Паровое отопление в частном доме и на даче на базе печи или котла

Дом в районе Краснодара площадью 130 м2 и высотой потолков 2,7 — 0,138 кВт/м2(усредненное значение) × 130 м2 (площадь дома) × 0,85 («региональный» коэффициент).

Топливо для котлов

В зависимости от вида топлива паровые котлы разделяют:

на электрические (подключаются к электросети или работают от генератора);
на газовые (подключаются к газовой сети или работают от газового баллона);
на твердотопливные (в основном работают на дровах или угле);
на жидкотопливные (работают на «солярке», бензине или отработанном машинном масле);
на пеллетные (работают на древесных гранулах — пеллетах);
на комбинированные (котлы, которые могут работать на двух видах топлива).

Для электрокотлов характерны простота и высокая степень безопасности при эксплуатации, экологическая чистота. Однако прямая зависимость от электросети чревата последствиями — любая авария на линии приведёт к тому, что дом останется без отопления.

Чуть более экономичный вариант — установка системы жидкотопливных котлов.

Твердотопливные отопительные котлы еще дешевле в эксплуатации, но трудоемки в обслуживании: уборка золы и новая закладка топлива производится каждые 6—8 часов.

Пеллетные котлы — это относительная дорогая новинка, которая стремительно набирает популярность у владельцев коттеджей. Благодаря применению современных технологий использование древесных гранул экологично и экономично, а работа отопительного котла максимально автоматизирована.

Газовый котел — самый экономичный и распространенный тип котлов. Несмотря на то что его установка производится исключительно после получения специального разрешения и в процессе эксплуатации надо строго соблюдать меры пожарной безопасности, газовые котлы просты в использовании и довольно надежны.

Материал теплообменника

Сталь — наиболее распространенный материал для изготовления теплообменника у недорогих котлов.

Это недорогой легкообрабатываемый материал. Впрочем, у него есть и серьёзные недостатки:

Эластичность приводит к тому, что от длительного воздействия высоких температур поверхность мягкой стали покрывается трещинами.
Сталь подвержена коррозии.

А вот к долговечности и надежности чугунных теплообменников вопросов нет: чугун почти не подвержен коррозийному разрушению. Зато при эксплуатации чугунных теплообменников нельзя допускать неравномерного нагрева и попадания в котел из возвратной линии сильно охлажденной воды.

Что касается электрокотлов, то здесь нагрев воды происходит от «электрода», которые в недорогих приборах бывают графитовыми или стальными (нержавейки), а в дорогих (элитных) моделях — титановыми.

Особенности устройств на дровах, их КПД

Эффективность работы «дровяных» котлов зависит:

От использования только низкозольных дров твёрдых пород (в идеале дуб или бук).
От положения заслонки термостата: прикрытая заслонка ведёт к существенному снижению КПД котла.

Помимо этого, возникающие от воздействия конденсата коррозийные процессы существенно сокращают срок службы котла.

От наличия малого подмешивающего контура обратной воды, который защищает поверхность теплообменника от низкотемпературной коррозии и способствует более легкому отделению конденсата и смолы.

Фото 3. Дровяной котёл для парового отопления. Довольно часто используется в подобной отопительной системе.

1 Принцип работы

Источником тепловой энергии является котел, генерирующий пар. По мере нагревания этот пар начинает поступать в трубы, а затем превращаться в конденсат, который оседает на стенках отопительных приборов. Такой процесс приводит к выделению тепла, которого вполне хватает для обогрева окружающего пространства. Подобный способ отопления гарантирует высочайшую производительность, так как при конденсации одного килограмма пара выделяется больше 2400 кДж теплового потенциала, а при нагревании теплоносителя до 50 градусов только 110 кДж.

Движение пара по обогревательной системе осуществляется с помощью РОУ (редукционно-охладительной установки) или паровой турбины. При проникновении в отопительные приборы разогретый пар переходит в конденсирующее состояние и в жидком виде возвращается обратно. Таким образом, цикл замыкается, и процесс циркуляции повторяется.

В замкнутых установках между местом появления пара и местом его выхода выдерживается определенное давление. Его должно хватать для вытекания теплоносителя. Резервуар, собирающий пар, располагается на несколько уровней ниже отопительного прибора.

Для сравнения, в котлах открытого типа жидкость скапливается в специальных емкостях, а затем перекачивается в генератор с помощью насоса. Чтобы предотвратить сбои и другие непредвиденные обстоятельства при использовании установки, лучше отказаться от несертифицированных систем и покупать только проверенное оборудование. От этого зависит не только долговечность котла, но и его надежность и безопасность.

В настоящее время задействуется два типа разводки трубопровода:

1. Однотрубный.
2. Двухтрубный.

Первый вариант подразумевает циркуляцию пара по одной трубе, а второй — по двух. В последнем случае по одной трубе двигается пар, а по второй — конденсат. При обустройстве парового отопления дома такой вариант очень востребованный, так как он позволяет регулировать температуру нагревания с помощью специальных вентилей. Чтобы провести аналогичное действие в однотрубном варианте, придется уменьшить мощность работы котла или вообще отключить отопление. В холодную пору такой подход может привести к недостаточному обогреву пространства.

Несколько полезных советов

При монтаже системы парового отопления следует помнить, что все ее элементы должны выдерживать высокую температуру, более 100 градусов. Например, обычный мембранный расширитель в качестве резервной емкости на случай увеличения объема теплоносителя не подойдет, потому что его максимум – это 85 градусов.

Дымоход печи, в которую встроен теплообменник, будет быстрее загрязняться, чем у обычной печки. Поэтому прочистку дымохода нужно планировать и выполнять чаще.

Печь с теплообменником при желании можно использовать также для приготовления пищи, но это не слишком удобно. В летний период, когда отопление не нужно, эту печь разжигать нельзя. Придется искать альтернативу. Проще, если для кухни в доме устроена отдельная удобная печь.

О том, как спроектировать и собрать систему парового отопления собственными руками, подробно описано в этой статье, рекомендуемой нами к прочтению.

Виды отопления.

Гео- и гелиотермальное отопления. Отопление дома с помощью тепла земли и энергии солнца. Эти способы в подавляющем большинстве случаев неприменимы, окупаться будут долго, поэтому не будем останавливаться на них.Паровое отопление. Вода с помощью котла нагревается до превращения в пар, который по магистральным трубам подается в радиаторы. Там он отдает тепло, и возвращаясь в жидкое состояние, попадает опять в котел. Эта система используется на предприятиях. Для частного дома – неприемлема ввиду громоздкости. Да и о безопасности не стоит забывать. Паровой котел – штука не совсем надежная, а температура пара 115°С.Воздушное, инфракрасное отопление. Источник тепла, например, инфракрасный излучатель, нагревает воздух, который напрямую или по воздуховодам направляется в помещения. Питанием для источников тепла служит природный газ. Для улучшения циркуляции воздуха применяются вентиляторы. Применяется для обогрева цехов на предприятиях, для жилого дома не подходит. Сухой воздух не создаст комфорта в доме. Да и стоит подобная система недешево.

Теперь уже ближе к реалиям жизни.

Электрическое отопление. Для создания отопления используются конвекторы, «теплые полы», электрические инфракрасные нагреватели и их комбинации.Конвекторы – это те же радиаторы, только нагреваемые с помощью электричества. Конвектор имеет металлический корпус, температура поверхности не свыше 60°С. На корпусе размещаются решетки, направляющие потоки воздуха вниз и в стороны. Конвекторы защищены ы от перегрева и скачков напряжения.Создание схемы отопления с помощью конвекторов дешевле водяного отопления, ведь нет ни котла, ни магистральных сетей. Кроме того, есть перемещаемые конвекторы, это позволяет изменять схему отопления.

Инфракрасные потолочные нагреватели. Новое интересное техническое решение обогрева помещений. Тепло от нагревателя, расположенного вверху помещения, передается не воздуху, а напрямую предметам в комнате. Нагреватели этого принципа обладают высоким коэффициентом полезного действия. Расположение их не уменьшает площадь комнаты.

В заключение пару ложек дегтя электрическому отоплению. Отопление дома электричеством дороже газового и перебои с электричеством случаются гораздо чаще, чем с газом.

Водяное отопление. Система является простой, надежной и дешевой в эксплуатации. Один минус – это стоимость затрат на ее создание. Дальше в статье мы будем рассматривать именно ее.

Котлы парового отопления: газовые, электрические, дровяные и другие

Одна из главных составляющих паровой отопительной системы — отопительный котел. Котел выбирается достаточной мощности и с учетом личных финансовых возможностей.

Расчёт мощности

Существует простой вариант для расчёта мощности любой разновидности отопительного котла для частного дома:

В случае приобретения котла и для обогрева, и для обеспечения горячей водой берется усредненное значение 0,138 кВт/м2у помещения с высотой потолков 2,5—2,7 м и умножается на общую площадь помещений в доме.
Для помещений, где потолки выше 2,7 м используется коэффициент «высоты потолка», равный высоте потолка ÷ 2,7.
Затем применяется «региональный» коэффициент, который учитывает особенности климатических условий в конкретном регионе.

Коэффициенты для регионов России:

южные районы — 0,85;
средняя полоса до Урала — 1,1;
широта Москвы до Урала — 1,3;
Сибирь — 1,5;
северные районы — 2,0.

Итоговое значение округляется до целого числа в большую сторону (например, 8,3 и 8,9 округляем до 9).

Пример расчётов с учётом коэффициентов:

Топливо для котлов

В зависимости от вида топлива паровые котлы разделяют:

на электрические (подключаются к электросети или работают от генератора);
на газовые (подключаются к газовой сети или работают от газового баллона);
на твердотопливные (в основном работают на дровах или угле);
на жидкотопливные (работают на «солярке», бензине или отработанном машинном масле);
на пеллетные (работают на древесных гранулах — пеллетах);
на комбинированные (котлы, которые могут работать на двух видах топлива).

Чуть более экономичный вариант — установка системы жидкотопливных котлов.

Материал теплообменника

Сталь — наиболее распространенный материал для изготовления теплообменника у недорогих котлов.

Это недорогой легкообрабатываемый материал. Впрочем, у него есть и серьёзные недостатки:

Эластичность приводит к тому, что от длительного воздействия высоких температур поверхность мягкой стали покрывается трещинами.
Сталь подвержена коррозии.

Особенности устройств на дровах, их КПД

Эффективность работы «дровяных» котлов зависит:

От использования только низкозольных дров твёрдых пород (в идеале дуб или бук).
От положения заслонки термостата: прикрытая заслонка ведёт к существенному снижению КПД котла.

Внимание! Падение температуры теплообменника до 55 °C приводит к накоплению мокрой золы. Накопленная зола забивает теплообменник, в помещение начинают проникать угарные газы. Помимо этого, возникающие от воздействия конденсата коррозийные процессы существенно сокращают срок службы котла

От наличия малого подмешивающего контура обратной воды, который защищает поверхность теплообменника от низкотемпературной коррозии и способствует более легкому отделению конденсата и смолы.

Фото 3. Дровяной котёл для парового отопления. Довольно часто используется в подобной отопительной системе.

Так что же выбрать?

Тут все зависит от целей. Если для вас важна пожарная безопасность, отдайте предпочтение твердотопливному водогрейному котлу. Он устанавливается либо в отдельном строении, либо в помещении, отделенном от дома кирпичной капитальной стеной. А обогрев внутренних помещений производится по трубам, горячей водой.

Если для вас важно постоянно иметь теплый дом, остановите свой выбор на кирпичной печи. Главным недостатком любой водяной системы отопления является ее малая инерционность в сохранении тепла. При остановке горения в котле уже через час почувствуется неприятная прохлада в доме

Тогда, как печь сохранит тепло минимум на полдня. Нужно быть готовым к тому, что топить твердотопливный котел для поддержания комфортной температуры в доме придется круглосуточно. В то время как печь (особенно русскую) достаточно будет протопить утром и вечером. Это обеспечит дом теплом на целые сутки

При остановке горения в котле уже через час почувствуется неприятная прохлада в доме. Тогда, как печь сохранит тепло минимум на полдня. Нужно быть готовым к тому, что топить твердотопливный котел для поддержания комфортной температуры в доме придется круглосуточно. В то время как печь (особенно русскую) достаточно будет протопить утром и вечером. Это обеспечит дом теплом на целые сутки.

Что касаемо удобства в эксплуатации, то печь выглядит как более практичное решение. Твердотопливному котлу на отопительный сезон потребуется в несколько раз больше дров, по сравнению с печью. Котел сложно топить сырыми дровами, зато это можно делать при печном отоплении. Котел очень чувствителен к метеоусловиям в плане тяги, гораздо чувствительнее кирпичной печи.

Как видно, несмотря на весь прогресс технологий, печное отопление все еще имеет немало преимуществ перед более современным типом отопления с помощью твердотопливного водогрейного котла. И, пожалуй, самый серьезным его недостатком является высокая пожаропасность печей.

Обезопасить деревянный дом от пожара можно соблюдением всех норм и правил безопасности, которые должен знать каждый хозяин дома с печным отоплением. Все конструкции, соприкасающиеся с печью и находящиеся в непосредственной близости от нее должны находиться под постоянным контролем проживающих в доме людей. На самом деле это не сложно, но многие домовладельцы забывают об этом, чего делать ни в коем случае нельзя.

Купить печь, котел

Отопление дома котлом – плюсы и минусы

Если у вас есть возможность поставить газовый, электрический, пеллетный или дизельный котел, то вы сможете наладить систему отопления дома с автоматическим регулированием температуры. Ни одна печь не в состоянии работать в полностью автоматическом режиме, в отличие от указанных выше видов котлов.

В случае с пеллетным котлом вам придется загружать топливом бункер с частотой от 1 раза в сутки до 1 раза в месяц в зависимости от объема бункера и степени автоматизации котла. Пеллетные котлы, оборудованные автоматическим удалением золы, позволят вам совершать «походы» в котельную не чаще 1 раза в месяц.

Печное отопление частных домов

По сути своей, печи являются прототипом отопительных котлов и сходны во многом с ними по устройству. Но классические печи сочетают в себе 2 конструктивные черты – они являются источниками (генераторами) тепла и одновременно приборами отопления – излучают тело со своей поверхности. По материалу изготовления печи делятся на 2 основных типа:

Кирпичные;
Металлические – стальные или чугунные.

В качестве топлива для печей чаще всего используют дрова или различные сорта угля. Отопительные устройства имеют невысокий КПД, практически не имеют регулирования, требуют постоянного ручного обслуживания. Тем не менее, печное отопление довольно часто используется при отсутствии иных видов топлива, в домах с площадью до 50 – 60 м2, на дачах и в загородных домовладениях с непостоянным пребыванием людей.

Аргументы «За»

Паровой способ быстро нагревает воздух в доме.

Не обязательно сносить печь, так как кроме затрат сил и времени, может понадобиться капитальный ремонт.

Благодаря отсутствию механизмов, любая регулировка выполняется вручную, значит, техника не будет ломаться, давать сбои.

Это вариант для дачи или загородного дома, так как присутствие там сезонное, а топливо можно запасти заранее. Отопление не отключится из-за плохой погоды, неуплаты за электричество или газ.

Даже если сама печь находится в соседнем здании, реально провести паровую систему. Главное, позаботиться о теплоизоляции.

Как это сделать, наглядно показано в следующем видео:

https://youtube.com/watch?v=aB1duN9-N4c

Паровое отопление от печки своими руками

Чтобы не монтировать отопительный котел для устройства системы парового отопления и тратить на это денежные средства, можно использовать имеющуюся в доме печь. Она будет выступать в качестве теплоисточника с недорогим твердым топливом, к тому же, она не зависит от центрального газо- и электроснабжения. Парогенератором выступает теплообменник, который можно изготовить на заказ или самостоятельно. Недостатки печи-парового котла такие же, как у обычной печки или камина: отсутствие возможности точной регулировки температуры нагрева, отсутствие полной пожаробезопасности, а также возможность задымления помещения из-за неправильной растопки. Таким образом, недостатков у печи-котла столько же, как у обычной, а преимуществ гораздо больше.

Паровое отопление от печки

Перед тем, как от печки сделать паровое отопление, необходимо проверить теплообменник на предмет герметичности. Сделать это можно следующим образом: внутрь устройства заливают керосин, швы при этом обводятся мелом. Места, где мел потемнел, означают протечку, а значит, использовать это устройство для системы парового отопления нельзя.

Для отведения парового отопления от печки понадобятся следующие составляющие:

Батареи отопления. Их количество должно быть равно числу окон помещения.
Теплообменник
Медные или оцинкованные трубы для отвода конденсата и паропровода.
Запорная арматура (краны для спуска воздуха, вентили)
Соединительная арматура: колена, трубные хомуты, фитинги.
Кронштейны для радиаторов
Гидравлический затвор
Редукционно-охладительная установка, с помощью которой пар переводится в жидкое состояние.
Редуктор для снижения давления внутри системы.
Насос для принудительной циркуляции жидкости.
Инверторный сварочный аппарат

Перед тем, как приступить к работам, предварительно разрабатывается схема подключения и монтаж труб. На чертеже определяется место расположения печи-котла, от которой далее прокладывается схема разводки со всеми необходимыми элементами подключения. Для отопления площади не больше 80 кв.м. подходит однотрубная схема подключения радиаторов. При таком способе подключения конвекторы нагреваются последовательно, первый из них сильнее прочих. Двухтрубная схема подходит для отопления помещений больше 80 кв.м. и двухэтажных домов. Трубы при этом подсоединены к конвекторам параллельно. Если планируется установить систему по принципу естественной циркуляции, теплообменник должен быть расположен ниже всех конвекторов и труб под углом наклона. При этом требуется монтаж насоса для бесперебойной циркуляции отопительной системы.

После того, как схема разработана и все конструктивные элементы, необходимые для сборки отопительной системы, учтены, можно составить смету на покупку материалов и приступать к работе.

Технология работ

Необходимо учитывать, что устройство паровой отопительной системы без демонтажа старой печи невозможно. Для того чтобы встроить теплообменник, необходимо монтировать его внутрь топки на этапе кладки печи.

Под каждым окном устраиваются радиаторы, к которым подсоединяют подводящие и отводящие трубы под небольшим уклоном 3мм. Каждый радиатор снабжается краном для спуска воздуха.

Паровое отопление от печки

Чтобы обезопасить систему, перед каждым конвектором и перед всей системой в целом, устанавливается запорная арматура. В начале системы также устанавливается редуктор охлаждения и редукционный клапан. В конце системы устанавливается емкость для сбора конденсата с таким же небольшим уклоном, как трубы. Из него вода перетекает в теплообменник. Перед печкой устанавливается насос в системе принудительной циркуляции.

Проектирование системы парового отопления

Даже для небольшого помещения лучше всего составить проект. Система, сделанная на “авось” с большой долей вероятности вскоре потребует переделки, а составленная на бумаге схема позволит сразу же выявить слабые места и исправить их.

Например, для того, чтобы создать систему с естественной циркуляцией теплоносителя, теплообменник, а соответственно, и нагревательный прибор, следует расположить в самой нижней точке дома.

Паропровод и конденсатопровод систем отопления с естественным типом движения теплоносителя устраивают с уклоном в сторону его движения (+)

Это значит, что печь или котел должны стоять ниже всех радиаторов, а также труб, которые стоят не вертикально, а горизонтально или под углом к вертикали.

Если разместить нагревательный прибор таким образом не получается (в доме отсутствует подвал, подвал использован для других целей и т.п.), следует отдать предпочтение отоплению с принудительной циркуляцией.

На схеме изображена система отопления с принудительной циркуляцией. Для ее монтажа понадобится циркуляционный насос и накопительный бак

Поэтому в схему парового отопления необходимо включить насос, который будет нагнетать воду в теплообменник. Важный момент в проектировании отопительной системы – порядок подключения радиаторов. Последовательное подключение или так называемая однотрубная система предполагает соединение всех радиаторов по порядку.

В результате теплоноситель будет последовательно перемещаться по системе, постепенно остывая. Это экономичный вариант подключения, который и установить проще, и по стоимости выйдет дешевле.

Но равномерность прогрева при таком способе пострадает, поскольку первый радиатор будет самым горячим, а в последний теплоноситель поступит в уже наполовину остывшем состоянии.

Однотрубное подключение радиаторов, как видно из этой схемы, предполагает последовательный монтаж. На последний радиатор теплоноситель поступает уже остывшим

Однотрубное решение может быть приемлемым только при подключении парового отопления на даче или в небольшом доме, на площади менее 80 кв. м. А для просторного коттеджа или двухэтажного строения больше подойдет двухтрубная система, при которой радиаторы подключают параллельно.

Схема с одной трубой обеспечивает одновременное, а не последовательное поступление теплоносителя в каждый радиатор, и прогрев помещений осуществляется более равномерно. Но при двухтрубном контуре к каждому радиатору придется подвести две трубы: прямую и “обратку”.

Такая система сложнее в реализации, да и обойдется это немного дороже, чем при установке однотрубной системы. Впрочем, подавляющее большинство систем водяного отопления выполнено по двухтрубной схеме, несмотря на сложности, и функционирует вполне успешно.

На этой схеме показана двухтрубная система монтажа радиаторов парового отопления. Каждый радиатор подключается к общему стояку и имеет обратную трубу, что обеспечивает равномерное распределение теплоносителя

Если в качестве источника тепла предполагается использовать дровяную печь, то следует сразу же просчитать и спроектировать специальный теплообменник. Он выглядит как змеевик, сваренный из металлических труб. Этот элемент встраивается прямо в конструкцию печи, а не устанавливается отдельно.

Поэтому проект новой печи также следует продумать на этапе проектирования. Можно использовать и уже имеющуюся печь, но ее придется частично разобрать, чтобы вмонтировать теплообменник внутрь.

Для получения 9 кВт тепла необходим теплообменник с площадью поверхности около одного квадратного метра. Чем больше отапливаемая площадь, тем больше должны быть размеры теплообменника.

Если отапливать помещение предполагается с помощью котла, то все немного проще: его нужно купить и установить. Обычно для парового отопления в доме рекомендуется брать водотрубную модель котла, как наиболее эффективную.

Хотя жаротрубные, дымогарные или комбинированные дымогарно-жаротрубные модели также могут стать вполне приемлемым вариантом.

Иногда для организации парового отопления используют самодельный котел, в котором сжигают отработанное машинное масло. Но этот вариант считается подходящим для использования в подсобных помещениях, например, в гараже. Для жилого дома такой вариант не слишком хорош.

6 Полезная информация

В последнее время обогревательные паровые котлы используются совместно с системами «теплых полов». Процедура монтажа такой схемы требует больших усилий, но оно того стоит. Под покрытием пола устанавливают специальные трубы из полипропилена или металлопластика, по которым будет перемещаться теплоноситель.

Без сомнений, обогрев помещений паром — это хороший способ решить проблему дорогостоящих тепловых ресурсов и обеспечить себя стабильным источником тепла на целый год

Но чтобы установка функционировала в лучшем виде, а ее обслуживание не требовало больших вложений, важно правильно подобрать схему разводки и следовать основным правилам монтажа. В остальном принцип работы парового отопления и монтаж самодельных пароводяных систем остаются понятными