в трубы, а затем попадает в батареи, которые устанавливают по всей площади помещения. Обычно система состоит из шести узлов: котла, выпускного клапана, радиаторов, труб, насоса и топки.

Системы отопления бывают открытыми и закрытыми. Первые для возвращения конденсата в котел используют насос, вторые – работают на силе гравитации.

Системы отличаются высоким и низким паровым давлением. Также существуют вакуум-паровые котлы. На разделение котлов влияет общая протяженность труб. Обычно считают расстояние от котла до радиатора, который расположен в самой дальней точке.

Виды трубных разводок:

• Однотрубная. Пар и конденсат идут по одной трубе. Недостатком этого вида разводки являются постоянные посторонние звуки.
• Двухтрубная. Одна труба предназначена для прохождения пара, другая – для образующегося конденсата. Трубы замыкают в одном цикле.

Для отопления частного дома больше всего подходит двухтрубная система отопления. Благодаря этому виду разводки можно обеспечить простое регулирование температуры с помощью вентиля. В однотрубной системе регулировать температуру таким образом можно только после снижения мощности, а это влечет за собой недогрев в холодное время года.

Паровое отопление в частном доме: виды труб

Паровое отопление пользуется особой популярностью среди владельцев частных домов. Паровые системы отличаются надежностью и функциональностью. Многие потребители на своем опыте убедились в том, то такое отопление удобно в эксплуатации и может прослужить долгие годы.

Теплоносителем в данной системе отопления является пар, поэтому конструкция не отличается особой сложностью, и ее можно установить своими руками.

Центральный элемент отопительной системы – паровой котел. Именно он является тепловым источником. Пар поступает в магистрали и батареи, затем из паровой турбины производится его отбор. Функционирующая система работает так, то пар превращается в конденсат, который возвращается в котел.

Виды труб для систем парового отопления:

• Медные. Отличаются прочностью, надежностью и практичностью. Трубопровод способен выдержать высокие температуры. Стоят трубы довольно дорого.
• Оцинкованные и нержавеющие. Для монтажа труб используют резьбовое соединение. Трубы отличаются высоким качеством, надежностью, прочностью.
• Стальные. Сварочные работы производят в процессе установки. Трубы надежные и прочные, но подвержены воздействию коррозии

Процесс проектирования и установки должен быть выполнен правильно, только тогда система отопления будет работать эффективно. Схема парового отопления простая, функциональная, надежная и доступная. Правильная установка системы отопления – гарантия того, что в помещение будут созданы оптимальные условия.

Система парового отопления: достоинства и недостатки

На работу системы парового отопления влияет манометрическое давление пара. Поэтому отопление может представлять собой систему низкого давления, высокого давления и вакуумного. В нашей стране эффективно используют системы низкого и высокого давления.

Схема паровой системы отопления аналогична схеме водяного отопления. В их состав входит тир основных элемента: теплогенератор, отопительные приборы, сеть трубопроводов, которые совместно образуют циркуляционное кольцо.

Пар поступает в отопительный прибор из котла и отдает тепло парообразования через стенку воздуху в помещении. Чтобы отводить воздух в самой низкой точке паровой системы, используют воздуховыпускные петли с кранами. От давления систему защищают предохранительными петлями, которые состоят из гидравлических затворов и паровыбрасывателей.

Преимущества парового отопления:

• Не могут замерзнуть. Такие системы могут работать в любое время года.
• Работают эффективно. Тепловой прибор передает тепловую энергию пространству путем конвекции и излучения.
• Легкость при монтаже. При установке можно использовать трубы и радиаторы небольших размеров.
• Практичность. Теплообменники почти не теряют тепла.

У таких систем есть и недостатки, которые нужно учитывать перед их установкой в доме. Они отличаются высокой температурой поверхности приборов отопления. В большинстве случае установки подвержены воздействию коррозии. При движении пара по трубопроводу возникает неприятный шум.

Схемы паровых котлов для частного дома: схемы прокладки трубопровода

Чтобы выполнить правильную установку парового отопления в доме необходимо составить проект отопительной системы. Работая над схемой, важно определить, какова будет длина труб, нужно ли устанавливать переходники и тройники, учесть наличие поворотов, стояков и радиаторов. Котел размещают в специальном месте с обязательным наличием вентиляции.

Выше котла (на три-четыре метра) важно не забыть установить расширительный бак, в котором прокладывают трубу.

К трубе необходимо присоединить радиатор, а затем выполнить установку системы отопления в соответствии со схемой. Для прокладки отопления можно использовать разнообразные конструктивные схемы. Выбирая схему, следует учитывать площадь помещения и ее характерные особенности.

Схемы прокладки трубопровода:

• Распределительный паропровод располагают вверху;
• Паропровод располагают внизу;
• Используют схему промежуточной прокладки;
• Прокладывают сухой кондексатопровод;
• Используют мокрый конденсатопровод.

Паровое отопления с прокладкой вверху предполагает поступление насыщенного пара из котла через сепаратор в паропровод. Пар минует отопительные приборы, превращается в конденсат и отдает тепло в помещение. Вода, которая получилась в процессе нагрева, снова попадает в котел.

Изготовление котла: паровое отопление в частном доме

Чтобы изготовить систему парового отопления самостоятельно, необходимо составить предварительный список того, то нужно. Все элементы, из которого изготавливают котел, должны быть качественными. Паровой котел нужно выбирать с учетом площади помещения. Котел может быть предназначен для работ на газу или твердом топливе.

Для прокладки системы отопления можно использовать самые разнообразные трубы: стальные, нержавеющие, оцинкованные, медные.

Самый главный элемент в системе отопления – котел. Именно благодаря ему происходит нагрев воды до степени закипания. Вода кипит, образуя пар, накапливание которого происходит тут же. Благодаря воздействию высокого давления пар переходит в трубы, забирая с собой скопившийся воздух. В конце-концов, пар снова становится водой и оказывается в котле.

Поэтапное изготовление котла:

• Составление плана. Определить расположение котла и батарей.
• Работы в котельной. Обшить помещение огнеупорным материалом.
• Установка котла. Важно расположить котел ниже трубопровода.
• Монтировать трубопровод и батареи. Важно правильно подобрать материалы и диаметр труб.

Установку батарей выполняют при помощи сварки и резьбового соединения. Чтоб труб не пропускали пар, важно проследить за герметичностью соединений. Следует внимательно отнестись к установке котла отопления. После установки нужно проверить правильно ли функционирует котел. Все системы должны работать слаженно. Пароводяное отопление отлично подойдет для установки в частном доме.

Паровое отопление: схема (видео)

Первая идея для отопления, которая может прийти владельцу частного дома, может быть установка печи. Но такое отопление считается уже несовременным. Заменить его можно паровым отоплением, установку которого можно выполнить своими руками. Для этого нужно предварительно ознакомиться с системой отопления и изучить инструкцию изготовления котла. Паровое отопление способствует равномерному прогреву дома. Принцип работы системы основан на закипании воды и образовании пара, который прогревает помещение. Для качественной работы следует выбирать подходящий вид труб.

Нынче паровое отопление жилых домов считается пережитком прошлого. В принципе, пар никогда в отопительные системы квартир и не подавался, а только от котельных до тепловых пунктов. Это выражение давно вошло в обиход и в простонародье означает как раз обычное водяное отопление. Тем не менее в интернете часто можно встретить рекомендации о том, как надо монтировать в частных домах паровые системы. В данной статье будет разъяснено, почему обогревать свое жилище паром недопустимо.

Особенности парового отопления

В советские времена на многих промышленных предприятиях, чьи котельные производили пар для технологических нужд, организовывалось отопление, где он служил теплоносителем. В качестве батарей применялись регистры либо стальные конвекторы, а котел для парового отопления обеспечивал давление в системе 3 Бар и выше при температуре теплоносителя более 130 ºС. При этом поверхность регистров представляла опасность ожогов для работников предприятия.

С тех пор на подавляющем большинстве предприятий прошла реконструкция и осуществлен переход на водяное или воздушное отопление. Но, как мы уже отмечали, множество интернет-ресурсов дают рекомендации по монтажу парового отопления в частных домах, что само по себе нонсенс. Это мотивируется тем, что система парового отопления в частном доме:

• не требует радиаторов больших размеров, оттого что температура теплоносителя гораздо выше;
• обеспечивает очень быстрый прогрев помещений;
• нуждается в трубопроводах меньшего диаметра, чем водяная;
• обойдется дешевле в оборудовании и монтаже.

Чтобы развеять все мифы и избавить домовладельцев от непоправимых ошибок или пустой траты времени на изучение всех аспектов, мы рассмотрим принцип работы парового отопления и перечислим все его особенности. Итак, вначале котельная установка производит пар определенной температуры и давления, эти параметры напрямую взаимосвязаны. Например, при температуре 133 ºС давление пара составляет 3 Бар, при 140 ºС – 3.5 Бар, а при 144 ºС – 4 Бар.

Пар под давлением движется по трубопроводу, чей диаметр должен быть больше, чем для такой же массы воды. Отдавая тепло в радиаторах, он конденсируется, но лишь частично, в результате чего получается пароводяная смесь. Двигаясь назад по конденсатопроводу, она проходит процесс вторичного вскипания, что чревато гидроударами. Чтобы паровое отопление на дровах или другом топливе функционировало нормально, следует выполнить такие требования:

• чтобы избавиться от пароводяной смеси, на каждой ветви нужно ставить специальный разделитель – конденсатоотводчик;
• систему можно собирать только из стальных бесшовных труб (например, по ГОСТ 8732–78). Трубы водогазопроводые, медные, а тем более полимерные использовать для пара недопустимо;
• все отопление частного дома должно монтироваться на фланцах или сварке, обычные муфтовые соединения потекут через полгода;
• запорно - регулирующая арматура тоже нужна специальная, предназначенная для работы с паром.

О паровых котлах и их обвязке

Тепловая установка для производства пара не в пример сложнее водогрейного котла. Ей приходится работать с высоким давлением и температурой, поэтому качество применяемого металла выше, а толщина - больше. Кроме того, агрегат оборудован дорогостоящей аппаратурой автоматики и безопасности. Ниже на рисунке представлена схема парового котла:

Примечание. В вертикальных версиях паровых агрегатов горелка устанавливается сверху, а в горизонтальных – сбоку.

В силу экстремальных условий работы установка котла включает в себя и обеспечение водоподготовки. Да, простая вода из крана здесь не подойдет, ее надо обязательно обессолить, очистить и удалить растворенный кислород. В противном случае змеевик, где происходит испарение воды, выйдет из строя очень быстро. На подающем трубопроводе теплогенератора устанавливается сепаратор, не пускающий в трубы не испаренную воду.

Что касается циркуляции, то насос для парового отопления здесь работает иначе. Пар движется по трубам самостоятельно, как и конденсат. Последний поступает в накопительную емкость, установленную в котельной, откуда насос подпитки закачивает его в котел по мере необходимости для повторения цикла.

Из вышесказанного напрашивается вывод, что паровой генератор сложнее, дороже и гораздо требовательнее водогрейного. Не может идти и речи о том, чтобы изготовить паровой котел своими руками, это слишком опасный эксперимент.

Схема парового отопления

По большому счету, схемы систем отопления для пара и воды практически одинаковы. Только в случае с паром усложняется подключение к котлу, появляется дополнительная накопительная емкость для конденсата (ресивер) и аппараты водоподготовки, что и продемонстрировано на схеме:

Независимо от того, своими руками вы собираетесь монтировать отопление, или нанимать специалистов, мы представим 5 аргументов, почему оно не должно быть паровым:

• паровое отопление травмоопасно: разогретые до 130 ºС радиаторы и трубы – источник ожогов для вас и ваших детей;
• отсутствие экономии: осуществлять регулирование температуры в помещениях, обогреваемых паром, практически невозможно;
• покупка и монтаж паровых котлов, а также специальной арматуры обходится гораздо дороже традиционных водяных систем;
• ввод в эксплуатацию оборудования, производящего пар, требует разрешения от соответствующих органов контроля;
• оборудование для генерации пара является источником повышенной опасности. Его сфера применения – промышленное производство.

Водяное отопление от печи

Существует такое понятие, как печное паровое отопление, введенное в обиход еще нашими дедами. Но никакого пара в трубопроводах тут нет, это водяная система с радиаторами, работающая от теплообменника, установленного в топке или газоходе печи. Теплообменники для этих целей бывают двух типов: в виде змеевика или емкости с патрубками. Бак обычно варят из нержавеющей стали, а змеевик делают из толстостенных стальных труб.

Совет. Когда планируется сделать обогрев на даче либо в другом здании с периодическим способом топки, то во избежание размораживания батарей и теплообменника в печке в систему необходимо залить незамерзающую жидкость – антифриз.

Чтобы сделать паровое отопление от печки, нужно выполнить трубную разводку и установить радиаторы. Как правило, мощности теплообменника хватает на хороший нагрев 2–4 батарей, на это количество и надо ориентироваться. Систему можно сделать самотечной, но это загромоздит ваш дом трубами большого диаметра. Если нет острой необходимости, то лучше установить циркуляционный насос и проложить магистрали над полом.

Как и в случае с котлами, сжигающими твердое топливо, на подающий трубопровод следует установить группу безопасности. Процесс горения в топливнике не всегда удается проконтролировать или вовремя приостановить, так что наличие предохранительного клапана с манометром не помешает. Оптимальный вариант, при котором перегрев печного бака практически невозможен – это наличие теплоаккумулятора.

Заключение

Использовать при обогреве частного дома в качестве теплоносителя водяной пар – это дорого, неэффективно и просто опасно. По этим причинам от подобного отопления отказываются даже промышленные предприятия, что производят пар на технологические нужды.