Паровое отопление схема: как сделать проект и точный расчет

принцип работы парового отопления, схема устройства парового отопления от печи

Те, кто живет в небольших населенных пунктах или деревнях отдают предпочтение печному отоплению. Такое отопление является экономным и часто используемым. Но печное отопление не всегда дает возможность отопить все помещения в доме. Поэтому приходится задумываться о каком-либо дополнительном источнике отопления. 

Если площадь дома больше 50 кв.м., то единственным вариантом будет устройство теплообменника, к которому подключают батареи отопления. В таком случае можно использовать два вида отопительной системы: водяное или паровое. При паровом отоплении в качестве источника тепла выступает пар, а при водяном – вода. Из-за того что есть риск получить травму во время пользования паровым отоплением его не так часто используют. Но оно обходится намного дешевле, чем водяное отопление. Рассмотрим в нашей статье особенности парового отопления и его устройство.

Содержание:

1. Принцип работы парового отопления
2. Недостатки парового отопления
3. Схема устройства парового отопления от печи
4. Выбор отопительного котла

Принцип работы парового отопления

При нагреве воды она образовывается в пар. Он продвигается по трубопроводам к приборам отопления. В отопительных устройствах пар оседает внутри на поверхностях и таким образом передается тепло к радиаторам или конвекторам. 

Конденсат, который образуется, перетекает по трубам в специальную емкость, предназначенную для сбора жидкости. С этой емкости напорным или самотечным способом конденсат поступает к нагревательному элементу. Затем такой цикл вновь повторяется. 

Если конденсат будет поступать в паропровод, то паровое отопление будет работать некачественно. Есть два фактора, которые способствуют предотвращению попадания конденсата:

• Уклон основной магистрали необходимо устраивать по направлению движения пара.
• Необходимо устанавливать подпорные шайбы или конденсатоотводчики на месте стыка двух устройств.

Паровое отопление, как и любое другое имеет свои достоинства и недостатки. Например, если провести сравнение парового отопления с водяным, то можно выделить следующие достоинства:

1. Помещение прогревается намного быстрее.
2. Пар доходит до любого помещения в доме. А нагревательная способность останется прежней.
3. Во время использования намного выгоднее паровое отопление.
4. Не нужно укладывать трубопроводы большого диаметра и устанавливать радиаторы больших размеров.
5. Большой коэффициент теплоотдачи.

Высокий коэффициент теплоотдачи достигается при помощи нагрева отопительных устройств до высоких температур. Но бывает, что поверхность нагревается до 95оС. В таком случае опасно дотрагиваться до приборов. Поэтому радиаторы лучше закрывать защитными экранами, чтобы не получить ожег. 

Недостатки парового отопления

Но, несмотря на то, что у парового отопления есть ряд достоинств, можно выделить и некоторые недостатки:

• При работе паровое отопление создает много шума. Естественно это приводит к дискомфорту для проживающих;
• Высокая температура нагрева радиаторов. Есть опасность получения ожогов. Особенно это касается детей и животных. Необходимо устанавливать защитные экраны, которые изготавливают из пластика, дерева или других материалов;
• При устройстве парового отопления нет возможности установить систему «теплый пол»;
• Контролировать температурный режим радиаторов не очень просто.

Для того чтобы уменьшить шум во время работы отопительной системы необходимо установить парогенератор в отдельном помещении. А батареи можно обустроить антишумовыми кронштейнами. Альтернативным вариантом водяной системы «теплый пол» является пленочные инфракрасные устройства.

Схема устройства парового отопления от печи

При самостоятельном устройстве парового отопления можно выбрать подходящую схему. Например, она может быть с естественной или принудительной циркуляцией. 

При естественной циркуляции необходимо устанавливать теплообменник ниже уровня радиаторов отопления, а также всех трубопроводов в наклонном положении. 

В отоплении с принудительной циркуляцией необходимо устанавливать насос. При наличии насоса теплообменник будет работать без сбоев. 

Паровое отопления разделяется еще по двум схемам: однотрубная и двухтрубная. 

В первой схеме парового отопления работа батарей происходит последовательно. Носитель тепла циркулирует в первый радиатор, а затем поступает в следующие. Но при такой схеме парового отопления первый радиатор имеет максимальную температуру, а последний — минимальную. Поэтому однотрубную схему парового отопления лучше использовать для дома с площадью не более 80 кв.м. 
Двухтрубную схему парового отопления лучше использовать для больших зданий, а также двухэтажных домов. В такой системе батареи отопления подключаются параллельно с применением отводящей и подводящей трубы. Все радиаторы будут иметь одинаковую температуру теплоносителя.

Выбор отопительного котла

Перед устройством отопительной системы необходимо выбрать отопительной котел. Он должен подогревать воду и преобразовывать ее в пар. Котел отопления нужно выбирать необходимой мощности для вашего помещения. Мощность прибора зависит от площади отапливаемого помещения. Так, например, для дома площадью 200 кв.м. будет достаточно котла с мощностью 25 кВт. А для дома с площадью 600 кв.м. потребуется установка отопительного котла с мощностью 50 кВт. 

Приблизительно на каждые 100 кв.м помещения требуется 10 кВт. В отопительных прибором важным элементом является барабан. Он необходим для крепления автоматических предохранителей, трубопроводной системы и приборов контроля над рабочими показателями.

Еще немаловажным моментом является вид топлива в отопительном котле. Самыми популярными являются электрические котлы, которые имеют функцию ночного тарифа.

Но такие приборы не очень экономичные. Есть еще комбинированные котлы, которые могут работать как на твердом, так и на жидком топливе. 

Отопительные котлы, работающие на природном газе не так популярны, так как не у всех есть возможность подключения газа.

Читайте также:

Схема парового отопления частного дома

Если частный дом предназначен для постоянного круглогодичного проживания, то к вопросу отопления стоит отнестись серьезно. Конечно, речь идет не об отдельных обогревательных приборах, а о системе отопления. Нужно все точно рассчитать и составить план работ.

Устройство систем отопления

Рассмотри такие вопросы: схема парового отопления частного дома и схема водяного отопления дома.

Схема водяного отопления частного дома предусматривает, что в роли теплоносителя будет выступать вода или антифриз. Первоначально вода нагревается внутри котла и затем поступает к радиаторам, которые и дают тепло воздуху в помещении. Остывшая вода вновь поступает в котел и заново повторяется процесс.

Система водяного отопления частного дома является самой популярной, потому как вода отличный теплоноситель и при отключении системы, она еще долго сохраняет тепло и нагревает помещение.

Схема отопления жилого дома воздухом менее известна. Теплоносителем выступает нагретый воздух. Воздух, так же, как и вода нагревается в котле и по воздуховодам перемещается в помещение, обогревая его. Остывший воздух забирается воздуховодами обратно для нагрева. При использовании воздуха для отопления, необходимы чертежи отопления частного дома и точные расчеты. Это связано с тем, что воздух в отличии о воды, может реагировать на возможные препятствия.

Схема парового отопления частного дома – это своеобразный промежуточный вариант между воздушным и водяным отоплением. Отопление помещения паром происходит следующим образом. Вода в котле нагревается, испаряется, а пар идет в трубы и подается к радиаторам. После остывания, пар конденсируется и снова стекает по трубам к котлу.

Схема парового отопления частного дома обеспечивает быстрый подогрев радиатора, а значит и быстрый прогрев комнаты.

Фото каждой из схем и видов отопления можно увидеть в интернете, вписав в поисковую систему запрос: «схема отопления частного дома, фото».

Паровое отопление. Принципы работы

Основными преимуществами парового отопления является экономичность и скорость прогрева, которая выше, чем у водяной системы. Но есть и определенные недостатки паровой системы нагрева:

• сильно нагревается поверхность радиатора;
• быстрый износ трубопроводов и котла;
• самый большой недостаток – невозможно регулировать режим нагрева.

Основой частью системы этого вида отопления является то место, где закипает вода − котел. В котел подается топливо, благодаря которому вода закипает и превращается в пар. В коллекторе подачи создается давление и пар поступает в трубы, а по трубам к радиатору. Конденсируясь, пар снова поступает в котел.

В зависимости от способа поступления конденсированного пара в котел, схема обогрева и делится на открытую и закрытую. Открытая система включает в себя накопительный бак для конденсата.

Схема закрытого отопления частного дома предусматривает наличие широкой трубы для конденсированного пара.

Самостоятельная установка такой системы отопления — очень сложный процесс и требует предварительного составления всех необходимых расчетов: мощности котла, количества топлива.

Структура отопления воды паром и виды топлива

Система парового отопления включает в себя необходимые узлы:

• котел для нагрева воды;
• выпускной клапан;
• трубы;
• радиаторы;
• топка и насос.

Разводки труб, в свою очередь, делятся на два вида: двухтрубные и однотрубные. В однотрубных пар и конденсат проходят в радиаторы и обратно в котел по одной трубе. Схема отопления двухтрубная частного дома предусматривает, что одной из труб проходит пар в радиаторы, а по другой возвращается конденсат в котел.

Двухтрубная система – это лучшая схема отопления частного дома, потому что в этом случае есть возможность регулировать температуру при помощи вентиля.

Итак, рассмотрим виды топлива:

• твердое топливо;
• жидкое топливо;
• газообразное.

Часто применяется схема принудительного отопления частного дома.

С помощью принудительной циркуляции теплоносителя, можно создать комфортные условия в помещении любого размера.

Для реализации принудительного отопления можно использовать какие угодно трубы и любой способ подключения отопительных приборов.

Схема отопления дома с массандрой лучшим вариантом предусматривает водяную систему отопления. Это может быть пол с водяным подогревом или другие виды отопления, такие как электричество или инфракрасное отопление.

Водяной обогрев дома

Основой системы отопления здания является котел. Водяной обогрев наиболее доступный и бюджетный вариант обогрева.

Система водяного отопления имеет очень простой принцип работы. Вода нагревается и закипает в котле, затем поднимается вверх по трубам в радиатор, постепенно его нагревая. Остывшая вода снова возвращается в котел, который генерирует ее нагрев. Укладывать трубы нужно с небольшим уклоном. Если не обеспечить это, то система может плохо работать.

монтаж, схема и подробное описание как провести и сделать паровое отопление самому

Источником тепла в данном типе отопления служит паровой котёл.

Наиболее распространенной системой отопления частного дома является система парового отопления, отличающаяся своей доступностью и эффективностью.

Главным отличием подобной системы от водяной либо электрической является тот факт, что в качестве теплоносителя используется, как это вытекает из названия, водяной пар. Источником тепла, как правило, служит паровой котел.

Как качественно и надежно провести своими руками паровое отопление?

В данной статье мы попытаемся развернуто ответить на поставленный вопрос, остановившись на вопросах выбора основного и вспомогательного оборудования (котел, трубопроводы и т.д.).

Для того, чтобы самостоятельно осуществить монтаж парового отопления, не требуются фундаментальные познания, а вот некоторые специфические нюансы знать необходимо.

Состав и варианты устройства парового отопления

Состав системы парового отопления. Нажмите для увеличения.

Типовая система парового отопления состоит из следующих элементов:

1. Паровой котел.
2. Магистральные трубопроводы.
3. Ответвления с отопительными приборами.
4. Стояки.

Приведенные выше элементы характерны для автономной (независимой) системы отопления. Используемый в такой системе в качестве генератора тепла котел может работать на газообразном, жидком, твердом либо комбинированном виде топлива.

При устройстве централизованной системы в качестве генератора тепла выступает индивидуальный тепловой пункт.

В частном доме паровое отопление может быть одноконтурным либо двухконтурным. В первом случае осуществляется только обогрев здания, во втором — функцию отопления дополняет горячее водоснабжение.

Трубопроводная система, включающая в себя вертикальные и горизонтальные трубы, может иметь верхнюю либо нижнюю разводку. Монтаж того или иного вида разводки трубопроводов осуществляется в зависимости от индивидуальных особенностей помещения.

Преимущества и недостатки системы парового отопления

Перед тем, как провести паровое отопление у себя дома, необходимо тщательно взвесить все преимущества и недостатки данной системы.

Основные преимущества:

1. Компактные размеры и относительно недорогой монтаж.
2. Высокая скорость прогрева, а также возможность обогрева помещений большого объема и площади.
3. Высокая теплоотдача и общая экономичность
4. Отсутствие потерь тепла в теплообменниках.
5. Меньшая опасность размерзания системы (замерзания воды в трубопроводах).

Некоторые недостатки:

1. Более сильный прогрев поверхности отопительных приборов, решаемый за счет установки декоративного экрана.
2. Отсутствие возможности осуществления плавной регулировки температуры внутри помещений.
3. Коррозийное воздействие пара на трубопроводы.

Таким образом, у парового отопления гораздо больше преимуществ, чем недостатков. Самостоятельная установка системы парового отопления дополняет перечень многочисленных конкурентных преимуществ.

Выбор парового котла

Паровой котел является ключевым элементом всей системы. Для того, чтобы котел функционировал с максимальной эффективностью, необходимо правильно произвести подбор его мощности с учетом обогреваемой площади помещения.

От выбора котла отопления зависит в дальнейшем расход энергии на обогрев дома. Нажмите для увеличения.

При выборе котла можно придерживаться следующей зависимости: мощность 25 кВт соответствует площади от 60 до 200 квадратных метров, мощность 25-30 кВт соответствует площади от 200 до 300 квадратных метров, мощность 35-60 кВт соответствует площади от 300 до 600 квадратных метров, мощность 60-100 кВт соответствует площади от 600 до 1200 квадратных метров.

Схема парового отопления может включать в себя паровой котел, работающий на природном газе, твердом, жидком либо комбинированном виде топлива.

Максимальное давление в котле, как правило, не превышает значения в 6 атмосфер.

В состав парового котла входит горелка, топка, зольник и барабан. Основным конструкционным элементом является барабан.

Именно к нему присоединяются контрольно-измерительные приборы, предохранительные устройства от повышения давления выше допустимого и трубопроводная система с запорной и регулирующей арматурой.

Особенности выбора трубопроводов

При выборе трубопроводов очень многое может зависеть от индивидуальных пожеланий владельца дома.

Монтаж системы парового отопления можно производить из трубопроводов, изготовленных из меди, обыкновенной углеродистой, оцинкованной либо нержавеющей стали.

Стальные трубопроводы

Монтаж стальных трубопроводов подразумевает обязательное применение сварки.

Стальные трубопроводы отличаются высокой прочностью и надежностью.

Единственный недостаток — невысокая коррозийная стойкость.

Оцинкованные и нержавеющие трубопроводы

Монтаж данных трубопроводов производится при помощи резьбовых соединений.

На сегодняшний день на рынке представлен широкий выбор труб для отопления. Нажмите для увеличения.

Они отличаются высокой устойчивостью к коррозийному воздействию, но являются довольно дорогим «удовольствием».

Медные трубопроводы

Выполненные из меди трубопроводы отличаются высокой надежностью, превосходно себя зарекомендовали при повышенных температурах и высоком давлении.

Монтаж производится методом высокотемпературной пайки.

Медные трубопроводы можно без лишних опасений заделывать в стены.

Недостатком данных трубопроводов является их высокая стоимость.

Их довольно часто можно встретить в дорогостоящих особняках, построенных по эксклюзивному проекту.

Разработка проектного решения

Перед тем, как установить котел и провести трубопроводы, необходимо разработать проект либо схему устройства будущей системы парового отопления.

При разработке проекта необходимо учитывать не только трассу трубопроводов со всеми возможными ответвлениями, поворотами и прочими мелочами, но и материал трубопроводов, расстановку контрольно-измерительных приборов, предохранительной и запорной арматуры.

Подбор схемы парового отопления. Нажмите для увеличения.

В обязательном порядке нужно определиться и с общей длиной трубопроводов, количеством тройников и переходников. В целях обеспечения надежности и безопасности следует использовать только прошедшее обязательную сертификацию оборудование.

В идеальном варианте (при наличии соответствующей квалификации) проект может содержать расчетный температурный график паровой тепловой сети и расчет тепловых потерь.

Требования к помещению при устройстве паровой системы отопления

К помещению, в котором будет располагаться котел, предъявляются некоторые требования:

1. Высота потолков не менее 2,2 метра.
2. Расстояние от котла до стены не менее 1 метра.
3. Огнестойкость стен должна составлять не менее 75 минут, а огнестойкость двери — не менее 30 минут.
4. Материал изготовления стен — кирпич, материал облицовки — керамика либо минеральная штукатурка.
5. Исправная система вентиляции, и наличие оконных проемов и ведущего на улицу выхода.

Данные требования соответствуют стандартному паровому котлу с давлением пара не более 0,07 МПа и температурой пара от 120°C до 130°C.

Последовательность действий при самостоятельном монтаже

Паровое отопление своими руками предполагает последовательное выполнение следующих основных этапов и операций:

1. Разработка проекта либо схематичного плана.
2. Выполнение подготовительных строительных работ в котельной.
3. Монтаж котла (ниже уровня радиаторов и трубопровода) и радиаторов отопления и трубопроводов.
4. Монтаж контрольно-измерительных приборов, предохранительных и обратных клапанов, дренажной арматуры и прочего оборудования.
5. Тестирование работоспособности системы и проверка исправности автоматических защит.

Прокладка трубопроводов обязательно должна предшествовать их соединению с радиаторами системы отопления. После этого производится присоединение к трубопроводам циркуляционного насоса, перед которым обязательно должен быть установлен фильтр прямой очистки.

Монтаж парового отопления. Нажмите для увеличения.

Монтаж расширительного бачка и подсоединение котла завершают процесс монтажа.

При монтаже отдельных элементов системы парового отопления следует учитывать не только общие требование и стандарты безопасности, но и рекомендации заводов-изготовителей, содержащиеся в паспортах и инструкциях по эксплуатации.

Некоторые правила самостоятельного монтажа

Как сделать паровое отопление своими руками надежным и долговечным? Для этого необходимо соблюдать некоторые основные правила монтажа: используйте трубопроводы заводского изготовления.

При монтаже фланцевых соединений используйте предварительно смоченные в горячей воде паронитовые прокладки (толщиной 3-5 мм).

Используйте качественные конденсатные сифоны. Обязательно оснащайте каждый котел предохранительными клапанами. В обязательном порядке произведите пробный пуск после завершения монтажных работ.

Заключение

Паровое отопление представляет собой универсальный и доступный вариант снабжения дома тепловой энергией для нужд отопления и горячего водоснабжения.

Производительность и простота системы делают возможным ее самостоятельный монтаж и применение практически в любом доме.

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

Паровое отопление в частном доме своими руками: от печи и парогенератора

Частные домостроения, которые используются круглый год, помимо водопровода и канализации обеспечиваются отопительными системами. Неоспоримым достоинством автономного отопления является индивидуальное решение о начале и окончании отопительного сезона. Вариантов обустройства системы может быть несколько. Паровое отопление в частном доме – это один из самых старых методов поддержания комфортной температуры в холодное время. Существует несколько разновидностей реализации системы автономного парового отопления, из которых можно выбрать наиболее подходящую.

Составляющие и принцип работы паровой системы

Независимо от схемы реализации, паровое отопление имеет такие конструктивные составляющие: источник тепла – парогенератор, трубопровод, нагревательные элементы, контрольно-измерительные приборы и запорно-регулирующие детали.

В качестве источника тепла может быть выбран электрический парогенератор. Достаточно установить требуемые параметры в меню и наслаждаться комфортной температурой

Трубопровод подразделяется на паропровод и конденсатопровод. По первому в систему подается пар. По второму отводится конденсат. Конденсатопроводы в зависимости от способа движения конденсата могут быть:

• самотечными, с прокладкой трубопровода с уклоном в сторону накопительной емкости.
• напорными, движение конденсата обуславливается разностью давления.

В зависимости от наполненности конденсатопровод бывает:

• сухим, в процессе работы системы труба частично заполнена водой;
• мокрым, конденсатопровод постоянно заполнен водой.

В отличие от водяного, системы парового отопления имеют такие недостатки:

• наличие шума в процессе работы;
• слишком горячая поверхность отопительных элементов;
• затруднено регулирование теплоотдачи отопительных элементов;
• менее долговечны, чем водяные системы отопления.

Важно. При использовании парового отопления поверхность отопительных элементов временами приближается к 100°C. Поэтому нужно быть осторожным, иначе можно получить ожог.

А также достоинства:

• небольшие размеры составляющих отопительной системы;
• высокая теплоотдача отопительных элементов;
• быстрый нагрев помещения;
• пар доставляется в любую точку системы, не теряя своей нагревательной способности;
• экономичность.

В процессе нагревания воды в источнике тепла выделяется пар. При его конденсации выделяется тепло. Пар по паропроводам передается в отопительные элементы, где он посредством конденсации нагревает стенки приборов, которые отдают тепло помещению. После этого конденсат направляется в сборную емкость, после чего самотеком или при помощи насоса отводится в котел для последующего нагрева. После чего весь процесс повторяется. Во избежание встречного движения конденсата уклон магистрали выполняется в сторону движения пара. Для того чтобы пар не проникал в конденсатопровод используют подпорные шайбы или конденсатоотводчики.

Вот так выглядит классический твердотопливный парогенератор:

Различные схемы реализации парового отопления

Чтобы выполнить паровое отопление своими руками, нужно знать какие варианты могут быть реализованы.

Замкнутая и разомкнутая разводка трубопровода

В зависимости от метода возвращения конденсата в источник тепла, различают два варианта парового отопления: замкнутые и разомкнутые.

В замкнутой системе конденсат с отопительных элементов возвращается  в источник тепла под действием разности давления. Для эффективной работы такой системы необходимо чтобы паросборник размещался достаточно низко по отношению к отопительным элементам.

Чтобы паровое отопление с замкнутой системой работало с полной отдачей, нужно паросборник разместить так, чтобы он находился ниже отопительных элементов

Разомкнутая система предполагает самотечное поступление конденсата в накопительный бак. Откуда периодически идет перекачка в источник тепла при помощи насоса. Такая система должна обеспечиваться свободным стеканием конденсата из последнего отопительного элемента в накопительную емкость.

В разомкнутой системе парового отопления конденсатопровод, выходящий из последнего отопительного элемента, должен располагаться под наклоном по отношению к накопительному баку

Двухтрубная или однотрубная система?

В зависимости от способа подвода труб к приборам паровое отопление подразделяется на однотрубное и двухтрубное. Из-за сложности регулирования теплового потока однотрубная система парового отопления используется редко. Для контроля приходится приобретать специальные устройства, что увеличивает стоимость работ. Намного легче регулировать двухтрубную систему отопления. На входе пара в отопительный прибор устанавливают регулирующий вентиль. На выходе конденсата – термостатирующие конденсатоотводчики. Благодаря этому двухтрубная система менее шумная, чем однотрубная.

Ориентируемся на давление системы

Подразделение систем парового отопления в зависимости от давления:

• низкого давления, бывают закрытые и открытые;
• высокого давления;
• вакуум-паровые.

Различные схемы паровых систем отличаются по способу присоединения радиаторов, расположению паропроводов и конденсатопроводов. Рассмотрим вариант системы низкого давления. Возникающее в котле давление способствует передвижению пара, который поступает в стояк, а затем в разводящий паропровод. От него отходят стояки, ведущие к отопительным элементам. К радиаторам подключают паровые подводки с регулировочными кранами. Пар поступает в отопительные элементы, охлаждается от соприкосновения со стенками прибора, отдавая тепло. В процессе выделяется конденсат, который через конденсатопроводы отправляется опять в котел.

Системы парового отопления низкого давления снабжаются манометрами, которые помогают контролировать давление в системе. На отопительном котле должен стоять выкидной предохранитель

Системы высокого давления в начальной точке паропровода имеют давление пара выше 0,7 кгс/см². Они бывают только с замкнутым контуром. Рассмотрим один из вариантов реализации такой системы. Образованный пар редуцируется и отправляется в распределительную гребенку. Здесь же устанавливается предохранительный клапан, контролирующий давление в пределах установленного. Для его ремонта устанавливается байпас.

Далее пар через стояки направляется к отопительным элементам. Давление в системе должно быть достаточным для удаления конденсата, так как его температура почти равна температуре пара. Паропровод на входе и конденсатопровод на выходе радиаторов снабжаются вентилями. Для контроля давления устанавливается манометр. Для компенсации температурных удлинений на трубопроводе предусматриваются компенсаторы.

Отопительные элементы должны быть снабжены регулирующими вентилями на входе паропровода в радиатор. На выходе в конденсатопровод устанавливаются термостатирующие конденсатоотводчики

Вакуум-паровые системы работают при помощи насоса. Он способствует созданию низкого давления в котле и перемещению пара, а впоследствии конденсата по системе.

Используем уже существующую печку

В домах, где уже имеется печь, можно провести паровое отопление, используя ее. Правила монтажа и разводки трубопровода такие же, как и в остальных случаях. Однако паровое отопление от печи подразумевает отсутствие отопительных элементов в помещении, в которое выходит труба. Исключением являются помещения с площадью более 40 м².

Установка парового отопления требует точного соблюдения технологии. При этом нужно произвести сложные расчеты, учесть все тонкости процесса. Если работы выполняются самостоятельно расчет лучше доверить профессионалам. Только так можно добиться эффективной работы парового отопления.

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

Как сделать паровое отопление в доме своими руками?

Построить паровое отопление своими руками может любой опытный слесарь или знакомый с гаечным ключом и сварочным аппаратом домовладелец. Ведь такая схема обогрева не предполагает каких-то грандиозных технологических решений.

А все детали и элементы разводки «паровой» системы можно купить в любой строительном магазине.

Пример работы парового отопления частного дома

С чего начать реализацию парового отопления?

Обустраивая отопление дома своими руками – паровое, водяное или воздушное – все специалисты по системам обогрева начинают работы с поиска подходящего теплогенерирующего агрегата – котла.

Оптимальный источник тепловой энергии выбирают по двум критериям:

• По типу топлива.
• По тепловой мощности.

Причем первый критерий предполагает следующие варианты выбора (от наиболее приемлемого к наименее подходящему):

• Газовый котел.
• Твердотопливный агрегат.
• Электрическая теплогенерирующая установка.

Поэтому если в вашем доме есть газ –покупайте газовый агрегат. Ну а если газа нет. То приобретайте твердотопливный котел.

Определившись с типом теплогенерирующего агрегата, можно приступать к выбору конкретной модели котла, руководствуясь только одним критерием – тепловой мощностью.

Причем выбираемый котел должен отдавать одному квадратному метру площади дома не менее 110-120 ватт тепла.

То есть для дома площадью 100 «квадратов» нужен котел мощностью 11-12 кВт.

Как обвязать котел?

Если вы строите паровое отопление в частном доме своими руками, то вас, скорее всего, интересуют только три схемы обвязки:

Схема подключения котла к системе отопления и ГВС

• С напорным оборудованием (насосом).
• С тепловым аккумулятором и насосом.
• С естественной циркуляцией теплоносителя.

Первый вариант предполагает такую последовательность элементов обвязки:

• К напорному штуцеру котла подключают предохранительный клапан, сбрасывающий «лишнее» давление из водяной рубашки. Подающая ветвь разводки идет от клапана к батареям.
• К обратному штуцеру котла подключают байпас для насоса, за которым располагают расширительный бак мембранного типа.

Второй вариант обустраивается следующим образом:

• К напорному отводу котла подключается предохранительная арматура. От клапана пробрасывается труба к верхнему патрубку теплового аккумулятора. Напорная ветвь разводки стартует от противоположного верхнего патрубка теплового аккумулятора. Причем на выходе из бака можно поставить насос.
• К нижнему штуцеру котла подключают насос (посредством байпаса). Трубу от точки врезки насоса пробрасывают к нижнему патрубку теплового аккумулятора. За накопителем размещают расширительный бак закрытого типа (с мембраной).

Третий вариант устроен немного иначе двух предыдущих:

• К напорному штуцеру прикручивают 90-градусный отвод (угольник), от которого начинается вертикальная ветвь трубопровода, поднятая до самого потолка.
• У потолка на вертикаль навинчивают тройник, ориентируя этот фитинг прямоточным проходом вверх. В верхний патрубок тройника вкручивают резьбовой сгон, на который можно «надеть» емкость открытого расширительного бака.
• Боковой отвод тройника переходит в наклонную ветвь трубопровода. Уклон ветви – 2 сантиметра на погонном метре трубы.
• К нижнему (обратному) патрубку котла подводят трубу от крайней батареи. Уклон трубы – 20 миллиметров на одном погонном метре.

Причем, обустраивая паровое отопление своими руками – без насоса – нужно помнить о том, что отопительный прибор (котел) должен располагаться ниже последней батареи. Иначе никакой циркуляции теплоносителя не будет.

И, разумеется, между батареями должен быть уклон на те же 20 миллиметров по каждому погонному метру.

Как организовать разводку?

В большинстве случае, размышляя на тему: «как сделать паровое отопление своими руками», домашние мастера останавливаются на одноконтурной схеме разводки или применяют двухконтурный вариант с верхним расположением напорной ветви.

Одноконтурная схема предполагает следующий порядок подключения:

Одноконтурная система отопления

• От котла отводят напорную вертикаль, переходящую в горизонтальную ветвь, расположенную у потолка.
• У первой батареи (по направлению циркуляции теплоносителя) горизонтальная ветвь переходит в вертикаль, которая спускается от потолка к батарее.
• Далее от батареи к батарее прокладывают верхнюю и нижнюю ветку разводки. Первая соединяет  верхние патрубки радиатора, вторая – нижние. То есть батареи «нанизываются» на эти ветви, подключаясь к разводке последовательно, друг за другом.
• От крайней батареи, врезаясь в нижний патрубок, отводят обратную ветвь, которая связывает разводку и котел.

Подобным образом можно обустроить и напорную и безнапорную систему отопления.

Двухконтурная схема устроена совершенно иначе:

Двухтрубная система с нижней разводкой труб

• От верхнего патрубка или штуцера котла отводят напорную вертикаль, переходящую в горизонтальную ветвь. Причем эту ветвь тянут по всему периметру дома, под потолком, до крайней батареи.
• Над каждым радиатором в напорную ветвь врезают тройник, отводящий к батарее поток горячего теплоносителя.
• От нижнего патрубка или штуцера котла отводят обратную горизонталь, прокладывая ее по всему периметру дома, над полом, до первой батареи.
• Под каждым радиатором в обратную ветвь врезают тройник, принимающий остывший теплоноситель от батареи.
• Свободные патрубки батареи закрывают заглушками.

Радиаторы в такой системе подключаются к напорной и обратной ветви параллельно потоку теплоносителя. Поэтому такой вариант разводки дает возможность регулировать степень прогрева каждой батареи. Для этого достаточно врезать в точку сопряжения напорного ответвления и батареи обычный вентиль, регулирующий пропускную способность трубопровода.

Как стыковать элементы разводки и обвязки?

В большинстве случаев стыковка осуществляется на резьбу или на сварку. Последний вариант предполагает сопряжение встык с формированием кольцевого шва.

Первый вариант основан на следующей схеме:

• На торце трубы нарезается резьба (или наваривается резьбовой сгон).
• На резьбовой торец накручивается контргайка.
• Труба вкручивается в муфту или фитинг (уголок, тройник и так далее).
• У фитинга на резьбу накручивают ФУМ или паклю, пропитанную силиконом.
• Контргайка накручивается по сгону по направлению к фитингу, поджимая паклю или ФУМ.

При этом сварочная сборка формирует только неразъемные стыки. Резьбовая сборка дает возможность оформить разъемные соединения. Поэтому все стыки у котлов, насосов, расширительных баков, тепловых аккумуляторов формируются только с помощью резьбового монтажа. Прочие стыки можно оформить с помощью сварки.

Паровое отопление в частном доме: схема, преимущества и недостатки

Комфортный микроклимат в доме всецело зависит от качества отопления. Насколько тепло и уютно будет в квартирах стандартных «многоэтажек» полностью зависит от прихотей коммунальных служб — отопительные системы монтируются непосредственно в процессе возведения здания, между тем температуру воздуха в частном доме можно контролировать самостоятельно при помощи обустройства автономного парового отопления в нем. Паровое отопление в частном доме – идеальное решение, доступное всем.

Характеристики

Обустройство парового отопления в частном доме – альтернативное и практичное решение, на сегодняшний день этот тип медленно, но уверенно теснит традиционное газовое оборудование и твердотопливные системы.

Из названия вполне ясно, что паровое отопление подразумевает обогрев помещений при помощи водяного пара, при этом основным источником энергии является котел – именно это устройство позволяет поддерживать оптимальную температуру в помещении.

Схема системы парового отопления

Преимущества

Преимущества:

• большой КПД;
• инерционность;
• низкая стоимость.

Безусловным преимуществом использования такого агрегата для отопления частного дома является то, что котел имеет большой коэффициент полезного действия, то есть тепловые потери сводятся к нулю, при этом практически не имеет значение диаметр труб отопления.

Таким образом, отопительная система выглядит более аккуратно и компактно, да и на приобретение расходных материалов меньше уйдет денежных средств.

Инерционность – помещение прогревается до нужной температуры очень быстро – что очень удобно с учетом особенностей нашего климата.

Приемлемая стоимость такого оборудования – ценовой диапазон таких устройств довольно широк, можно найти агрегат, небольшая стоимость которого будет соответствовать прекрасному качеству.

Недостатки

К основным недостаткам данной техники можно отнести:

• небольшой срок службы;
• отсутствие функции регулировки;
• шумность.

Прежде всего, следует отметить сравнительно небольшой срок службы паровых котлов, данный вид отопительного оборудования навряд ли прослужит длительное время, а его замена повлечет за собой дополнительные материальные затраты и хлопоты.

Не менее неприятным моментом является то, что сложно отрегулировать температурный режим, — жилое помещение прогревается с различной интенсивностью, а оптимальный режим обогрева подобрать довольно проблематично.

В процессе работы паровой котел, точнее вода, которая прогревается в нем до состояния пара, производит характерный шум. Кроме всего прочего, следует отметить, что трубы системы отопления очень сильно нагреваются – неосторожное прикосновение к ним может привести к термическим ожогам.

Вот, собственно и все, что можно рассказать о паровом котле. Выбирать ли таковую систему отопления для частного дома или предпочесть какой-либо иной альтернативный вариант – вопрос индивидуальный, который будет решать конечный потребитель.

Паровое отопление: устройство и принцип работы

В этой статье мы рассмотрим:
Паровое отопление: как оно работает
Паровое отопление в частном доме: плюсы и минусы
Два вида систем парового отопления
Схемы прокладки парового отопления

С середины прошлого столетия применение парового отопления в жилых многоквартирных домах и общественных зданиях запрещено – для этого имеется ряд причин, связанных с особенностями их эксплуатации. Скажем прямо, они небезопасны для человека, и именно по этой причине встретить их сегодня можно только в производственных помещениях. Запрета использовать паровое отопление в частных домах не существует – в них хозяева вольны делать все, что заблагорассудится. Но прежде чем принимать решения в пользу использования подобных отопительных систем, с ними нужно ознакомиться – как говорится, выявить их сильные и слабые стороны. Чем мы и займемся в этой статье, в которой вместе с сайтом stroisovety.org разберемся с их преимуществами и недостатками, принципом работы и, если уж на то пошло, то и монтажом.

Паровое отопление фото

Паровое отопление: как оно работает

По большому счету, системы парового отопления мало отличаются от традиционных в наше время жидкостных отопительных контуров – все тот же котел, все та же разветвленная сеть трубопроводов и то же оборудование в виде манометров, термометров и циркуляционных насосов. Разница между ними заключается исключительно в используемом теплоносителе и, как результат, особенностях системы – в качестве транспортировочного элемента для тепловой энергии здесь используется перегретый пар. Он как бы впрыскивается в систему трубопроводов под давлением, где конденсируется на стенках труб, отдавая свое тепло – дальше, как и в обыкновенной системе водяного отопления с естественной циркуляцией, конденсат самотеком сбегает к котлу на очередной цикл превращения в пар.

Если говорить об эффективности такого цикла нагрева и охлаждения жидкости, то в целом она в несколько раз превосходит традиционный нагрев воды. Судите сами, при остывании одного килограмма воды на 50 градусов выделяется всего на всего 100кДж тепловой энергии, а вот в процессе образования конденсата из одного килограмма пара выделяется 2300кДж тепловой энергии. Улавливаете разницу? Такое большое количество тепловой энергии зачастую даже создает некоторые проблемы, о которых мы поговорим немного позже, изучая преимущества и недостатки паровых отопительных систем. Также огромное количество выделяемой энергии выдвигает некоторые требования к системе трубопроводов.

• Первое и самое главное – это материал, из которого собирается система. Скажем прямо, современным пластиковым трубам здесь не место – монтаж парового отопления производится либо с помощью металлических труб, либо посредством медных. Выбор не богат, но что поделаешь, если перегретый пар просто-напросто расплавляет и металлопластик, и полипропилен, и полиэтилен.
• Второе – это батареи парового отопления. Как и в случае с трубами, многим современным отопительным приборам в системах парового отопления места нет. Исключить однозначно нужно биметаллические радиаторы, алюминиевые батареи и стальные конвекторы – оптимальным вариантом в таких системах являются чугунные батареи или просто оребренные трубы.

  Батареи парового отопления фото

О том, что котел для парового отопления тоже нужен специальный, я уже не упоминаю, это подразумевается автоматически.

Паровое отопление в частном доме: плюсы и минусы

Самым главным фактором, определяющим выбор человека в пользу парового отопления, является то, что такую систему невозможно заморозить – если идет речь о системе отопления дачного дома, которая большую часть холодного времени года попросту бездействует, то лучшего варианта найти достаточно сложно. Здесь сказывается малое количество воды в трубопроводах, которая даже если и умудряется замерзнуть, все равно никакого вреда причинить не в состоянии. Но кроме этого достоинства, системам парового отопления свойствены и другие достоинства.

1. Эффективность парового отопления в несколько раз больше. Если в обычных жидкостных отопительных системах практически вся тепловая энергия распространяется в помещениях по принципу конвекции воздуха, то в паровых отопительных системах эффект теплоотдачи усиливается еще и волновым спектром теплового излучения.
2. Теплообменники (батареи) в системах парового отопления без насоса или с ним работают практически без теплопотерь.
3. Более низкая стоимость самой системы. На этот фактор оказывает влияние возможность использования труб меньшего диаметра, меньшего количества секций батарей и отсутствие необходимости установки большого количества регулировочной и запорной арматуры.

   Паровое отопление самодельное фото

В принципе, это и все достоинства, но глядя на них, поневоле думаешь, какими же такими серьезными недостатками должно обладать паровое отопление, чтобы от него не то что отказались, а вообще запретили. Они должны быть не менее весомыми.

1. Высокая температура отопительных приборов – можно сказать, что для человека она запредельная. Как правило, речь идет о ста и более градусов Цельсия. Достаточно часто это приводит к ожогам.
2. Высокая степень коррозии. Пар – это не что иное, как вода вперемешку с воздухом. Это как раз те факторы, которые обеспечивают быстрое ржавление трубопроводов. Результатом этого являются достаточно частые порывы и, как результат, травмы с ожогами. Именно благодаря такой неутешительной статистике власти приняли решение отказаться от использования в быту парового отопления.

И в завершение добавлю – системы парового отопления довольно шумные. Неприятные звуки издает и сам котел, и движение пара по трубопроводам.

Два вида систем парового отопления

Вопрос, как сделать паровое отопление своими руками, можно решить двумя способами – вернее сказать, что существует два типа паровых отопительных систем, которые с успехом применялись (да и сейчас иногда используются) для обогрева частных домов и производственных помещений. Это открытая и закрытая системы, о которых мы поговорим немного подробнее.

1. Закрытая система парового отопления своими руками строится по такому же принципу, как и стандартный отопительный контур водяного теплоснабжения дома – имеется подача теплоносителя и, соответственно, обратка, по которой конденсат стекает в котел для последующего цикла преобразования в пар. Основным преимуществом данной системы обогрева является экономный расход жидкости – она никуда не исчезает из системы, а только преобразуется из одного агрегатного состояния в другое. Что касается недостатков, то их практически нет, если, конечно, не считать увеличенный диаметр обратного трубопровода для сбора конденсата, который котел не успевает физически перерабатывать в очередную порцию пара – это своего рода расширительный бак, который несколько портит внешний вид помещения.
2. Открытое паровое отопление своими руками. В отличие от предыдущего решения вопроса, как провести паровое отопление в доме, этот вариант не предусматривает закольцованное движение теплоносителя по трубопроводам – здесь конденсат просто сбрасывается в накопительный резервуар, где он аккумулируется и по достижению определенного уровня отправляется посредством насоса в котел. Как вариант, если вопрос в оплате за потребленные водные ресурсы остро не стоит, конденсат вообще можно сбрасывать в грунт или еще куда-либо.

   Системы парового отопления фото

Схемы прокладки парового отопления

Кроме всего прочего, системы парового отопления можно разделить и по способу прокладки магистральных трубопроводов. В этом отношении выделяют целых пять схем монтажа.

1. С верхним паропроводом. Такая схема считается наиболее оптимальной, но вместе с этим и наиболее неудобной – в жилых помещениях расположенные под потолком трубы смотрятся не очень эстетично.
2. С нижним паропроводом. Недостатком данной схемы разводки парового отопления является низкая эффективность, вызванная встречным движением пара и конденсата в отопительном приборе. Этот нюанс достаточно часто приводит к появлению гидроударов, что негативно отражается на работе системы.
3. Схема с промежуточной прокладкой паропровода. Она используется редко и единственным ее преимуществом является возможность скрыть подающий и обратный трубопровод вместе с батареями единым коробом. Такое возможно исключительно при использовании медных труб – черный металл лучше вообще не прятать, так как риск порывов в паровом отоплении достаточно велик.
4. Схема с сухим собирающим конденсат трубопроводом. Недостатком сухого трубопровода является его высокая подверженность коррозии.
5. Отопление с мокрым трубопроводом для сбора конденсата. Это оптимальный вариант, при котором обратный трубопровод паровой отопительной системы частично заполнен водой, в результате чего снижается воздействие на металл коррозии.

   Котел для парового отопления фото

В принципе, все. Остается добавить немного – как и обыкновенные водные отопительные системы, паровое отопление может быть двухконтурным или одноконтурным. Не трудно догадаться, что двухконтурная система парового отопления дополнительно способна подогревать воду – для этой цели используется специальный водонагревательный бак, в котором энергия тепла посредством теплообменника передается воде, находящейся в накопительном резервуаре, из которого и производится разбор горячей воды.

Автор статьи Александр Куликов

Системы парового отопления: двухтрубные системы парового отопления и двухтрубные системы с разделенным контуром.

Двухтрубные системы парового отопления

В двухтрубных системах для пара и конденсата предусмотрены отдельные трубы; следовательно, они могут быть меньшего размера, чем в однотрубных системах, где одна труба должна обрабатывать как пар, так и конденсат. В двухтрубных системах используются различные схемы трубопроводов (например, контур, разделенный контур и контур), чтобы наилучшим образом соответствовать требованиям здания.Пар к тепловыделяющим агрегатам подается по стоякам, а конденсат возвращается по нисходящим или капельным трубам.

Двухтрубная система с разделенным контуром

Двухтрубная система с разделенным контуром показана на Рисунке 8-15. В этой двухтрубной системе пар проходит от котла на высокой точке в магистраль, по которой стояки доставляют пар к теплоизлучающим коллекторам.

шт. С противоположной стороны к каждому агрегату подсоединяется капельная или капельная труба.На рис. 8-15 показан мокрый возврат с левой стороны и сухой возврат с правой стороны.

При мокром обратном трубопроводе конденсат возвращается в котел с помощью отдельных отводов, предусмотренных на каждом соединении. Для сухого возврата существует другая схема. Капельная труба от каждого теплоизлучающего блока заканчивается петлей или сифоном, который подсоединяется к сухому обратному каналу. В процессе работы конденсат постепенно заполняет сифоны и перетекает в сухую обратку, попадая в сливную трубу котла.

Двухтрубная система также должна быть снабжена обратным клапаном, расположенным так, чтобы вода могла проходить в котел, но не допускала чрезмерного вытекания. При определенных условиях это предотвращает попадание воды из котла в обратную систему давлением котла. Недостатком обратного клапана является то, что он иногда застревает, что может помешать работе системы. Чтобы избежать этой ситуации, вместо обратного клапана можно использовать уравнительную трубу с соединительной петлей Hartford (см. Hartford Retur n Соединение в этой главе).

Входящие поисковые запросы:

Связанные сообщения:

Как запустить зону горячего водоснабжения от парового котла

Опубликовано: 18 июня 2014 г. — Дэн Холохан

Категории: Пар, Горячая вода

Q: Могу ли я использовать конденсат в паровом котле для создания зоны горячего водоснабжения?
A: Конечно! Специалисты по отоплению годами занимаются этим в таких районах, как Нью-Йорк, где до сих пор присутствует чрезмерное количество пара.

Q: Нужен ли для этого водо-водяной теплообменник?
A: Вы можете использовать водо-водяной теплообменник или безбаковый змеевик котла, если хотите, это обеспечит вам первоклассную установку. Однако, если вы будете следовать нескольким простым правилам прокладки трубопроводов, вы сможете выполнить работу и без теплообменника.

A: Вы бы настроили его так же, как любую систему горячего водоснабжения. Водо-водяной теплообменник станет «бойлером» вашей зоны горячего водоснабжения.

Создайте давление в новой зоне с помощью автоматического подающего клапана и компрессионного бака подходящего размера. Подключите циркуляционный насос так, чтобы он включался по сигналу комнатного термостата. Попросите его откачать от компрессионного бака в сторону излучения. Вам также понадобится второй циркуляционный насос для подачи воды из бойлера в теплообменник. Подключите его, чтобы он работал одновременно с зонным циркулятором.

Q: Мне абсолютно необходимо иметь второй циркуляционный насос между котлом и теплообменником?
A: Система работает лучше всего, если вы это сделаете, но вы также можете позволить горячей котловой воде циркулировать через теплообменник исключительно под действием силы тяжести.Однако, если вы сделаете это таким образом, реакция системы на запрос тепла будет не такой быстрой, как если бы вы использовали второй циркуляционный насос. Этот второй циркуляционный насос очень быстро окупается за счет производительности системы.

Q: Есть ли другие недостатки в циркуляции котловой воды через теплообменник строго самотеком?
A: Основные недостатки — нужны в котле полноразмерные отводы. Размер, который вам нужен, обычно составляет 2 дюйма, и проблема в том, что большинство современных паровых котлов не дают вам много дополнительных отводов, не говоря уже о 2-дюймовых.

Q: Что произойдет, если я использую врезку котла меньшего размера?
A: Сопротивление потоку через теплообменник будет больше, поэтому через теплообменник будет проходить меньше горячей котловой воды. Меньший поток означает меньшую теплопередачу. Возможно, вы не сможете получить достаточно тепла для этой новой зоны.

Q: Кто производит для этой цели хороший теплообменник?
A: Everhot (191 Arlington Street, Watertown MA 02172) делает один, который, как я видел, хорошо работает на многих работах.Их агрегат очень похож на старые нагреватели танкового типа из Steam Era.

Everhot Model RH-8 выдержит радиационную нагрузку горячей воды около 45 000 британских тепловых единиц, что больше, чем вы можете ожидать при доставке по трубопроводу 3/4 дюйма в зону горячей воды.

Q: Нагретая вода, выходящая в зону, протекает через змеевик или через резервуар?
A: Вода зоны проходит через змеевик. Котловая вода протекает через бак.

В: Должно ли излучение горячей воды быть ниже водяного трубопровода парового котла?
А: Нет.Если вы используете теплообменник, ваш компрессионный бак будет поддерживать давление в системе. Давление наполнения и размер бака определяют, насколько высоко вы можете разместить излучение над водопроводом котла. Единственное ограничение — это рабочее давление оборудования, которое вы используете. Чтобы поднять воду на высоту 2,31 фута, требуется давление воды в 1 фунт / кв. Дюйм. Итак, если у вас есть оборудование, рассчитанное, скажем, на 100 фунтов на квадратный дюйм, вы сможете поднять воду на расстояние около 230 футов в зону горячей воды — если вы когда-нибудь захотите (я не думаю, что вы когда-нибудь захотите, сделайте ты?).Скажу по-другому — с этим двух- или трехэтажным домом проблем не будет.

В: Предположим, я решу, что не хочу использовать теплообменник, должно ли мое излучение быть ниже, чем в водопроводе парового котла?
A: Нет, если вы используете подающий и возвратный трубопровод 3/4 дюйма и убедитесь, что вы не используете какие-либо вентиляционные отверстия в трубопроводе зоны, излучение может достигать 30 футов над водопроводной линией парового котла.

Q: Что удерживает воду в трубопроводе зоны, если нет автоматического клапана наполнения или компрессионного бака?
A: атмосферное давление.Это то же явление, при котором вода удерживается в соломинке, когда вы кладете палец на верхний конец и поднимаете ее из стакана с водой.

Вода пытается выпасть из соломки, но атмосферное давление (вес воздуха) выталкивает ее обратно. Поскольку давление воздуха не может попасть в верхнюю часть соломинки, чтобы уравновесить давление воздуха в нижней части соломинки, вода просто висит там.

Q: Но труба 3/4 «шире соломинки. Не будет ли из нее выпадать вода?
A: Нет, если воздух не попадет в зону.Принцип один и тот же вне зависимости от ширины трубы. На уровне моря атмосфера давит на все с давлением 14,7 фунтов на квадратный дюйм. Один фунт на квадратный дюйм может поднять воду на 2,31 фута прямо вверх, поэтому, если у вас есть труба, которая закрыта сверху и полностью заполнена водой, атмосферное давление сможет поддерживать столб воды высотой около 34 футов (14,7 фунта на квадратный дюйм). X 2,31 фута = 33,957). Это связано с давлением, а не с шириной трубы. Возьми?

В: Я не уверен.Вы можете привести еще один пример?
A: Вот подумайте об этом. Предположим, вам нужно вынуть перевернутый стакан из ведра с водой.

Вода остается в стакане, потому что атмосферное давление толкает ее туда. Стакан, безусловно, шире соломинки, но, поскольку воздух не может попасть в верхнюю часть стакана, чтобы компенсировать давление внизу, вода остается на месте. Для практических целей в зоне горячей воды вы можете поднять воду на 30 футов (или примерно на три этажа) и заставить ее оставаться там.

В: Предположим, я живу в Денвере, штат Колорадо? Это все еще будет работать?
A: Да, вы просто не сможете поддерживать воду на таком высоком уровне, потому что атмосферное давление в Денвере меньше, чем, скажем, в Нью-Йорке. Атмосферное давление в Денвере составляет около 12 фунтов на квадратный дюйм. Один фунт на квадратный дюйм по-прежнему поднимает воду на 2,31 фута, так что давайте посмотрим … 12 фунтов на квадратный дюйм X 2,31 ‘= 27,72. В Денвере ваша зона может быть, скажем, на 25 футов выше линии котловой воды. Этого достаточно, чтобы без проблем попасть на второй этаж дома.Переход к третьему значил бы сократить его.

Q: Но я не могу использовать вентиляционные отверстия в верхней части зоны, независимо от того, где я живу, верно?
A: Справа вентиляционное отверстие позволяет воздуху попадать в верхнюю часть системы. Как только это произойдет, вода снова упадет в паровой котел.

В: Относится ли это к ручным и автоматическим вентиляционным отверстиям?
A: Да, есть. Вы хотите иметь как можно более плотные соединения над водопроводной линией парового котла.По этой причине вам также следует избегать использования каких-либо клапанов с сальниками. Они тоже могут втягивать воздух в систему и вызывать выпадение воды из зоны. Просто плотно спаяйте стыки и не торопитесь.

Q: Итак, как я могу заполнить зону водой, если я не могу вентилировать верхнюю часть?
A: Настройте его как петлевую систему и заполните ее садовым шлангом.

Трубка в двух шаровых кранах (или задвижках) и двух дренажных трубах котла ниже линии котловой воды. Закройте оба шаровых крана (или задвижки).Теперь подсоедините садовый шланг к одному из сливов бойлера и дайте другому стечь в канализацию. Заполните трубопровод зоны под давлением городской воды, пока не выйдет весь воздух. Затем перекрыть сток сливного котла и сток входного котла (именно в таком порядке). Теперь откройте два шаровых крана (или задвижки). Если вы хорошо выполнили пайку, атмосферное давление будет удерживать воду в зоне.

Q: Вы в этом уверены?
А: Да! Давайте еще раз рассмотрим этот основной принцип.

Вода остается в стакане, потому что атмосферное давление толкает ее туда. Стакан, безусловно, шире соломинки, но, поскольку воздух не может попасть в верхнюю часть стакана, чтобы компенсировать давление внизу, вода остается на месте. Для практических целей в зоне горячей воды вы можете поднять воду на 30 футов (или примерно на три этажа) и заставить ее оставаться там.

Q: Если я не использую теплообменник с компрессорным баком, будет ли давление на воду в зоне?

A: В верхней части системы не будет давления.Однако в нижней части зоны давление на воду будет.

Q: Откуда это давление?
A: Это статическое давление, о котором мы говорили ранее. Это происходит из-за веса воды. Чем выше столб воды, тем больше статическое давление на дне.

Хотите еще один пример статического давления? Подумайте о воде в океане. На уровне моря нет давления, но по мере того, как вы погружаетесь все глубже и глубже, давление увеличивается, потому что на вас больше воды.В нашей зоне высшая точка — «уровень моря».

Q: Насколько горячей обычно будет вода в моем паровом котле?
A: Это зависит от давления пара. Температура кипения воды увеличивается по мере увеличения давления на верхнюю часть воды. Например, если ваш паровой котел работает при давлении 2 фунта на квадратный дюйм, вода в котле закипит при 219 градусов F. Если вы увеличите давление в котле до 5 фунтов на квадратный дюйм, вода не превратится в пар, пока температура не достигнет 227 градусов. Ф.При атмосферном давлении (которое у вас есть в верхней части системы) вода закипает при 212 градусах F.

Q: Как это влияет на работу моей зоны горячего водоснабжения?
A: Если вы не используете теплообменник и компрессионный бак, вода в верхней части вашей зоны может закипеть, если станет слишком горячей.

Q: Будет ли это проблемой?
A: Конечно, будет! Когда вода закипает, она «превращается» в пар и увеличивается в объеме примерно в 1700 раз. Он делает это мгновенно и в запечатанном «контейнере», таком как трубопроводная система, с большой силой.«Вспышка» пара потенциально очень опасна. Это могло фактически разорвать паяные соединения.

Q: Когда это может произойти в моей зоне горячей воды?
A: Когда циркулятор зоны отключается.

Q: Почему?
A: Обычно вода не превращается в пар, когда циркуляционный насос включен, потому что циркуляционный насос добавляет воде определенное давление. Это дополнительное давление может удерживать воду в жидком состоянии. Однако, когда циркуляционный насос отключается, его давление исчезает, и тогда вода в верхней части зоны может превратиться в пар.

Q: Может ли это случиться, если зона ниже линии котловой воды?
A: Возможно, но маловероятно, потому что более высокий уровень воды в котле создает определенное статическое давление на зону.

Q: Тогда как я могу убедиться, что вода в верхней части моей системы никогда не превращается в пар?
A: Убедившись, что вода, поступающая в зону, никогда не приближается к 212 градусам F. Самый простой способ сделать это — смешать часть воды, которая уже прошла через зону, с горячей водой, выходящей из котла.

Q: Нужны ли мне специальные клапаны для смешивания?
A: Вовсе нет. Все, что вам нужно, — это медная линия 3/4 дюйма между возвратной зоной и входной стороной циркуляционного насоса, шаровой кран с полным отверстием 3/4 дюйма и термометр. Подключите шаровой кран к байпасной линии и оставьте его полностью открытым при первом включении парового котла. Затем дайте котлу нагреться до давления пара и запустите циркуляционный насос. При полностью открытом байпасном шаровом клапане почти вся вода в зоне будет проходить в обход котла, потому что через байпас пройти легче, чем через бойлер.Это путь наименьшего сопротивления. Теперь, чтобы вода, поступающая в зону, нагрелась, все, что вам нужно сделать, — это немного задросселировать байпасный шаровой кран. При этом следите за термометром. Вы увидите, что температура повысится очень быстро.

Q: Почему повышается температура?
A: Когда вы дросселируете байпасный шаровой клапан, часть возвратной воды легче проходит через котел, чем через байпас.

Когда эта горячая вода выходит с другой стороны, она смешивается с водой, которая обходит бойлер, и дает вам смесь, которая горячее, чем возвратная вода, но холоднее, чем вода в котле.

Q: Сколько воды я должен пропустить через бойлер?
A: Скорость потока в галлонах в минуту здесь не важна. Просто следите за термометром на линии, питающей зону. Прекратите смешивание, когда оно достигнет 180 градусов по Фаренгейту. Затем снимите ручку с шарового клапана, чтобы никто другой не мог с ней связываться. Это будет самая горячая вода, которую когда-либо увидела зона.

Q: Значит, если вода, подаваемая в мою зону горячей воды, никогда не достигает точки кипения, она никогда не превратится в пар?
A: Верно.Вы установили фиксированный предел температуры, смешивая возвратную воду с питающей водой, пока котел вырабатывал пар с заданным давлением.

В: Есть ли что-нибудь, что может изменить эту температуру?
A: Ну, если бы в паровом котле подняли давление, то температура воды в котле тоже поднялась бы. Но, установив температуру смешанной воды на 180 градусов по Фаренгейту, вы оставили себе комфортный запас прочности.

Q: Имеет ли значение, откачивает ли циркуляционный насос от котла или в сторону котла?
А: От котла лучше откачать.

Q: Почему?
A: Поскольку это не система под давлением, всегда есть вероятность, что вода может превратиться в пар внутри циркуляционного насоса, если давление упадет слишком низко, когда циркуляционный насос включится. Технически это называется «кавитацией», и она может в мгновение ока разрушить циркулятор.

Q: Почему падает давление при включении циркуляционного насоса?
A: Потому что циркулятор выбрасывает то, что находится внутри себя. Это вызывает немедленное падение давления на всасывании.Это центробежное действие в первую очередь заставляет воду течь в циркуляционный насос. Проблема начинается, когда за водой, поступающей в циркуляционный насос, не хватает давления, чтобы поддерживать ее в жидком состоянии.

Q: Значит, сам циркуляционный насос может изменять температуру кипения воды в системе?
A: Фактически, да. Это может изменить температуру кипения воды, поступающей в циркуляционный насос. И имейте в виду, что при выполнении этих работ у вас не будет особой нагрузки — просто высота воды в бойлере над циркуляционным насосом.Кроме того, необходимо учитывать падение давления в трубопроводе между котлом и циркуляционным насосом. Если вы начнете с ограниченного статического давления (высота воды в котле), а затем потеряете его часть из-за трения в подходном трубопроводе, может быть трудно контролировать ситуацию. Вот почему лучше откачивать из котла. Удерживая циркуляционный насос близко к источнику давления (воде в бойлере), вы уменьшаете свои шансы на возникновение проблем.

Q: Применимо ли это к одному случаю больше, чем к другому?
A: Это особенно важно для тех зон, где все излучение и трубопроводы находятся ниже линии котловой воды.Если у вас есть циркуляционный насос на обратной линии, падение давления в трубопроводе может привести к падению точки кипения. Совместите это с высокой начальной температурой (которая была бы у вас, если бы давление пара было высоким и если бы вы решили не использовать этот байпасный смесительный клапан), и у вас возникнут проблемы. В случае, когда у вас есть зона излучения и трубопровод над линией воды, расположение циркуляционного насоса не так критично, потому что статическое давление воды в зоне работает в вашу пользу.Тем не менее, неплохо иметь привычку ставить циркуляционный насос на нагнетательной стороне котла. Таким образом, вы всегда будете в хорошей форме, независимо от того, прокладываете ли вы зону конденсата или любую зону с горячей водой. Циркуляторы всегда работают лучше всего, когда они «откачивают».

Q: Где я могу забрать отводы для подачи?
A: Это будет зависеть от котла к котлу. В современных паровых котлах не так много лишних отводов. Конечно, всегда хочется подбирать отводы ниже водопровода котла.И не забудьте установить циркуляционный насос как можно ниже, чтобы использовать статический вес воды в бойлере. Если у вас есть пустая пластина змеевика без резервуара, вы можете просверлить ее и нарезать резьбой для подачи 3/4 дюйма. Это хорошо работает.

Q: Могу ли я использовать нижний отвод манометра парового котла?
А: Нет! Если вы перекачиваете воду через это соединение, вы никогда не узнаете, где находится водопровод в бойлере. Вы также повлияете на отсечку низкого уровня воды, если она будет зацеплена за измерительное стекло на быстроразъемных соединениях.

Q: Как насчет обратной стороны трубопровода зоны. Куда идет это постукивание?
A: Опять же, используйте любой доступный водоразбор котла ниже линии воды (никогда не возвращайте воду выше линии воды). Если вы не можете найти обратный отвод, вернитесь в мокрый возврат системы, рядом с котлом.

В: Имеет ли значение, к какой стороне петли Хартфорда я подключаюсь?
A: Нет, любая сторона в порядке, просто держите обратный штуцер ниже водопровода котла.

Q: Могу ли я подавать и возвращать с одной стороны котла?
A: Вы не должны входить и выходить через одну и ту же секцию, потому что у воды зоны может не хватить времени в бойлере, чтобы набрать необходимое тепло. В идеале трубу следует выполнять с противоположных сторон по диагонали. Так.

Q: Могу ли я прокладывать трубу прямо через грязевик котла?
A: Нет, потому что вода будет проходить через бойлер слишком быстро. Он не набирает достаточно тепла, и вам обязательно перезвонят.

Q: Предположим, я не могу подключиться напрямую к котлу. Означает ли это, что я не могу зонировать с конденсатом?
A: Вы все еще можете это сделать, но вам нужно проявить немного творчества. Здесь просто следуйте этой диаграмме.

Поскольку вы не можете напрямую подключаться к котлу, вы будете использовать тройник размером 1-1 / 4 дюйма в нижней части линии выравнивателя пара как точку подачи и возврата. Возьмите 1-1 / 4 дюйма X 3 / 4 «тройник и вкрутите в него втулку с двойным отводом 1-1 / 4» X 1/2 «. Затем припаяйте медную трубку длиной 1/2» к адаптеру CXM и прикрутите ее к стороне бойлера. втулка.Теперь прикрутите еще один адаптер C X M к другой стороне втулки. Это ваше ответное нажатие. Медная трубка проникает глубоко в грязевую опору котла и откладывает более холодную возвратную воду на стороне, противоположной той, из которой вы будете набирать горячую воду. Ты возьмешь горячее питание из тройника. Поступая таким образом, вы получите необходимую циркуляцию через котел, чтобы забирать тепло для зоны.

В: Нужна ли мне байпасная линия, если я протягиваю ее таким образом?
A: Да, байпас позволяет регулировать воду на выходе из котла.Байпас предотвращает выброс пара из воды при отключении циркуляционного насоса.

Q: Как мне запустить это?
A: Заполните зону водой через два слива котла. Наденьте шланг на №1 и продуйте обратно через №2. Дайте котлу отпариться, а затем запустите циркуляционный насос. Используйте два шаровых крана, чтобы смешать воду через байпас, пока температура подачи не достигнет 180 градусов по Фаренгейту. Снимите ручки с шаровых кранов, и все готово.

Q: Раньше вы сказали, что я не должен прокладывать трубы напрямую через грязевик котла, потому что я не буду собирать достаточно тепла при каждом проходе.Такое случается с этой системой?
A: Нет, это не так, потому что медная трубка глубоко впрыскивает воду в котел и заставляет ее менять направление, прежде чем она сможет покинуть котел. Это действие делает возвратную воду в нижней части котла очень турбулентной. Он смешивает вещи, позволяя вам забрать тепло, необходимое для этой зоны.

Q: В любой из этих систем, должен ли я установить фильтр на входной стороне циркуляционного насоса, чтобы я не высасывал грязь из котла в циркуляционный насос?
A: Нет, потому что сетчатый фильтр может вызвать очень большой перепад давления на входе в циркуляционный насос, особенно когда он загрязняется.Это падение давления может вызвать кавитацию в циркуляционном насосе.

Q: Ну, а что же тогда предотвращает засорение циркуляционного насоса?
A: Если вы выберете правильный циркуляционный насос для этого приложения, у вас не будет проблем. Мне нравится использовать трехкомпонентный циркуляционный насос на 1750 об / мин для этих зон, потому что они имеют более крупные и широкие рабочие колеса, чем их меньшие, высокоскоростные собратья с мокрым ротором. Циркуляционный насос большего размера лучше подходит для этого применения, поскольку он может пропускать больше мусора через крыльчатку.

Q: Следует ли мне использовать циркуляционный насос с железным корпусом?
A: Можно, но бронзовый циркуляционный насос здесь прослужит намного дольше. Конденсат обычно содержит большое количество угольной кислоты. Бронза — гораздо лучший материал для этой службы, чем железо.

Q: Как мне контролировать зону?
A: Самый простой способ — использовать комнатный термостат для управления циркуляционным насосом через двухполюсное одноходовое реле, такое как Honeywell R845A. Вам также понадобится однополюсный одноходовой аквастат погружного типа (например, Honeywell L4006A), чтобы установить максимальную температуру котла, когда вы не производите пар.Подключите элементы управления так, чтобы циркулятор и горелка включались одновременно. Горелка будет доводить воду в котле до 180 градусов по Фаренгейту и не выше. Об этом позаботится аквастат. Это отключит горелку, но реле будет поддерживать циркуляционный насос, пока комнатный термостат продолжает вызывать. Настроив его таким образом, вы сможете подавать горячую воду в зону без образования пара. Что касается людей наверху, то паровая система и зона горячей воды полностью независимы.

Q: Что делать, если паровая система просто отключилась и внезапно включилась зона горячей воды. Что тогда происходит?
A: Температура котловой воды будет выше 180 градусов F аквастата, поэтому зональный термостат (работающий через реле) запустит циркуляционный насос, но не включит горелку. Просто, не правда ли?

В: Могу ли я подключить водонагреватель косвенного нагрева к паровому котлу, используя те же методы трубопровода, что и для зоны нагрева?
А: Да.Просто обращайтесь с косвенным нагревателем, как с радиатором. Убедитесь, что вы смешали возвратную воду с горячей котловой водой, чтобы ограничить подачу в нагреватель до 180 градусов по Фаренгейту. Вот эскиз.

Q: Сколько зон горячей воды или косвенного нагрева я могу снять паровой котел?
A: Это зависит от мощности котла. Вы не можете извлечь больше БТЕ, чем положили. Я видел, как люди пытались добавить слишком много зон горячей воды, и когда пришло время готовить пар, им не повезло.

Q: Каков практический предел для дома?
A: Опять же, многое зависит от размера котла. Обычно можно обойтись линией 3/4 дюйма со скоростью потока около 4 галлонов в минуту. Это обеспечит доставку в зону 40 000 БТЕЧ или около того. Этого достаточно, чтобы нагреть зону хорошего размера.

В: Всегда ли я смогу получить 40000 британских тепловых единиц в час на бытовую котельную?
A: Да, если полезная нагрузка котла превышает 120 000 БТЕ / час.

Q: Почему?
A: Потому что вы играете с коэффициентом срабатывания котла.Поднимающая нагрузка обычно составляет около трети полезной нагрузки, в зависимости, конечно, от того, как установщик рассчитал паровой котел. Треть от 120 000 британских тепловых единиц в час составляет 40 000 британских тепловых единиц в час. Это равно 4 галлонам в минуту, примерно столько, сколько вы можете рассчитывать на медный трубопровод диаметром 3/4 дюйма.

Q: Для чего нужен подъемный груз?
A: Поднимающая нагрузка дает вам «дополнительную» мощность, необходимую котлу для нагрева труб, когда пар выходит к радиаторам.

Q: Всегда ли мне доступен пикап?
A: Нет, он становится доступным для вашей зоны горячего водоснабжения только после того, как паровые трубы нагреются.

Q: Как насчет того, чтобы я не делал пар?
A: Если вы не производите пар, нагрузка всасывания (и остальная нагрузка котла), очевидно, доступна для вашей зоны горячей воды.

Q: Значит, подъемная нагрузка устанавливает предел того, что я могу делать с этой зоной?
А: Да.

Q: Допустим, я подбираю новый паровой котел и хочу использовать одну или две зоны горячей воды. Следует ли мне добавить британские тепловые единицы в час зоны горячей воды к потребляемой мне британской тепловой энергии в час для паровой системы, а затем выбрать бойлер для общей суммы?
А: Нет! Никогда не добавляйте нагрузку зоны горячей воды к паровой нагрузке, когда вы подбираете запасной паровой котел.Это игра на вычитание, а не на сложение. Сначала определите размер парового котла. Основываясь на подключенной паровой радиационной нагрузке, плюс подходящий коэффициент поглощения, а не на теплопотери здания. Затем поработайте с имеющейся загрузкой подборщика, чтобы определить размер зоны или зон горячей воды. Вы не можете вынести больше того, что есть.

В: Что произойдет, если я переборщу с паровым котлом?
A: У вас возникнут проблемы с паровой частью системы: пульсирующие водяные линии, гидравлический удар, неравномерное нагревание, высокие счета за топливо.

Q: Могу я подключить котел для приоритета. Вы знаете, либо приготовить пар, либо запустить зоны с горячей водой, но не то и другое одновременно?
A: Да, но это ограничивает полезность зон горячего водоснабжения. Предположим, вам нужно немного тепла, но вы не можете его получить, потому что требует пара? Или наоборот.

Введение в распространение Steam | Спиракс Сарко

Основы паровой системы

С самого начала требуется понимание основного парового контура или «пароконденсатного контура» — см. Рисунок 10.1.1. По мере того как пар в процессе конденсируется, в подающей трубе создается поток.

Конденсат имеет очень маленький объем по сравнению с паром, и это вызывает падение давления, которое заставляет пар течь по трубам.

Пар, образующийся в котле, должен подаваться по трубопроводам к месту, где требуется его тепловая энергия. Первоначально будет одна или несколько магистральных труб или «паропроводов», по которым пар от котла будет проходить в общем направлении паропроизводящей установки.Меньшие патрубки могут подавать пар к отдельным частям оборудования.

Когда главный запорный клапан котла (обычно называемый «коронным» клапаном) открывается, пар немедленно проходит из котла в паропровод и вдоль него к точкам с более низким давлением.

Трубопровод изначально холоднее пара, поэтому тепло передается от пара к трубе.

Воздух, окружающий трубы, также холоднее пара, поэтому трубопровод начинает передавать тепло воздуху.

Пар при контакте с трубами охладителя немедленно начинает конденсироваться. При запуске системы скорость конденсации будет максимальной, так как это время, когда существует максимальная разница температур между паром и трубопроводом. Эта скорость конденсации обычно называется «пусковой нагрузкой». Как только трубопровод нагреется, разница температур между паром и трубопроводом минимальна, но будет происходить некоторая конденсация, поскольку трубопровод все еще продолжает передавать тепло окружающему воздуху.Эта скорость конденсации обычно называется «рабочей нагрузкой».

Образующийся конденсат (конденсат) падает на дно трубы и уносится потоком пара при помощи силы тяжести из-за градиента в паропроводе, который должен быть устроен так, чтобы падать в направлении потока пара. Затем конденсат необходимо будет отводить из различных стратегических точек паропровода.

Когда клапан на паропроводе, обслуживающем паропроизводящую установку, открывается, пар, поступающий из распределительной системы, попадает в установку и снова вступает в контакт с более холодными поверхностями.Затем пар передает свою энергию при нагревании оборудования и продукта (стартовая нагрузка), и, когда он достигает температуры, продолжает передавать тепло процессу (рабочая нагрузка).

Теперь пар из котла непрерывно подается для удовлетворения подключенной нагрузки, и для поддержания этой подачи необходимо генерировать больше пара. Для этого в котел подается больше воды (и топлива для нагрева этой воды), чтобы восполнить ту воду, которая ранее была испарена в пар.

Конденсат, образующийся как в парораспределительном трубопроводе, так и в технологическом оборудовании, является удобным источником пригодной для использования горячей питательной воды для котла. Хотя важно удалить этот конденсат из парового пространства, он является ценным товаром, и его нельзя выбрасывать в отходы. Возврат всего конденсата в питательную емкость котла закрывает основной паровой контур, и это следует практиковать везде, где это возможно. Возврат конденсата в котел обсуждается далее в Блоке 13 «Удаление конденсата» и Блоке 14 «Управление конденсатом».

Рабочее давление

Давление распределения пара зависит от ряда факторов, но ограничено:

• Максимально безопасное рабочее давление котла.
• Минимальное давление, необходимое на заводе.

Когда пар проходит по распределительному трубопроводу, он неизбежно теряет давление из-за:

• Сопротивление трению в трубопроводе (подробно описано в Модуле 10.2).
• Конденсация внутри трубопроводов при передаче тепла в окружающую среду.

Следовательно, следует сделать поправку на эту потерю давления при выборе начального давления распределения.

Килограмм пара при более высоком давлении занимает меньший объем, чем при более низком давлении. Отсюда следует, что если пар генерируется в котле под высоким давлением, а также распределяется под высоким давлением, размер распределительной магистрали будет меньше, чем для системы низкого давления при той же тепловой нагрузке. Рисунок 10.1.2 иллюстрирует этот момент.

Производство и распределение пара при более высоком давлении дает три важных преимущества:

• Тепловая емкость котла увеличена, что помогает ему более эффективно справляться с колебаниями нагрузки, сводя к минимуму риск образования влажного и грязного пара.
• Требуются паропроводы меньшего диаметра, что приводит к снижению капитальных затрат на такие материалы, как трубы, фланцы, опоры, изоляция и рабочая сила.
• Теплоизоляция паропроводов меньшего диаметра обходится дешевле.

Распределив при высоком давлении, необходимо будет снизить давление пара в каждой зоне или точке использования в системе, чтобы соответствовать максимальному давлению, требуемому для применения. Снижение местного давления, подходящее для конкретной установки, также приведет к более сухому пару в точке использования.(Модуль 2.3 дает объяснение этого).

Примечание: Иногда думают, что работа парового котла при более низком давлении, чем его номинальное давление, позволит сэкономить топливо. Эта логика основана на том, что для повышения давления пара требуется больше топлива.

Хотя в этой логике есть доля правды, следует помнить, что именно подключенная нагрузка, а не мощность котла определяет интенсивность использования энергии. Нагрузка использует одинаковое количество энергии вне зависимости от того, подает ли котел пар при 4, 10 или 100 бар.Постоянные потери, потери в дымоходе и рабочие потери увеличиваются при работе при более высоких давлениях, но эти потери уменьшаются за счет изоляции и надлежащих систем возврата конденсата. Эти потери незначительны по сравнению с преимуществами распределения пара под высоким давлением.

Редукция давления

Обычный метод снижения давления в точке, где должен использоваться пар, заключается в использовании редукционного клапана, подобного тому, который показан на станции понижения давления на Рисунке 10.1.3.

Сепаратор установлен перед редукционным клапаном для удаления увлеченной воды из поступающего влажного пара, тем самым обеспечивая прохождение пара высокого качества через редукционный клапан. Более подробно это обсуждается в Модулях 9.3 и 12.5.

Установка после редукционного клапана защищена предохранительным клапаном. При выходе из строя редукционного клапана давление на выходе может превысить максимально допустимое рабочее давление пара, использующего оборудование.Это, в свою очередь, может привести к необратимому повреждению оборудования и, что более важно, создать опасность для персонала.

При установленном предохранительном клапане любое избыточное давление сбрасывается через клапан и предотвращает это (предохранительные клапаны обсуждаются в Блоке 9).

Другие компоненты, включенные в станцию ​​редукционного клапана:

• Первичный запорный клапан — для отключения системы на техническое обслуживание.
• Первичный манометр — для контроля целостности подачи.
• Сетчатый фильтр — для поддержания чистоты системы.
• Вторичный манометр — для установки и контроля давления на выходе.
• Вторичный запорный клапан — Для помощи в настройке давления на выходе в условиях холостого хода.

Преобразование системы отопления: пар в горячую воду

Системы отопления на основе пара широко распространены в Нью-Йорке, особенно в довоенных квартирах и других старых зданиях. Однако паровые котлы и радиаторы, как правило, неэффективны из-за своего возраста и конструкции, а перевод на горячую воду может дать значительную экономию энергии.Помимо того, что системы горячего водоснабжения более эффективны, они также предлагают более быстрое время отклика, чем паровые радиаторы, при этом снижая затраты на техническое обслуживание и обеспечивая более безопасную работу.

При модернизации системы отопления здания с пара на горячую воду есть два возможных подхода:

• Адаптация существующей установки для использования горячей воды. Это наиболее экономичный вариант, когда в здании не будет проводиться капитальный ремонт в короткие сроки. Однако часть эффективности установки горячего водоснабжения теряется при использовании оборудования, изначально рассчитанного и предназначенного для пара.
• Полная замена системы отопления. Этот вариант является чрезмерно дорогим в существующих зданиях, поскольку предполагает открытие стен и полов для замены трубопроводов и связанных с ними приспособлений. Однако это рентабельно, когда здание подвергается капитальному ремонту.

Системы отопления на основе пара рекомендуются в новых конструкциях, где пар требуется для дополнительных целей, помимо отопления, таких как стерилизация; или когда имеется отработанный пар промышленного процесса или электростанции.Однако горячая вода, как правило, является лучшим вариантом для большинства других помещений.

Убедитесь, что ваш проект переоборудования системы отопления разработан профессионально.

Как создавалось паровое отопление в 20 веке

Неэффективность парового отопления во многом объясняется практикой проектирования, которая была распространена в начале 20 века: санитарные нормы требовали, чтобы системы отопления соответствовали размерам зданий с открытыми окнами даже в самые холодные дни зимы.Поэтому паровые радиаторы имеют свойство перегревать внутренние помещения, а открытие окон — единственный способ регулировать температуру. Такая практика представляет собой значительную потерю энергии, поскольку часть тепловой энергии выбрасывается на улицу.

Расточительная эксплуатация — не единственный недостаток обычных паровых систем в зданиях Нью-Йорка. Они также имеют следующие ограничения:

• Паровые трубы обычно больше, чем трубы для горячей воды, что означает, что система занимает больше места.В новостройках авансовая стоимость увеличивается.
• Паровые системы отопления менее снисходительны к неисправностям и утечкам. Утечку горячей воды относительно легко обнаружить и устранить, но утечки пара обычно связаны с высокотемпературными струями, которые могут вызвать серьезные ожоги. Учтите, что вероятность неисправности увеличивается с возрастом системы, поэтому системы парового отопления в довоенных зданиях требуют наибольшего внимания.

Пар использовался в старых системах отопления по той простой причине, что он поднимается по трубопроводу без использования насоса, а по одной трубе можно подавать пар и отводить конденсированную воду из радиатора.Однако дополнительные затраты на эксплуатацию парового котла намного превышают затраты на перекачку, связанные с современной системой горячего водоснабжения. Паровое отопление также имеет очень медленное время отклика, что ограничивает использование автоматического управления.

Ищете инженера-проектировщика сантехники для вашего строительства?

Преимущества горячей воды перед паром по эффективности

Основной причиной модернизации системы парового отопления на горячее водоснабжение является энергоэффективность: например, в рамках проекта преобразования системы отопления, проведенного Университетом Британской Колумбии, эффективность повысилась с 60 до 85 процентов.Паровые системы также имеют более высокие затраты на техническое обслуживание, которые могут быть более чем в 10 раз выше, чем у эквивалентной системы горячего водоснабжения.

Системы горячего водоснабжения также предлагают повышенную эффективность, поскольку они имеют более быстрое время отклика и их легче контролировать. Такие переменные, как температура и расход воды, можно регулировать с точностью, которая просто невозможна с паром, оптимизируя потребление энергии и снижая затраты на электроэнергию.

Процедура переоборудования системы отопления

Как упоминалось ранее, системы парового отопления часто бывают крупногабаритными, потому что они разработаны с учетом устаревших санитарных норм.Первый шаг перед переходом с пара на горячую воду — правильно рассчитать тепловую нагрузку.

Расчет тепловой нагрузки и мощность котла

Использование «практических правил» может показаться заманчивым, потому что они просты, но они часто приводят к слишком большой системе отопления, что частично сводит на нет цель модернизации. Помимо неэффективности, негабаритные котлы работают по более коротким циклам, изнашивая их компоненты и сокращая срок их службы. Это увеличивает расходы на техническое обслуживание и сокращает время между заменами котла.При преобразовании пара в горячую воду размер котла почти всегда уменьшается, и для получения правильного размера установки настоятельно рекомендуется связаться с квалифицированным инженером-проектировщиком или фирмой.

Хотя существующие паровые котлы можно модифицировать для подачи горячей воды, модернизация агрегата, как правило, является лучшей идеей:

• Можно выбрать современное устройство с превосходной эффективностью.
• Уменьшение размера агрегата обеспечивает дополнительную экономию сверх той, которая достигается за счет повышения эффективности.

Повторное использование паровых радиаторов

При переходе с пара на горячую воду важно определить, можно ли использовать радиаторы повторно. Некоторые радиаторы предназначены исключительно для пара, и их модификация, как правило, стоит дорого и не рекомендуется; в этих случаях лучше всего использовать другой теплоноситель, например фанкойл.

Хотя радиаторы должны проверяться квалифицированным специалистом, есть один способ сразу определить, предназначены ли они исключительно для пара: если отдельные секции радиатора не соединены трубкой сверху, горячую воду использовать нельзя.

Конфигурация трубопровода радиатора также важна при принятии решения, использовать их повторно или нет. Как следует из их названия, однотрубные системы подают пар и отводят конденсат по одной и той же трубе; в то время как двухтрубные системы имеют отдельную трубу для каждой функции. Две трубы являются обязательными для систем горячего водоснабжения, поэтому модернизация усложняется, если в существующей паровой установке используется только одна труба на радиатор. Иногда даже двухтрубные системы требуют модернизации возвратных труб; если они были разработаны для небольшого потока конденсированной воды, они могут не справиться с полным потоком системы горячего водоснабжения.

Использование паропровода для горячей воды

Имейте в виду, что после перехода на горячее водоснабжение трубопроводы будут подвергаться совершенно иному набору рабочих условий:

• Пар поднимается сам по себе, а горячая вода перекачивается. Трубопровод должен выдерживать давление воды на выходе насоса, а также статическое давление воды в системе.
• По подающей и обратной линиям будет проходить вода. Хотя обратная линия предназначена для этого, она больше по размеру, поскольку рассчитана на пропускание пара, а для уравновешивания потока обычно требуются клапаны.

Паровые трубопроводы имеют ряд приспособлений и принадлежностей, которые не нужны при использовании горячей воды, и они вызывают только потерю энергии в виде перепада давления. Любые компоненты, которые больше не нужны после модернизации системы до горячей воды, должны быть удалены, и особое внимание следует уделить термостатическим конденсатоотводчикам, которые могут значительно затруднить поток горячей воды.

Альтернатива переоборудованию: полная замена системы

Замена системы парового отопления новой системой горячего водоснабжения возможна, но стоимость может быть непомерно высокой на существующих объектах из-за необходимости открывать стены и заменять трубопроводы.Однако, если в здании будет проводиться капитальный ремонт, это будет отличным изменением для полной переделки системы отопления.

• Размер трубопровода может быть определен для горячей воды, что устраняет необходимость в использовании клапанов на трубопроводах увеличенного диаметра, которые изначально были рассчитаны для пара. Уравновесить подачу и возврат воды намного проще, если трубопровод имеет соответствующий размер.
• Радиаторы можно заменить более эффективными альтернативами, такими как системы водяного теплого пола или тепловые насосы на основе воды.
• Автоматизация может быть развернута для всей системы горячего водоснабжения с минимально возможными эксплуатационными расходами.

Это рентабельно только при проведении капитального ремонта. Например, снос полов и стен только для установки новых трубопроводов редко оправдан с точки зрения затрат и выгод.

Когда рекомендуются паровые системы?

В большинстве жилых и коммерческих помещений горячая вода явно превосходит пар с точки зрения первоначальной стоимости, удобства и эффективности.Однако есть определенные области применения, для которых лучше подходит паровая система.

Применения, требующие стерилизации

Пар часто используется для стерилизации оборудования в таких областях, как здравоохранение или пищевая промышленность, и наиболее экономичным вариантом является использование одного и того же бойлера для стерилизации и нагрева. Еще одно преимущество пара состоит в том, что любые бактерии в конденсированной воде сразу же погибают во время испарения.

В приложениях, где требуется стерилизация, использование горячей воды для отопления помещений потребует использования двух отдельных бойлеров, что требует чрезвычайно высоких первоначальных затрат.Следовательно, паровое отопление является рентабельным.

Наличие отработанного пара

Пар часто доступен как отходы промышленных процессов и процессов производства энергии, и он, по сути, обеспечивает бесплатный ввод энергии для систем отопления. С абсорбционным чиллером также можно использовать пар для кондиционирования воздуха и охлаждения, но это значительные вложения, которые оправданы только при наличии бесплатного или недорогого пара.

Выводы

Пар является экономически эффективным теплоносителем, если он доступен в качестве технологических отходов или может быть использован для других целей, но горячая вода обеспечивает большую эффективность, безопасность и удобство в жилых и коммерческих помещениях.Если вы планируете переоборудование системы отопления, настоятельно рекомендуется связаться с квалифицированными специалистами, чтобы вы могли определить, какие компоненты системы можно использовать повторно и какие модификации потребуются. В качестве альтернативы, если на вашем объекте будет проводиться капитальный ремонт, подумайте о полной замене системы отопления, чтобы добиться максимальной эффективности.

Основы работы с Steam | CleanBoiler.org

Когда вода нагревается при атмосферном давлении, ее температура повышается до 212 ° F (100 ° C), максимальной температуры, при которой вода может существовать при таком давлении.Дополнительное тепло не повышает температуру, а превращает воду в пар. Этот «фазовый переход» требует огромного количества дополнительной энергии. Способность пара переносить большое количество тепловой энергии — это свойство, которое делает его столь желательным в качестве рабочей жидкости.

«Скрытая теплота испарения» демонстрирует, почему пар способен переносить так много тепловой энергии. Вода, нагретая от 32F до 212F, содержит 180 БТЕ (212F — 32F) на фунт. Чтобы перейти с воды 212F на пар низкого давления, требуется еще 970 БТЕ на фунт.Повышение давления увеличивает температуру фазового перехода и увеличивает количество энергии, которую может нести вода / пар.

При давлении выше атмосферного необходимо добавить больше тепла к воде (физическое тепло), прежде чем она сможет превратиться в пар. И наоборот, в системе под давлением, если достаточно горячий конденсат выпускается до более низкого давления, часть этого конденсата будет иметь тепло, необходимое для превращения в пар. Это называется мгновенным испарением. (См. Раздел «Flash Steam Recovery» для получения информации о том, как собирать и повторно использовать мгновенный пар.)

Энтальпия — это количество тепла, доступного от любой среды в ее текущем состоянии. Для пара энтальпия пара равна общей теплоте пара. Это сумма энтальпии жидкости (теплоты насыщенной жидкости) и энтальпии испарения (скрытой теплоты). См. Таблицу пара ниже и просмотрите столбец «Общая теплота пара». Это примерно равно 970 БТЕ скрытой теплоты испарения плюс явная теплота БТЕ, которая является функцией давления.

Операция

Контур пара

Нажмите на изображение, чтобы увеличить

Большинство промышленных паровых систем являются закрытыми системами. Когда вода испаряется и превращается в пар в бойлере, расширение создает давление в системе. Пар вытесняется из котла под действием собственного давления и по трубопроводу подается к любым устройствам, которые будут использоваться для нагрева или обработки. Изменения давления в системе обеспечивают транспортировку пара, а также влияют на его физические свойства.

Удобно и полезно думать о типичной паровой системе как о контуре с четырьмя отдельными секциями. Первое — Поколение. На этом этапе — в бойлере — вода нагревается для повышения ее температуры. После испарения воды образующийся пар перемещается во вторую ступень парового контура: Распределение. Это просто движение пара внутри замкнутой системы к месту его использования. Использование, каким бы оно ни было, называется теплопередачей. Это третий этап.В теплопередающей части парового контура тепло пара передается хорошо. Другими словами, его заставляют выполнять бесчисленное количество работ.

Когда пар отдает свое тепло посредством передачи или использования тепла, он конденсируется или меняет свое состояние — на этот раз из газа обратно в жидкость. Это называется конденсатом. Очень важно как можно быстрее слить конденсат из паровой системы. Это работа простого устройства, называемого конденсатоотводчиком.

Четвертая и последняя секция парового контура — возврат конденсата.Многие годы конденсат просто сливали на землю или в канализацию. В последнее время из-за ценового давления и экологических соображений менеджеры по энергетике вынуждены пересмотреть способы обращения с конденсатом.

Поскольку конденсат уже прошел через паровую систему, для его обратного превращения в пар потребуется гораздо меньше тепла (и топлива), чем для производства пара из равного количества холодной воды. Вот почему все больше пользователей пара возвращают конденсат обратно в котел, где весь процесс начинается заново.Отсюда и концепция парового «контура». См. Также Возврат конденсата

.

Для получения дополнительной информации перейдите по ссылке на веб-сайт Armstrong International и зарегистрируйтесь в Steam University (ссылка ниже).

Паровые столы

Чтобы просмотреть полную таблицу пара с указаниями по ее использованию и определениями терминов, выберите: Таблица пара PDF-файл

Plant Engineering | Гидравлический удар в паровых системах: причина и следствие

Снижение рисков

Операторы могут снизить риск гидравлического удара, предотвращая или решая проблемы конструкции паровой системы.

1 . Дренаж: полностью избегайте гидравлического удара, приняв меры для удаления воды (конденсата) до того, как она накопится в количестве, достаточном для поглощения паром. Обеспечьте надлежащий дренаж; не решайте эту проблему, просто устанавливая компоненты с высоким номинальным давлением или мощностью. Компоненты с большим «запасом прочности» не обязательно обеспечивают безопасный и эффективный отвод пара.

2 . Качество пара: улучшите качество пара, всегда сохраняя пар как можно более сухим.Установите станции кондиционирования пара перед счетчиками и любыми другими важными компонентами паровой системы.

3 . Скорости пара: Не допускайте чрезмерного увеличения скорости пара в результате модификаций системы. Чем выше скорость, тем выше сила удара во время события, вызванного потоком пара.

4 . Котел и подача пара: в более крупных системах рассмотрите возможность установки автоматического клапана в линии подачи пара, расположенного так, чтобы клапан оставался закрытым до тех пор, пока в котле не будет достигнуто разумное давление.Затем клапан можно настроить на постепенное открытие, позволяя потоку, температуре и давлению в распределительной системе медленно достичь равновесия. Установите регулирующий клапан противодавления на паропроводе, чтобы предотвратить снижение давления внутри самого котла из-за какого-либо сбоя.

5 . Конденсатоотводчики: убедитесь, что используются конденсатоотводчики правильного типа и емкости. Тип может зависеть от используемых методов запуска. В случае изменения рабочих процедур могут потребоваться конденсатоотводчики другого типа.В случае сомнений вызовите специалиста по паровой системе. Регулярно проверяйте конденсатоотводчики и обслуживайте их должным образом. Никогда не опускайтесь ниже минимального перепада давления на конденсатоотводчике. Всегда соединяйте главные запорные клапаны пара с конденсатоотводчиком, чтобы обеспечить дренаж конденсата, который может образовываться при закрытом клапане. Спроектируйте трубопровод целевого агрегата так, чтобы в него были включены байпасные системы, позволяющие постепенно нагревать и повышать давление при запуске.

6 . Трубопровод: устраните любые случаи провисания труб и отсутствующей, влажной или поврежденной изоляции, которые могут вызвать накопление конденсата и превышение пропускной способности конденсатоотводчиков.

7 . Змеевики воздушного отопления: эти устройства должны обеспечивать как удаление конденсата, так и отвод воздуха, чтобы предотвратить гидравлический удар. В «горизонтальных» змеевиках трубы не должны располагаться горизонтально, а должны иметь небольшой наклон от входа к выходу, чтобы конденсат не собирался в бассейнах, а стекал естественным путем. Впускные отверстия для пара в «горизонтальные» коллекторы могут быть на одном конце или на средней длине, но для вертикальных коллекторов впуск для пара предпочтительно расположен ближе к верху.

Змеевики с центральным входным патрубком затрудняют выталкивание воздуха из верхних трубок; пар имеет тенденцию к короткому замыканию мимо этих труб к коллектору конденсата.Важное значение имеет автоматический отвод воздуха из верхнего коллектора конденсата этих змеевиков. При других схемах необходимо оценить наиболее вероятную часть агрегата, в которой будет скапливаться воздух и неконденсирующиеся газы. Если это точка слива естественного конденсата, то уловитель должен иметь превосходную способность отводить воздух. Поплавковый термостатический тип — лучший выбор. В паропроводе между терморегулятором и входом змеевика должен быть установлен вакуумный прерыватель.

Практическое предотвращение гидроудара

Гидравлический удар также можно избежать, предотвратив или решив определенные эксплуатационные проблемы:

1 .Опасная смесь: пар под высоким давлением, контактирующий с переохлажденным конденсатом, представляет собой нестабильную и потенциально взрывоопасную смесь.

2 . Охлажденный конденсат: не допускайте попадания пара в трубопровод, который предположительно содержит переохлажденный конденсат.

3 . Котлы: убедитесь, что котлы работают правильно при любых условиях нагрузки, без пенообразования или уноса.

4 . Давление пара: будьте осторожны, когда давление в паропроводе низкое или нулевое.Из-за подъема за каплеуловителями затопление будет происходить даже при некотором давлении в паропроводе. Будьте особенно осторожны при запуске, когда котел выходит из строя и когда технологические нагрузки превышают паропроизводительность.

5 . Запуск и завершение работы: это важные операции. Никогда не позволяйте паровой системе отключаться или перезапускаться без участия оператора. В более крупных системах используйте контролируемую процедуру запуска. Открывайте ручные дренажные клапаны, например, те, что на дне капельных карманов или продувочные клапаны на фильтрах, до тех пор, пока в паропроводе не будет давления, достаточного для конденсатоотводчиков.В любых установках, кроме самых маленьких, поток пара из котла в холодные трубы при запуске, когда давление в котле все еще составляет всего несколько фунтов на квадратный дюйм, приведет к чрезмерному уносу котловой воды с паром. Такого уноса может быть достаточно для перегрузки сепараторов на отводе пара, где они установлены.

6 . Неисправные конденсатоотводчики: если ловушку не удается закрыть, временно установите клапан продувки фильтра частично открытым, чтобы позволить конденсату стечь.Если обнаруживается, что ловушка не открывается, ее не следует закрывать с помощью клапана — это может привести к накоплению конденсата в паропроводе. Обязательно реализуйте программу регулярных испытаний конденсатоотводчика, чтобы поддерживать наивысший уровень производительности конденсатоотводчика.

7 . Работа воздушного змеевика: остановка — наиболее частая причина проблем с нагревательным змеевиком. Остановка происходит, когда давление в паровом пространстве падает в условиях частичной нагрузки. Если давление упадет до уровня, при котором поток конденсата в сифоны прекратится, система «остановится».По мере того, как конденсат возвращается в змеевик, возникают проблемы заболачивания, такие как удары молотком, температурное расслоение, коррозия и замерзание. Змеевик, забитый водой, должен постепенно беспрепятственно стекать в ловушку, расположенную ниже по потоку, а из ловушки под действием силы тяжести в вентилируемый ресивер и возвратный насос. Если это не так, подозревайте, что в катушке отсутствует или неисправен вакуумный разрыв. Лучшая стратегия — использовать автоматический уловитель насоса, новейшую технологию, сочетающую в себе преимущества поплавкового уловителя с преимуществами насоса, работающего под давлением, для обеспечения эффективного отвода конденсата из парового пространства независимо от давления.

Судебно-медицинская экспертиза гидроударов

На нефтехимическом заводе Западного побережья произошел инцидент с паровой системой, который привел к мгновенному разрыву и полному разделению 10-дюймовой задвижки. Задняя половина клапана вместе с присоединенным глухим фланцем вылетела из трубопровода и приземлилась примерно в 50 футах на подъездной дорожке с асфальтом.

Общая паровая нагрузка на всю установку превышала 200 000 фунтов в час. Клапан был расположен в конце паропровода на 150 фунтов на квадратный дюйм, расположенного на крыше технологического здания.Поплавок и термостатический конденсатоотводчик располагались рядом с 10-дюймовой задвижкой. Конденсат из каплеуловителей в большинстве случаев поднимался на несколько футов в обратную магистраль. Сообщается, что по неизвестным причинам давление в котле упало. Давление, казалось, упало до 30–35 фунтов на квадратный дюйм, а затем медленно увеличивалось. Именно в этот момент произошло событие.

Давление в деаэраторе на момент исследования составляло около 5 фунтов на кв. Дюйм. Было обнаружено, что поплавок и термостатический конденсатоотводчик, расположенный рядом с 10-дюймовой задвижкой, повреждены; Невозможно определить, действительно ли повреждение произошло во время того же события, при котором произошел разрыв задвижки.Тем не менее, в сочетании доказательства поврежденной задвижки и конденсатоотводчик точка с плавающей точкой к гидравлическому удару в качестве наиболее вероятного виновника. Тогда возникает вопрос: а) какой тип гидроудара и б) почему он произошел.

Для информации, 10-дюймовая труба сортамента 40 способна производить около 70 000 фунтов / час без чрезмерных скоростей и перепада давления; 12 дюймов, около 100000. Более высокие скорости увеличивают производительность примерно на 50%, а падение давления более чем на 100%.

Если событие было вызвано паровым гидравлическим ударом, значит, поблизости должна была быть какая-то паровая нагрузка.Это был не тот случай. Кроме того, масштабы нанесенного ущерба могут указывать на гидравлический удар, вызванный конденсатом. Потребуются два фактора: вакуум, вызванный конденсацией, и конденсат. Падение давления в паровой системе может иметь здесь некоторую опору, приводя к созданию вакуума. В условиях низкого давления производительность конденсатоотводчиков могла снизиться до такой степени, что конденсат не мог стекать из магистрали. Низкое давление вместе с противодавлением конденсатной системы могли в совокупности вызвать обратный поток конденсата в паропровод.

Случай ясно показывает, что часто невозможно с какой-либо уверенностью определить действительную причину или причины повреждений после гидроудара. Если вы подозреваете, что в вашей паровой системе может произойти гидроудар, вам следует внимательно изучить представленные предложения по исправлению ситуации. Если остаются какие-либо сомнения, привлеките квалифицированного инженера паровой системы для проведения аудита проектных и эксплуатационных факторов.

Циркуляционная система котла: помимо парогенератора

Основное назначение парогенерирующего котла — производство пара для выработки электроэнергии.Перегретый пар поступает из котла в турбину и вращает лопасти турбины, чтобы произвести электричество. То, как вода входит и выходит из бойлера, называется системой циркуляции пара и бойлера. Трубы и трубки, из которых состоят эти циркуляционные системы, состоят из многих частей.

Для того, чтобы котел мог непрерывно производить пар, по его трубам должна циркулировать вода. В котлах используется тепловая циркуляция, при которой вода подвергается нагреву и начинает превращаться в пароводяную смесь. Поскольку комбинация воды и пара менее плотная, чем вода, сила тяжести заставит воду опускаться, а смесь пара и воды подниматься.

Все парогенераторные котлы имеют одинаковые системы, описанные ниже. В этой статье наш пример — излучающий пылевидный угольный котел.

Излучающий пылевидный угольный котел делится на три части:

1. участок топки, где расположен источник тепла
2. участок пароперегревателя, где производится перегретый пар
3. конвекционный проход или зона рекуперации тепла, где расположен экономайзер.

В этих зонах смесь воды и пара циркулирует по всему котлу.На Рисунке 1 показана типичная циркуляционная система излучающего котла.

Система циркуляции воды / пара

Прежде чем вода попадет в парогенератор, ее необходимо предварительно обработать и очистить от минералов и щелочей (например, железа или кальция), которые могут забить трубы и помешать нормальной циркуляции. После обработки или очистки вода предварительно нагревается в баках подогревателя питательной воды. Затем предварительно нагретая вода поступает в котел через входной коллектор экономайзера. Система трубопроводов, по которой вода поступает во впускной коллектор экономайзера, называется системой трубопроводов питательной воды.(Примечание: температуры, показанные на Рисунке 1 для каждой системы, взяты из исторических данных и будут варьироваться в зависимости от конструкции и режима работы котла.)

Для радиантного котла температура нагревателя питательной воды на входе экономайзера составляет приблизительно 483 ° F (для промышленного котла или котла с псевдоожиженным слоем температура будет примерно на 100 ° F ниже). Вода циркулирует вверх по трубкам экономайзера к выходному коллектору экономайзера, где она достигает 576 ° F. Из выходного коллектора экономайзера вода / пар проходит через 8 дюймов.Соединительные патрубки экономайзера IPS с паровым барабаном.

Паровой барабан имеет диаметр 6,5 футов и собирает и распределяет воду / пар, непрерывно циркулируя по котлу. Как только вода / пар попадает в барабан из выпускного коллектора экономайзера через соединительную трубу экономайзера, он направляется вниз по трубам, называемым сливными стаканами, под действием силы тяжести.

Нисходящие стаканы представляют собой трубы большого диаметра (25 дюймов IPS), по которым вода / пар поступает из парового барабана вниз к нижним коллекторам водяной стенки конвекционного прохода и стенкам печи.

Подающие трубки (диаметром 5 дюймов) подают пар / воду из сливных стаканов в отдельные нижние коллекторы водяной стенки. Затем вода / пар поднимается по стеновым трубам (естественная тепловая циркуляция), пока не достигнет верхних коллекторов водяной стенки. Температура воды / пара к этому времени достигла 688ºF. Подъемные трубы, названные так в честь воды / пара, поднимающейся из верхних водяных коллекторов, возвращают воду / пар при 688ºF обратно в паровой барабан.

Циркуляционная система воды / пара заканчивается внутри парового барабана.Однако до того, как пар попадет в следующую систему кровообращения, остается еще один шаг. Смесь воды и пара, поступающая в барабан, все еще содержит влагу (воду) и поэтому должна поступать в зону разделения пара и воды в верхней половине парового барабана. Зона разделения пара и воды состоит из множества цилиндрических труб, называемых циклонными сепараторами. Циклонные сепараторы вращают смесь влажной воды и пара в циклонном режиме, отделяя воду от влажной смеси за счет центробежной силы. Влажная влага падает в нижнюю половину парового барабана, где она смешивается с водой / паром, выходящим из выпускного коллектора экономайзера, попадает в сливные стаканы и снова начинает циркуляционный процесс.

Циркуляционная система перегретого пара начинается с уже сухого пара при температуре 688ºF. Сухой пар поднимается из парового барабана из циклонных сепараторов через соединительный трубопровод для выпуска пара в верхней части парового барабана. По трубопроводу отвода пара сухой пар подается в систему циркуляции перегретого пара котла.

Циркуляционная система перегретого пара

В циркуляционной системе перегретого пара сухой пар из котла перегревается и направляется в электрогенератор или турбину.Трубы, объединенные в секции с несколькими петлями, подвешены внутри котла, где горячие дымовые газы из топки проходят вокруг этих рядов труб. Количество рядов трубок пароперегревателя зависит от размера котла и требований к температуре пара на выходе.

Циркуляционная система перегретого пара начинается с сухого пара 688 ° F, поступающего из парового барабана через соединительный трубопровод для выхода пара во входной коллектор первичного пароперегревателя. Пар циркулирует через впускные и выпускные блоки первичного пароперегревателя, циркулируя вверх и вниз, пока не достигнет выходного коллектора первичного пароперегревателя.Температура пара достигла 811ºF. По соединительной трубе пар передается во входной коллектор вторичного пароперегревателя. Между первичным выпускным коллектором и вторичным впускным коллектором расположены регуляторы распыления воды. Attemperators — это коллекторы с датчиками, которые могут отслеживать и контролировать температуру пара, выходящего из выпускного коллектора первичного пароперегревателя. Они названы так потому, что распыляют воду или влажный пар как средство контроля температуры.

Пар с температурой 811ºF циркулирует через секции трубы вторичного пароперегревателя, поднимаясь и опускаясь, пока не достигнет выходного коллектора вторичного пароперегревателя.Температура сухого перегретого пара теперь составляет 1 005 ° F.

Ряды труб первичной и вторичной секций пароперегревателя находятся над трубами свода печи. Трубы водяной стенки, расположенные непосредственно под пучками труб, иногда называют трубами пола пароперегревателя. На Рисунке 1 обратите внимание, что секция труб первичного и вторичного пароперегревателя размещается в середине блока, непосредственно между конвекционным проходом (областью рекуперации тепла) и областью топки котла.Также обратите внимание, что секции трубы вторичного пароперегревателя находятся перед секциями трубы первичного пароперегревателя, улавливая больше максимального количества тепла печи.

Связанный трубопровод

Для всех открытых трубопроводов снаружи котла требуется изоляция и отделочный материал (например, алюминиевая оболочка). Понимание исходной температуры трубопроводной системы, требующей изоляции, имеет первостепенное значение. Температура дренажных линий от входа экономайзера отличается от температуры дренажных линий нижних коллекторов водяной стенки.Трубопровод нагнетателя сажи может исходить либо от первичного выпускного коллектора, либо от вторичного выпускного коллектора.

Толщина изоляции должна зависеть от того, откуда идет трубопровод. Существует много индивидуально изолированных трубопроводов разных размеров. См. Типичный отвод трубопроводов излучающего котла на Рисунке 2, на котором показано более 3500 линейных футов индивидуально изолированного трубопровода и более 2800 квадратных футов покрытия из минеральной ваты для труб, которые могут быть объединены в жгуты.

Заключение

Понимание системы циркуляции воды и пара в котле — первый шаг в правильной конструкции котла.Основная функция котла — производить пар для выработки электроэнергии. Только зная системы циркуляции котла, их температуру и функцию котла, проектировщики и установщики смогут должным образом изолировать системы трубопроводов и максимально повысить энергоэффективность. Чем лучше мы понимаем систему циркуляции пара в котле, тем лучше и экономичнее будут системы изоляции.

Список литературы

Информация, содержащаяся в этой статье, была получена в основном из открытых источников, без прямого участия каких-либо производителей котлов.

Combustion Fossil Power, Combustion Engineering, Inc.,
4-е издание (1991).

Steam, его создание и использование, Babcock & Wilcox Company,
40-е издание (1992).

Рисунок 1

Типовая циркуляционная система излучающего котла

Рисунок 2

Типовой отвод трубопроводов излучающего котла

Рисунок 3

Электрогенератор

Рисунок 4

Нагрев и перекачка питательной воды

.