Încălzirea cu abur într-o casă privată și la cabană pe baza unei sobe sau a unui cazan

Încălzirea eficientă a locuinței – una dintre cele mai importante sarcini pentru fiecare proprietar. O variantă interesantă pentru rezolvarea acestei sarcini poate fi sistemul de încălzire cu abur, ale cărui principii de funcționare și construcție diferă de schemele obișnuite cu apă.

Aceasta nu este cea mai simplă opțiune, având punctele sale forte și slabe. Vă vom povesti despre regulile de amenajare și organizare, particularitățile de funcționare a sistemului cu agent termic sub formă de abur. Veți afla cum să amenajați încălzirea cu abur într-o casă privată și cum să o exploatați corect.

Principiul de funcționare a sistemului cu abur

Când apa fierbe la presiune constantă, ea își menține temperatura constantă. Aburul rezultat în urma acestei fierberi posedă o cantitate semnificativă de energie termică. În momentul condensării, adică la transformarea aburului în lichid, această energie este eliberată și transmisă mediului înconjurător.

Acest principiu este utilizat în funcționarea sistemelor de încălzire cu abur. Apa fierbe în cazan, aburul se deplasează prin țevi către radiatoare, acolo se condensează și cedează căldura, încălzind astfel aerul din încăpere.

Apa obținută în procesul de condensare își continuă deplasarea prin țevi și se întoarce într-un acumulator special, apoi ajunge la încălzitor în mod natural sau forțat, cu ajutorul unei pompe.

În funcție de presiunea din interiorul sistemului de încălzire cu abur, acestea se împart în:

• vacuum-abur;
• de presiune joasă;
• de înaltă presiune.

În primele, presiunea este sub 0,1 MPa, în celelalte – și mai jos – până la 0,07 MPa, iar în ultimele – peste 0,07 MPa. Sistemele deschise de joasă presiune au acces la aerul din atmosferă, dar pot fi și închise, adică complet etanșe.

Pe această schemă sunt demonstrate principiile distribuției încălzirii cu abur. Aparatul de încălzire trebuie să fie situat mai jos decât radiatoarele, conducta de condens trebuie să aibă o înclinație.

În astfel de sisteme se folosește de obicei așa-numitul abur saturat uscat, care nu conține particule de apă în suspensie. Cantitatea de abur din sistem influențează funcționarea acestuia. Dacă aburul este prea puțin, se vor crea probleme pentru scurgerea liberă a condensului, iar în partea de jos a aparatului de încălzire se va acumula aer rece.

Un volum suficient de abur îmbunătățește procesul de evacuare a condensului, care este împins către pereți și curge pe ei sub forma unei pelicule subțiri de apă.

În sistemele închise, apa după condensare intră imediat în schimbătorul de căldură, dar sunt adesea folosite sisteme deschise, în care agentul termic este mai întâi colectat într-un acumulator, apoi pompat în cazan pentru încălzire.

Condensul poate umple complet țevile prin care se deplasează pentru încălzire sau doar parțial. Ultima variantă este preferabilă, deoarece la oprirea sistemului, țevile rămân uscate.

Dacă agentul termic al încălzirii cu abur după condensare se deplasează direct în cazan pentru încălzire ulterioară, sistemul se numește închis. Dacă condensul este mai întâi colectat într-un rezervor de acumulare, din care este pompat în cazan de o pompă, sistemul aparține categoriei sistemelor deschise.

Particularitățile sistemelor de joasă presiune

O variantă răspândită a unui astfel de sistem – închis, cu utilizarea returnării gravitaționale a condensului în cazan, care nu umple complet țevile, folosindu-se o distribuție superioară a țevilor.

Mai întâi, sistemul se umple cu apă până la nivelul necesar, după care începe încălzirea. Condensul curge pe coloana comună și, la atingerea nivelului setat, este deplasat în cazan.

În același tip de sistem cu distribuție inferioară, se recomandă instalarea conductelor cu o ușoară pantă în direcția de deplasare a aburului, pentru a reduce efectele de zgomot. La punctul de evacuare a condensului se realizează un sifon hidraulic în formă de buclă, care împiedică trecerea aburului în conducta principală de condens.

Viteza aburului în astfel de sisteme trebuie să fie moderată, nu mai mult de 0,14 m/s. În caz contrar, aburul va antrena și particulele de umiditate acumulate pe pereți. Ca rezultat, sistemul funcționează cu zgomot puternic, crescând riscul de șocuri hidraulice.

Distribuția combinată, adică îmbinarea distribuției superioare și inferioare, se aplică atunci când conductele sunt instalate sub podeaua etajului superior sau mijlociu al casei. În acest caz, spațiul liber al țevilor prin care apa se întoarce în cazan va fi blocat de condens.

Dacă presiunea din sistem depășește 0,02 MPa, acesta trebuie făcut deschis. Aerul este eliminat prin rezervorul de condens, iar pentru ca aburul să nu părăsească sistemul, se instalează un separator de condens sau un sifon hidraulic. Apa din rezervor este pompată printr-o pompă în schimbătorul de căldură, ceea ce permite instalarea rezervorului sub nivelul la care se află schimbătorul de căldură.

Agentul termic pentru încălzirea unei case private cu centrală termică este încălzit în schimbătorul de căldură amplasat în centrală. După atingerea temperaturii de funcționare, aburul se deplasează într-un colector care împarte fluxul în două circuite: pentru încăperile principale și pentru centrală (+)

Evaluarea avantajelor și dezavantajelor

Ce are bun sistemul de încălzire cu abur? Este relativ ușor de realizat chiar și pe baza unei sobe obișnuite pe lemne. Acest lucru este deosebit de relevant în zonele în care nu există alimentare centralizată cu gaz, iar lemnele sau alt combustibil solid sunt ușor disponibile.

Aburul ca agent termic depășește semnificativ apa. Viteza de încălzire a încăperilor este de trei ori mai mare. În plus, sistemul de încălzire cu abur cu greu poate ceda în timpul frigului iernii din cauza lipsei de încălzire.

Dacă focul s-a stins, apa din sistem se va aduna în rezervor sau în schimbătorul de căldură, iar conductele și caloriferele vor rămâne goale. În cazul încălzirii cu apă, înghețarea agentului termic, cu care este umplut întregul circuit, după cum se știe, duce la spargerea țevilor.

În cele din urmă, dimensiunile caloriferelor pentru încălzirea cu abur trebuie să fie semnificativ mai mici decât pentru sistemele cu apă, deoarece cantitatea de energie termică obținută crește de mai multe ori. Acest lucru va reduce ușor costurile de instalare a sistemului de încălzire al casei.

Grilajele decorative pentru caloriferele de încălzire cu abur – nu sunt doar un element de design interior, ci și un mijloc de protecție împotriva arsurilor.

Aici se încheie lista avantajelor sistemului cu abur și se poate trece la dezavantajele sale, care sunt destul de semnificative:

• pericol ridicat de arsuri;
• nivel crescut de zgomot în timpul funcționării;
• dificultăți în reglarea funcționării sistemului;
• necesitatea achiziționării de țevi costisitoare etc.

Conform normelor de siguranță, încălzirea cu abur nu este recomandată pentru spațiile locative, deoarece prezintă un pericol ridicat pentru sănătatea și viața persoanelor care locuiesc în casă.

Astfel, temperatura de funcționare a caloriferelor va fi foarte ridicată, iar la atingerea acestora se pot produce arsuri grave. Prin urmare, toate caloriferele vor trebui acoperite cu grătare decorative sigure.

Țevile obișnuite din PVC nu sunt potrivite pentru un astfel de sistem, deoarece trebuie să suporte presiune ridicată și temperaturi de peste 100 de grade. Aceleași cerințe se aplică și celorlalte elemente ale sistemului. Țevile pentru încălzirea cu abur trebuie să fie din cupru sau din oțel galvanizat.

Țevile din cupru – o opțiune ideală, dar deloc ieftină, pentru sistemele de încălzire cu abur. Pentru îmbinarea acestor țevi va fi necesar un aparat de sudură.

În orice caz, acest aspect nu poate fi numit bugetar. Problemele de siguranță trebuie să primească cea mai mare atenție. Toate lucrările de montaj, de exemplu, sudarea țevilor de cupru, vor necesita o execuție de cea mai înaltă calitate. Dacă o îmbinare cedează și un jet de abur iese prin deschidere, unul dintre locatarii casei riscă să sufere arsuri grave.

Țevile din oțel inoxidabil sunt capabile să suporte sarcini caracteristice sistemelor de încălzire cu abur, cum ar fi temperatura ridicată și presiunea crescută din sistem.

Un alt dezavantaj al încălzirii cu abur – nivelul crescut de zgomot. Pentru a elimina această problemă, trebuie montate corect caloriferele. Acestea se suspendă pe console speciale anti-zgomot. Centrala sau cuptorul este mai bine să fie amplasate într-o încăpere separată. În plus, țevile de cupru pot fi plasate în grosimea pereților, ceea ce va reduce și mai mult nivelul de zgomot.

În sfârșit, reglarea temperaturii de încălzire în camerele cu încălzire cu abur este oarecum dificilă. Nu se poate instala un termostat și pur și simplu reduce cantitatea de abur. Va trebui să reduceți cantitatea de combustibil, ceea ce nu este întotdeauna simplu, sau să aerisiți încăperile. Înainte de a începe lucrările de montare a sistemului de încălzire cu abur, toate aceste aspecte trebuie luate în considerare.

Proiectarea sistemului de încălzire cu abur

Chiar și pentru o încăpere mică, cel mai bine este să se întocmească un proiect. Un sistem făcut "la întâmplare" cu mare probabilitate va necesita în curând modificări, în timp ce o schemă întocmită pe hârtie va permite identificarea imediată a punctelor slabe și remedierea acestora.

De exemplu, pentru a crea un sistem cu circulație naturală a agentului termic, schimbătorul de căldură și, în consecință, dispozitivul de încălzire, trebuie amplasate în punctul cel mai de jos al casei.

Conducta de abur și conducta de condens pentru sistemele de încălzire cu tip natural de deplasare a agentului termic se instalează cu o pantă în direcția deplasării acestuia (+)

Aceasta înseamnă că soba sau centrala trebuie să fie amplasate mai jos decât toate radiatoarele, precum și decât țevile care nu sunt verticale, ci orizontale sau înclinate față de verticală.

Dacă nu se poate amplasa aparatul de încălzire în acest mod (în casă nu există subsol, subsolul este folosit în alte scopuri etc.), ar trebui să se acorde preferință încălzirii cu circulație forțată.

În schemă este reprezentat un sistem de încălzire cu circulație forțată. Pentru montajul acestuia veți avea nevoie de o pompă de circulație și un rezervor de acumulare

De aceea, în schema încălzirii cu abur trebuie inclusă o pompă care să forțeze apa în schimbătorul de căldură. Un aspect important în proiectarea sistemului de încălzire – ordinea de conectare a radiatoarelor. Conectarea în serie sau așa-numitul sistem monotub presupune legarea tuturor radiatoarelor în ordine.

Ca urmare, agentul termic se va deplasa succesiv prin sistem, răcindu-se treptat. Aceasta este o variantă economică de conectare, care este mai ușor de instalat și va ieși mai ieftină ca preț.

Dar uniformitatea încălzirii în acest mod va avea de suferit, deoarece primul radiator va fi cel mai fierbinte, iar la ultimul agentul termic va ajunge într-o stare deja pe jumătate răcită.

Conectarea monotub a radiatoarelor, după cum se vede din această schemă, presupune montajul în serie. La ultimul radiator agentul termic ajunge deja răcit

Soluția monotub poate fi acceptabilă doar la conectarea încălzirii cu abur la o casă de țară sau într-o casă mică, pe o suprafață mai mică de 80 mp. Iar pentru o cabană spațioasă sau o clădire cu două etaje, este mai potrivit un sistem bitub, la care radiatoarele se conectează în paralel.

Schema cu o singură țeavă asigură o intrare simultană, nu succesivă, a agentului termic în fiecare radiator, iar încălzirea încăperilor se realizează mai uniform. Dar la circuitul bitub, la fiecare radiator vor trebui aduse două țevi: una de ducere și una de întoarcere.

Un astfel de sistem este mai complex de realizat și va costa ceva mai mult decât la instalarea unui sistem monotub. Cu toate acestea, marea majoritate a sistemelor de încălzire cu apă sunt realizate după schema bitub, în ciuda dificultăților, și funcționează perfect.

Această schemă prezintă un sistem cu două țevi de montare a radiatoarelor de încălzire cu abur. Fiecare radiator este conectat la o coloană comună și are o țeavă de retur, ceea ce asigură o distribuție uniformă a agentului termic.

Dacă intenționați să utilizați o sobă cu lemne ca sursă de căldură, atunci trebuie să calculați și să proiectați imediat un schimbător de căldură special. Acesta arată ca un serpentin sudat din țevi metalice. Acest element este încorporat direct în structura sobei, nu este instalat separat.

Prin urmare, proiectul noii sobe trebuie, de asemenea, gândit în faza de proiectare. Se poate folosi și o sobă existentă, dar va trebui dezasamblată parțial pentru a monta schimbătorul de căldură în interior.

Pentru a obține 9 kW de căldură, este necesar un schimbător de căldură cu o suprafață de aproximativ un metru pătrat. Cu cât suprafața încălzită este mai mare, cu atât dimensiunile schimbătorului de căldură trebuie să fie mai mari.

Dacă intenționați să încălziți încăperea cu ajutorul unui cazan, atunci totul este puțin mai simplu: trebuie să îl cumpărați și să îl instalați. De obicei, pentru încălzirea cu abur într-o casă, se recomandă alegerea unui model de cazan cu tuburi de apă, ca fiind cel mai eficient.

Deși modelele cu tuburi de fum, cu tuburi de gaze arse sau combinate (tuburi de fum și gaze arse) pot fi, de asemenea, o opțiune perfect acceptabilă.

Uneori, pentru organizarea încălzirii cu abur se folosește un cazan artizanal în care se arde ulei de motor uzat. Dar această variantă este considerată potrivită pentru utilizarea în încăperi auxiliare, de exemplu, în garaj. Pentru o casă de locuit, o astfel de variantă nu este prea bună.

Montajul pe baza unei sobe pe lemne

Dacă proiectul este întocmit, este timpul să vă aprovizionați cu materialele și uneltele necesare. Proiectul întocmit anterior va permite calcularea cantității necesare de elemente ale sistemului.

Pe acesta trebuie marcate toate coturile, conexiunile, teurile, locurile de instalare a radiatoarelor etc. În plus, este necesar să achiziționați cleme pentru țevi, precum și console pe care vor fi montate radiatoarele.

Cazanul sistemului de încălzire cu abur, realizat pe baza unei sobe cu lemne, se instalează direct în aceasta. La cazan se conectează conducta de abur și conducta de condens.

Lungimea țevilor se calculează, de asemenea, conform schemei. Pentru a reduce presiunea aburului în sistem atunci când este necesar, veți avea nevoie de o supapă de reducere. Sifonul hidraulic este necesar pentru a asigura posibilitatea drenării complete a sistemului pentru curățare, întreținere sau reparații.

În fața fiecărui radiator se recomandă instalarea unui robinet de închidere, care va permite deconectarea acestuia pentru reparații, spălare sau înlocuire. De asemenea, pe radiatoare se montează robinetele Mayevsky pentru a elimina aerul care a pătruns în sistem. Deși aburul este o substanță gazoasă, nu lichidă, prezența aerului în sistem poate afecta negativ eficiența acestuia.

Pentru ca procesul de condensare să aibă loc exact în radiatoare, nu în acumulator sau în coloana, se recomandă instalarea la ieșire a unui tee cu dop, prin care va trece doar apa. Dacă este planificată montarea unui sistem cu circulație forțată, va fi necesară o pompă de circulație. În plus, este nevoie de un recipient pentru colectarea umidității condensate.

Sistemele gravitaționale nu au nevoie de astfel de dispozitive. Dar conducta prin care apa este direcționată către schimbătorul de căldură trebuie să fie suficient de largă pentru a asigura o deplasare rapidă a lichidului pentru încălzirea ulterioară.

Absența din sistemul de încălzire cu abur a supapei de reducere, al cărei dispozitiv este prezentat în schemă, poate duce la daune grave din cauza presiunii excesive.

Pe lângă uneltele obișnuite de montaj, va fi necesară obligatoriu o mașină de sudură pentru conectarea țevilor de cupru. Construcțiile din oțel galvanizat au de obicei îmbinări filetate, care trebuie etanșate cu grijă. Dacă se planifică instalarea încălzirii cu abur de la sobă, va trebui să începeți cu fabricarea schimbătorului de căldură.

Schimbătorul de căldură pentru încălzirea cu abur, integrat într-o sobă pe lemne, constă dintr-un sistem de țevi metalice goale prin care circulă apa. Elementul poate avea o formă arbitrară, corespunzătoare dimensiunilor și formei sobei.

Se sudează din țevi metalice cu grosimea de 2,5-3 mm sau chiar puțin mai groase. Schimbătorul de căldură poate fi realizat atât sub formă de serpentină, cât și în orice altă formă. Principalul este ca dispozitivul să încapă în interiorul sobei pe lemne și ca suprafața sa să fie suficient de mare pentru încălzirea apei și formarea aburului.

Calitatea sudurii schimbătorului de căldură trebuie să fie, fără exagerare, ideală. Chiar și cavitățile microscopice în cusături sunt inacceptabile, deoarece dispozitivul va fi supus unei presiuni ridicate din partea aburului fierbinte. După ce schimbătorul de căldură este gata de instalare, trebuie verificată fiecare cusătură de sudură.

În acest scop, mai întâi toate cusăturile se ung cu cretă albă. Apoi, una dintre deschiderile schimbătorului de căldură se închide, iar în cealaltă se toarnă kerosen până când dispozitivul este umplut până la refuz. Acum trebuie să așteptați puțin, apoi să evaluați starea cusăturilor. Dacă există fisuri, kerosenul se va infiltra prin ele, iar în acele locuri creta se va închide la culoare.

Defectele identificate se corectează, iar apoi verificarea se efectuează din nou pentru a vă asigura de integritatea dispozitivului. Acum trebuie să fie spălat, apoi să începeți construcția sobei pe lemne. Schimbătorul de căldură este integrat în focar, iar la intrarea și ieșirea lui se conectează țevi, care sunt apoi utilizate pentru conectarea schimbătorului de căldură la sistemul de încălzire al casei.

Zidirea cuptorului se finalizează în ordinea obișnuită pentru astfel de construcții. Apoi se execută montarea țevilor și radiatoarelor sistemului de încălzire conform proiectului întocmit anterior. Mai întâi se instalează radiatoarele, folosind suporturi care vor atenua zgomotul de la funcționarea încălzirii cu abur.

Pe fiecare radiator se instalează robinete Mayevsky, pentru a putea evacua aerul. Vor fi necesare robinete de închidere cu unul mai multe decât radiatoarele, deoarece trebuie instalat un robinet de închidere general la începutul sistemului. Înaintea acestui robinet se montează, de asemenea, o supapă de reducere și o instalație de răcire prin reducere.

La sfârșit, dacă acest lucru este prevăzut de proiect, se instalează un acumulator pentru agentul termic și o pompă de circulație. Pentru sistemele cu circulație naturală, și nu forțată, rezervorul și pompa nu sunt necesare. Dar țevii care duce la schimbătorul de căldură trebuie să i se dea o ușoară pantă, de aproximativ 3 mm pe metru.

Cazanele moderne pentru încălzirea cu abur în casă – sunt dispozitive fiabile, care funcționează cu diferite tipuri de combustibil și sunt dotate cu sisteme de control automatizate.

Sistemele cu cazan cu abur se montează aproximativ la fel: conform proiectului și ținând cont de particularitățile echipamentului. De exemplu, supapa de reducere și răcitorul, cel mai probabil, nu vor fi necesare, deoarece sistemul de control al presiunii și temperaturii aburului este deja integrat în cazan.

Câteva sfaturi utile

La montarea sistemului de încălzire cu abur trebuie reținut că toate elementele sale trebuie să suporte temperaturi ridicate, de peste 100 de grade. De exemplu, un vas de expansiune cu membrană obișnuit ca rezervor de rezervă în cazul creșterii volumului agentului termic nu este potrivit, deoarece temperatura sa maximă – este de 85 de grade.

Coșul de fum al cuptorului în care este integrat schimbătorul de căldură se va murdări mai repede decât cel al unui cuptor obișnuit. De aceea, curățarea coșului de fum trebuie planificată și efectuată mai des.

Cuptorul cu schimbător de căldură poate fi folosit, dacă se dorește, și pentru gătit, dar nu este prea comod. În perioada de vară, când încălzirea nu este necesară, acest cuptor nu poate fi aprins. Va trebui să căutați o alternativă. Este mai simplu dacă pentru bucătărie există un cuptor separat și comod.

Despre cum să proiectați și să asamblați un sistem de încălzire cu abur cu propriile mâini, este descris în detaliu în acest articol, pe care îl recomandăm spre lectură.

Concluzii și material video util pe această temă

Experiența practică de transformare a unui cuptor pe lemne într-un cazan de încălzire cu abur este prezentată în acest videoclip:

Continuarea procesului de montare a încălzirii cu abur poate fi vizionată în acest fișier:

Despre diferența dintre circulația forțată și cea naturală în sistemele de încălzire este relatat în detaliu aici:

Încălzirea cu abur – nu este cea mai simplă opțiune de realizat a unui sistem autonom de încălzire. Dar, cu o proiectare și o montare corectă, cu ajutorul aburului, puteți asigura eficient și relativ ieftin casa dumneavoastră cu cantitatea necesară de căldură.

Vă rugăm să comentați informațiile pe care le-am prezentat spre examinare. Puneți întrebări, împărtășiți informații utile și lăsați fotografii pe tema articolului. Mai jos există un formular bloc destinat postării și comunicării.