Efektivní vytápění domácností je jedním z nejdůležitějších úkolů pro každého majitele domu. Zajímavým řešením tohoto problému může být parní topný systém, jehož principy činnosti a zařízení se liší od obvyklých vodních okruhů.
Nejedná se o nejjednodušší variantu, která má své silné a slabé stránky. Budeme mluvit o pravidlech zařízení a organizace, o vlastnostech systému s parní chladicí kapalinou. Naučíte se, jak zařídit parní vytápění v soukromém domě a jak je správně provozovat.
Princip parního systému
Když voda vaří při konstantním tlaku, udržuje svou teplotu konstantní. Pára vytvářená v důsledku takového varu má značné množství tepelné energie. V době kondenzace, tj. Když je pára přeměněna na kapalinu, je tato energie uvolněna a přenesena do životního prostředí.
Tento princip se používá při provozu parních topných systémů. Voda vaří v kotli, pára se pohybuje potrubím k radiátorům, kondenzuje a rozpadá se teplem, čímž ohřívá vzduch v místnosti.
Voda získaná při kondenzaci pokračuje v pohybu potrubím a vrací se do speciální akumulační nádrže a poté vstoupí do ohřívače přirozeně nebo násilně pomocí čerpadla.
Galerie Obrázků
Foto z
Podle organizačních schémat a principů zařízení je ohřev páry a vody podobný. Obsahují podobné strukturální prvky
Rozdíl je v tom, že pára vstupuje do topných zařízení, která během kondenzace vydává odpařovací teplo a stokrát snižuje objem
Podle typu pohybu chladicí kapaliny jsou parní systémy také rozděleny na gravitační a nucené, ve shromáždění a organizaci se projevují rovna vodním pravidlům
Konstrukce parních systémů zahrnuje zvýšenou tepelnou odolnost, kterou musí mít topná zařízení. Teplota páry, která je přivádí, může nakonec dosáhnout + 130 °
Potrubí se liší v parních systémech samotných. Pára je přiváděna parním potrubím, které musí být v průřezu širší a odolnější vůči tepelným vlivům než potrubí kondenzátu, které přenáší kondenzát do kotle.
Podle varianty vracení kondenzátu pro vytápění do kotle jsou parní okruhy rozděleny na otevřené a uzavřené. V prvním se kondenzát nejprve hromadí v nádrži, potom je dopravován čerpadlem do kotle. V uzavřeném kondenzátu proudí přímo do kotle
Aby bylo možné vyrovnat čas a sílu přenosu tepla, v parních systémech často místo standardních baterií používejte rejstříky ploutví
Topné okruhy páry jsou pouze uzavřené, protože Je třeba vyloučit vypařování chladicí kapaliny mimo systém. Objem kondenzátu by měl být přesně vypočten tak, aby se při ochlazování páry nevyvíjely vzduchové vaky v zařízeních, která brání pohybu páry
Analogie v ohřevu páry a vody
Specifika působení páry jako chladicího média
Druhy parních topných systémů
Vlastnosti topných zařízení
Parní potrubí a potrubí kondenzátu
Otevřený parní systém
Vytápění registrů s ploutvemi
Přesnost organizace
V závislosti na tlaku uvnitř parního topného systému se dělí na:
- vakuová pára;
- nízký tlak;
- vysoký tlak.
V prvním je tlak menší než 0,1 MPa, ve druhém - dokonce nižší - až 0,07 MPa a ve třetím - více než 0,07 MPa. Otevřené nízkotlaké systémy mají přístup ke vzduchu z atmosféry, ale mohou být také uzavřeny, tj. zcela vzduchotěsné.
Tento diagram ilustruje uspořádání parního ohřevu. Topné zařízení by mělo být umístěno níže než radiátory a mělo by vést ke svahu potrubí kondenzátu
Takové systémy obvykle používají tzv. Suchou nasycenou páru, která neobsahuje suspendované částice vody. Množství páry v systému se odráží v jeho práci. Pokud je pára příliš malá, bude to způsobovat problémy pro volný odtok kondenzátu a studený vzduch se bude shromažďovat na dně ohřívače.
Dostatečný objem páry zlepšuje proces odtoku kondenzátu, který je tlačen ke stěnám a stéká dolů ve formě tenkého vodního filmu.
V uzavřených systémech voda po kondenzaci okamžitě vstupuje do tepelného výměníku, často se však používají otevřené systémy, ve kterých je chladicí kapalina nejprve shromažďována v akumulační nádrži a poté čerpána do kotle pro ohřev.
Kondenzát může zcela naplnit potrubí, kterými prochází, nebo jen částečně. Druhá možnost je výhodnější, protože když je systém vypnutý, trubky v něm zůstanou suché.
Pokud je nosič tepla po ohřevu páry po kondenzaci přenesen přímo do kotle k následnému ohřevu, systém se nazývá uzavřený. Je-li kondenzát nejprve shromažďován v akumulační nádrži, ze které je čerpán do kotle pomocí čerpadla, patří systém do kategorie otevřených
Vlastnosti nízkotlakých systémů
Běžná verze takového systému je uzavřena pomocí kondenzátu vracejícího kondenzát do kotle, který zcela nevyplňuje potrubí, a je použito horní uspořádání potrubí.
Nejprve je systém naplněn vodou na požadovanou úroveň, po které začíná zahřívání. Kondenzát stéká po společné stoupačce a když dosáhne nastavené úrovně, je vytlačen do kotle.
Ve stejném systému s nižším zapojením se doporučuje instalovat potrubí s mírným sklonem ve směru pohybu páry, aby se snížily zvukové efekty. V místě odtoku kondenzátu je uspořádán odlučovač vody ve tvaru smyčky, který zabraňuje přesunu páry do kondenzačního potrubí.
Rychlost páry v takových systémech by měla být střední, ne více než 0,14 m / s. Jinak pára také zachytí částice vlhkosti nahromaděné na stěnách. Výsledkem je, že systém pracuje se spoustou hluku, což zvyšuje riziko klepání vodou.
Kombinované zapojení, tj. kombinace horního a spodního vedení, která se používá, jsou-li potrubí položeny pod podlahou horního nebo prostředního patra domu. Průchod potrubí, kterým se voda vrací do kotle, v tomto případě bude uzavřen kondenzátem.
Pokud tlak v systému přesáhne 0,02 MPa, měl by být otevřen. Vzduch je odváděn skrz nádrž na kondenzát a je instalováno lapač páry nebo vodní filtr, aby se zabránilo opouštění páry ze systému. Voda je čerpána z akumulátoru do tepelného výměníku pomocí čerpadla, které umožňuje instalaci akumulátoru pod hladinu, na které je tepelný výměník umístěn.
Nosič tepla pro vytápění soukromého domu s kotelnou je vytápěn v tepelném výměníku umístěném v kotelně. Po dosažení provozní teploty se pára přesune do kolektoru a rozdělí tok na dva okruhy: pro hlavní místnosti a pro kotelnu (+)
Posouzení výhod a nevýhod
Co je dobrý systém ohřevu páry? Je poměrně snadné vyrobit i na základě konvenčních kamna na dřevo. To platí zejména v oblastech, kde není centralizovaná dodávka plynu a palivové dřevo nebo jiná pevná paliva jsou snadno dostupná.
Pára jako nosič tepla je výrazně před vodou. Rychlost vytápění objektu je třikrát vyšší. Kromě toho může parní topný systém těžko selhat během zimního chladu kvůli nedostatečnému ohřevu.
Pokud pec shoří, bude voda ze systému shromažďována v akumulační nádrži nebo ve výměníku tepla a potrubí a radiátory zůstanou prázdné. Při ohřevu vody vede zmrazení chladiva, kterým je naplněn celý okruh, jak je známo, k prasknutí potrubí.
Konečně by měly být rozměry parních topných těles podstatně menší než u vodních systémů, protože množství tepelné energie, která z toho vyplývá, se několikrát zvyšuje. To mírně sníží náklady na instalaci topného systému doma.
Dekorativní mřížky pro parní topná tělesa jsou nejen prvkem interiérového designu, ale také prostředkem ochrany před popálením
Tím se uzavírá seznam výhod parního systému a můžeme přejít k jeho nevýhodám, které jsou poměrně významné:
- vysoké riziko popálení;
- zvýšená hladina hluku během provozu;
- potíže s úpravou systému;
- potřeba koupit drahé potrubí atd.
Bezpečnostní normy nedoporučují parní vytápění obytných prostor, protože představují vysoké riziko pro zdraví a život lidí žijících v domě.
Takže pracovní teplota radiátorů bude velmi vysoká, pokud se jich dotknete, můžete mít vážné popálení. Proto budou všechny radiátory uzavřeny spolehlivými ozdobnými mřížkami.
Běžné trubky z PVC pro takový systém nebudou fungovat, protože musí odolat vysokému tlaku a teplotě vyšší než 100 stupňů. Stejné požadavky platí pro další prvky systému. Parní topné trubky by měly být z mědi nebo z pozinkované oceli.
Měděné trubky jsou ideální, ale ne vůbec levnou možností komunikace pro parní topné systémy. K připojení těchto trubek potřebujete svařovací stroj
V žádném případě nelze tento okamžik nazvat rozpočet. Největší pozornost by měla být věnována otázkám bezpečnosti. Veškeré instalační práce, například svařování měděných trubek, vyžadují výkon nejvyšší kvality. Pokud dojde k přerušení spojení a proud páry unikne do díry, jeden z nájemníků doma riskuje vážné popáleniny.
Trubky z nerezové oceli jsou schopny odolat takovým typickým zatížením parních topných systémů, jako je vysoká teplota a vysoký tlak v systému
Další nevýhodou parního ohřevu je zvýšená hladina hluku. Chcete-li tento problém vyřešit, musíte správně nainstalovat radiátory. Jsou zavěšeny na speciálních protihlukových držácích. Kotel nebo trouba je nejlépe umístit v oddělené místnosti. Kromě toho lze do tloušťky stěn umístit měděné trubky, což také sníží hladinu hluku.
Nakonec je trochu obtížné regulovat teplotu vytápění v místnostech s parním vytápěním. Nemůžete nainstalovat termostat a jednoduše snížit množství páry. Je nutné snížit množství paliva, které není vždy snadné, nebo ventilovat prostory. Před zahájením prací na instalaci parního topného systému je třeba vzít v úvahu všechny tyto body.
Návrh parního vytápění
Dokonce i pro malou místnost je nejlepší navrhnout projekt. Systém vytvořený „náhodně“ s vysokou mírou pravděpodobnosti bude brzy vyžadovat přepracování a papírový diagram okamžitě identifikuje slabiny a opraví je.
Například za účelem vytvoření systému s přirozenou cirkulací chladiva by měl být výměník tepla, a tedy i topné zařízení, umístěn v nejnižším bodě domu.
Parní a kondenzační potrubí topných systémů s přirozeným typem pohybu chladicí kapaliny jsou uspořádány se směrováním ve směru svého pohybu (+)
To znamená, že kamna nebo kotel musí být pod všemi radiátory a také trubkami, které nestojí svisle, ale vodorovně nebo pod úhlem ke svislici.
Pokud nelze ohřívač umístit tímto způsobem (v domě není suterén, suterén se používá pro jiné účely atd.), Mělo by být upřednostňováno vytápění s nuceným oběhem.
Diagram ukazuje topný systém s nuceným oběhem. K jeho instalaci potřebujete oběhové čerpadlo a zásobní nádrž
Proto je nutné zahrnout čerpadlo do topného okruhu páry, které bude čerpat vodu do tepelného výměníku. Důležitým bodem při návrhu topného systému je postup pro připojení radiátorů. Sériové připojení nebo tzv. Jednovrstvý systém zahrnuje připojení všech radiátorů v pořádku.
Výsledkem je, že se chladivo bude pohybovat postupně systémem a postupně se ochlazovat. Jedná se o ekonomickou možnost připojení, která se snadněji instaluje a je levnější za cenu.
Rovnoměrnost zahřívání touto metodou však utrpí, protože první radiátor bude nejžhavější a poslední nosič tepla dorazí do již chlazeného stavu.
Jednovrubné připojení radiátorů, jak je vidět z tohoto schématu, zahrnuje sériovou instalaci. Na posledním chladiči vstupuje chladicí kapalina již ochlazená
Jedno trubkové řešení může být přijatelné pouze při připojení parního topení v zemi nebo v malém domě na ploše menší než 80 metrů čtverečních. m. A pro prostornou chalupu nebo dvoupodlažní budovu je vhodnější dvou trubkový systém, ve kterém jsou radiátory zapojeny paralelně.
Schéma s jedním potrubím zajišťuje simultánní, ale nikoli postupný tok chladiva do každého radiátoru a místnosti jsou vyhřívány rovnoměrněji. Ale u dvoutrubkového okruhu budou muset být ke každému radiátoru připojeny dvě trubky: přímé a „zpětné“.
Implementace takového systému je obtížnější a bude stát o něco více než při instalaci jedno trubkového systému. Převážná většina systémů ohřevu vody je však navzdory obtížím vyráběna podle dvoutrubkového schématu a funguje docela úspěšně.
Tento diagram ukazuje dvou trubkový instalační systém pro parní topná tělesa. Každý radiátor je připojen ke společné stoupačce a má zpětné potrubí, které zajišťuje rovnoměrné rozložení chladiva
Pokud plánujete používat jako zdroj tepla kamna na dřevo, měli byste okamžitě vypočítat a navrhnout speciální výměník tepla. Vypadá to jako cívka svařovaná z kovových trubek. Tento prvek je zabudován přímo do konstrukce pece a není instalován samostatně.
Návrh nové pece by proto měl být zvažován také ve fázi návrhu. Můžete použít existující troubu, ale bude nutné ji částečně demontovat, aby se mohl tepelný výměník namontovat dovnitř.
K získání tepla o výkonu 9 kW je zapotřebí tepelný výměník o ploše asi jeden metr čtvereční. Čím větší je vyhřívaná plocha, tím větší by měly být rozměry tepelného výměníku.
Pokud má místnost vytápět pomocí kotle, pak je vše o něco jednodušší: musíte si ji zakoupit a nainstalovat. Typicky se pro vytápění parou v domě doporučuje považovat model vodovodního potrubí kotle za nejúčinnější.
Přestože modely s ohnivzdornou trubkou, kouřovou nebo kombinovanou kouřovou trubicí mohou být také naprosto přijatelnou volbou.
Někdy se pro organizaci parního vytápění používá domácí kotel, ve kterém se spálí použitý motorový olej. Tato varianta se však považuje za vhodnou pro použití v technických místnostech, například v garáži. U bytového domu není tato možnost příliš dobrá.
Montáž na základě kamna na dřevo
Pokud byl projekt vypracován, je čas na zásoby správných materiálů a nástrojů. Vypočítat požadovaný počet systémových prvků umožní dříve kompilovaný projekt.
Na nich by měly být vyznačeny všechny zatáčky, spoje, podložky, místa instalace radiátorů atd. Kromě toho je nutné zakoupit trubkové svorky, jakož i držáky, na kterých budou instalovány radiátory.
Přímo v něm je instalován kotel parního vytápění uspořádaný na základě kamna na dřevo. Kotel je napojen na páru a kondenzát
Délka trubek se také vypočítává podle schématu. Aby se v případě potřeby snížil tlak páry v systému, je zapotřebí redukční ventil.Hydraulický uzávěr je nutný, aby mohl být systém zcela vypuštěn pro čištění, údržbu nebo opravu.
Před každým radiátorem se doporučuje nainstalovat uzavírací ventil, který jej vypne kvůli opravě, propláchnutí nebo výměně. Na radiátorech jsou instalovány také kohoutky Majewski, které snižují vzduch vstupující do systému. Ačkoli pára je spíše plynná než kapalná látka, přítomnost vzduchu v systému může nepříznivě ovlivnit její účinnost.
Aby kondenzační proces probíhal přesně v radiátorech, a nikoli v pohonu nebo ve stoupačce, doporučuje se instalovat na výstupu tričko se zátkou, kterým prochází pouze voda. Pokud plánujete instalaci systému s nuceným oběhem, budete potřebovat oběhové čerpadlo. Kromě toho potřebujete nádobu pro shromažďování kondenzované vlhkosti.
Gravitační systémy taková zařízení nepotřebují. Potrubí, kterým je voda směrována do tepelného výměníku, musí být dostatečně široké, aby poskytovalo rychlý pohyb kapaliny pro další ohřev.
Absence redukčního ventilu v parním topném systému, jehož zařízení je znázorněno na obrázku, může vést k vážnému poškození v důsledku přetlaku.
Kromě obvyklého instalačního nástroje budete určitě potřebovat svařovací stroj pro připojení měděných trubek. Pozinkované ocelové konstrukce mají obvykle závitové spoje, které musí být pečlivě utěsněny. Pokud plánujete instalovat ohřev páry z pece, budete muset začít s výrobou tepelného výměníku.
Parní topný výměník tepla zabudovaný do kamna na dřevo se skládá ze systému dutých kovových trubek, kterými voda cirkuluje. Prvek může mít libovolný tvar odpovídající velikosti a tvaru pece
Vaří se z kovových trubek o tloušťce 2,5 - 3 mm nebo dokonce o něco silnější. Výměník tepla může být vytvořen jak ve formě cívky, tak v jakékoli jiné formě. Hlavní věc je, že zařízení zapadá do kamna na dřevo a také jeho povrch je dostatečně velký, aby ohříval vodu a generoval páru.
Kvalita svařování tepelného výměníku by měla být bez nadsázky ideální. I mikroskopické jeskyně ve švech jsou nepřijatelné, protože zařízení bude vystaveno vysokému tlaku horké páry. Poté, co je výměník tepla připraven k instalaci, je třeba zkontrolovat každý svar.
K tomu jsou nejprve všechny švy potřeny bílou křídou. Poté je jeden z otvorů tepelného výměníku uzavřen a do druhého se nalévá petrolej, dokud není zařízení naplněno nahoru. Nyní musíte chvíli počkat a poté vyhodnotit stav švů. Pokud jsou trhliny, prosakuje jim petrolej a na těchto místech křída ztmavne.
Identifikované nedostatky jsou opraveny a pak je test opakován pro ověření integrity zařízení. Nyní by se mělo umýt, a pak začít pokládat kamna na dřevo. Tepelný výměník je spolehlivě zabudován do topeniště a do jeho vstupu a výstupu jsou přidávány trubky, které jsou potom použity pro připojení výměníku tepla k topnému systému domu.
Pokládka pece je pro takové konstrukce obvyklým způsobem dokončena. Poté se potrubí a radiátory topného systému instalují v souladu s dříve vypracovanou konstrukcí. Nejprve jsou radiátory instalovány pomocí držáků, které pohlcují hluk z provozu parního ohřevu.
Mayevsky kohoutky jsou instalovány na každém radiátoru, takže vzduch může být vypuštěn. Bude potřeba ještě jeden uzavírací ventil než radiátory, protože musíte nainstalovat jeden společný uzavírací ventil na samém začátku systému. Před tímto kohoutem je také umístěn redukční ventil a redukční a chladicí jednotka.
Nakonec, pokud to projekt poskytuje, nainstalujte zásobní nádrž pro chladicí kapalinu a oběhové čerpadlo. U systémů konstruovaných spíše s přirozenou než nucenou cirkulací není zapotřebí nádrž a čerpadlo. Potrubí, které vede k tepelnému výměníku, však musí mít mírný sklon asi 3 mm na metr.
Moderní kotle pro vytápění parou v domě jsou spolehlivá zařízení, která pracují na různých palivech a jsou vybavena automatizovanými regulačními systémy
Systémy s parním kotlem jsou namontovány přibližně stejným způsobem: v souladu s konstrukcí a upraveny podle vlastností zařízení. Například redukční ventil a chladič nejsou pravděpodobně zapotřebí, protože systém regulace tlaku a teploty páry je již integrován v kotli.
Několik užitečných tipů
Při instalaci parního topného systému je třeba mít na paměti, že všechny jeho prvky musí odolávat vysokým teplotám vyšším než 100 stupňů. Například konvenční expandér membrány jako rezervní kapacita v případě zvýšení objemu chladicího média nebude fungovat, protože jeho maximum je 85 stupňů.
Komín pece, ve kterém je zabudován tepelný výměník, bude rychleji znečištěn než u konvenčních kamen. Proto musí být čištění komína plánováno a prováděno častěji.
V případě potřeby lze pro vaření použít také troubu s tepelným výměníkem, což však není příliš výhodné. V létě, kdy není nutné topení, nelze tento sporák zapálit. Bude muset hledat alternativu. Je to jednodušší, pokud je v domě k dispozici samostatný praktický sporák.
Jak navrhnout a sestavit parní topný systém vlastníma rukama, je podrobně popsáno v tomto článku, který doporučujeme přečíst.
Pokračování instalace parního ohřevu lze nalézt v tomto souboru:
Rozdíl mezi nucenou a přirozenou cirkulací v topných systémech je podrobně popsán zde:
Parní vytápění není nejjednodušší možností implementace autonomního topného systému. Ale při správném návrhu a instalaci pomocí páry můžete efektivně a relativně levně poskytnout svému domu potřebné množství tepla.
Komentujte prosím informace, které jsme předložili k posouzení. Ptejte se, sdílejte užitečné informace a nechte fotku na téma článku. Ve spodní části je bloková forma určená pro zveřejňování a komunikaci.