Устройство паровых котлов, принцип работы и схемы. Паровой котел для дома

Паровой котел своими руками - схема и принцип действия системы

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо разобраться в конструкции теплогенератора и узнать принцип его работы. Только после этого вы поймете, сможете ли собрать паровой котел своими руками, оцените сложность монтажа и решите, получится ли все это у вас.

Стоит ли вообще затевать весь этот «сыр-бор» или лучше приобрести готовый агрегат?

Что такое паровой котел?

Паровой котел для дома

Из самого названия понятно, что это агрегат, который вырабатывает насыщенный пар, используемый в дальнейшем в системе отопления дома или квартиры. При этом работа паровой системы основана на том, что пар имеет давление выше атмосферного. По сути, это обычный отопительный котел, который может работать на любом виде топлива. Если такой вид теплогенератора решено установить в городской квартире, то оптимальный вариант топлива — это газ.

Скажем прямо — конструкция парового котла достаточно сложна, поэтому стоит рассмотреть ее в общих чертах. Сам котел состоит из двух частей, верхняя из которых — это барабан, наполненный водой. Система подачи воды может быть любой. К примеру, из водопровода или из любого резервуара с помощью насоса. От барабана вниз проложены трубы, по которым будет двигаться вода. Они называются опускными. Запомните — эти трубы не нагреваются.

Опускные трубы соединяются с коллекторами, от которых вверх идут подъемные трубопроводы. То есть получается система, напоминающая соединяющиеся сосуды. Это и есть принцип работы парового котла. Именно подъемные трубы создают поверхности нагрева, которые проходят через зону, где сжигается топливо. В них образуется пароводяная смесь, но это еще не чистый пар для системы парового отопления. Необходимо провести разделение.

Этот процесс проходит в так называемых сепараторах. Смесь поступает туда по трубам и разделяется на воду и пар. Вода стекает в барабан, а пар подается в паропровод, соединяющий сепаратор и пароперегреватель. Здесь пар доводится до необходимой температуры и давления. После чего он поступает на паровую турбину, которая гонит его в отопительную систему.

Технология изготовления парового котла

Что понадобится для изготовления такой системы?

Листовой металл из нержавейки толщиной 1 мм.
Трубы разного диаметра из нержавеющей стали — 100–120 мм, 10–30 мм.
Предохранительный клапан.
Асбест в виде листов.

В первую очередь необходимо раздобыть чертежи парового котла. Это сегодня не проблема, поскольку они есть в свободном доступе в интернете. Вторая задача — определиться с мощностью прибора. Все будет зависеть от системы парового отопления, размеров частного дома, количества радиаторов в нем и так далее. Разобраться с этим вопросом помогут другие статьи на нашем сайте. Третье — нужно выбрать форму агрегата. Она может быть круглой, квадратной или прямоугольной.

Паровой котел высокого давления

Для простоты изготовления можно взять трубу длиной 100–110 см. Она и будет корпусом агрегата. Обратите внимание, что толщина стенки должна быть не меньше 2,5 мм. Очень важный момент — это устройство топки и подвод к ней жаровых и дымогарных трубок.

Камеру сгорания лучше всего сделать из листов нержавеющей стали, в которых просверливаются отверстия под описанные трубки. Их концы обязательно вальцуются, чтобы создать плотное примыкание к поверхностям. Для лучшей герметизации и повышения прочности соединения трубки стоит заварить, используя аргоновую сварку. Если этими навыками вы не владеете, можно приварить их постоянными электродами.

После этого нужно с помощью сварки подсоединить коллектор для труб и установить предохранительный клапан. Утепление агрегата проводится асбестовыми листами. На этом можно считать, что работа выполнена. Затем система парового отопления и котел соединяются.

На чем работают паровые агрегаты?

Устройство котла

Мы уже упоминали о том, что проблем с выбором топлива для паровых котлов нет. Но если речь идет об эффективной и удобной эксплуатации системы парового отопления, то оптимальный вариант — это газ. С ним меньше возни, и можно создать автоматизированную систему. Она сама будет контролировать все процессы, связанные с температурным режимом, подачей газа, эффективностью использования топлива и его экономией.

Паровые котлы, работающие на дровах или солярке, а также электрические аналоги функционируют по такому же принципу, хотя в конструктивном плане есть и достаточно серьезные отличия. Особенно это касается топки и форсунок. Последние, к примеру, в котлах, работающих на дровах или электричестве, полностью отсутствуют. Но в большинстве случаев мастера, которые собирают котлы своими руками, стараются подогнать их или под газовые горелки, или под дизельные форсунки.

У потребителей всегда есть альтернатива выбора. Можно купить готовый агрегат, а можно сделать его самостоятельно. Но давайте смотреть правде в глаза. Схема парового котла достаточно сложна, и разобраться в ней, не зная элементарных принципов, по которым работает агрегат, не получится. К тому же придется приобрести специальные материалы, соответствующие нормам и требованиям по созданию этого отопительного прибора. Здесь потребуются прочные жаростойкие металлические изделия. Плюс ко всему необходимо будет провести очень точные расчеты.

Добавим, что паровые котлы, работающие в системе отопления дома или квартиры, особенно газовые, должны оснащаться блоком безопасности. Это не просто печь или камин, и здесь все связано с паром высокой температуры, который подается в систему под давлением. Поэтому автоматическая система контроля — важная и неотъемлемая составляющая.

Конечно, говорить о том, что любой человек может изготовить своими руками паровой агрегат, нельзя. Но знать принцип работы устройства, его конструктивные особенности, тонкости эксплуатации и прочие моменты каждый просто обязан. Это относится к тем, кто решился у себя в доме установить именно эту модель.

схема, принцип работы, фото и устройство

Обновлено:

2016-10-06

Паровой котел за последнее время стал куда более востребованным в частном домостроении, поскольку оборудование прошло этап серьезной модернизации. Если раньше эксплуатация паровых котлов встречалась только на предприятиях, сегодня встретить подобный агрегат в частном доме не такая большая редкость.

Содержание статьи

Преимущества и недостатки

Принцип работы парового котла

Правила игры несколько изменились, в результате чего паровой котел способен навязать серьезную конкуренцию котлам альтернативных видов.

Для безопасной эксплуатации оборудования в условиях частного дома производители существенно снизили давление по сравнению с котлами промышленного назначения. Теперь давление не составляет выше 6 атмосфер, а максимальная температура пара достигает 130 градусов. Этого вполне достаточно для безопасной работы устройства.

Но на этом список положительных качеств не заканчивается. Паровой котел имеет следующие преимущества:

Экономичность;
Привлекательная стоимость самого оборудования;
Высокие показатели производительность;
Отличное теплосбережение;
Универсальность. Различные типы паровых котлов могут использовать разные виды топлива;
Высокий коэффициент полезного действия;
Для отопления используются трубы с небольшим диаметром, что положительно сказывается на компактности схемы;
Может устанавливаться для любого дома, схема останется безопасной. Главное соблюдать правила монтажа и эксплуатации;
Расходуемое топливо не нуждается в постоянном контроле;
Низкие параметры инерционности, что обеспечивает более быстрый прогрев помещений.

Но паровой котел имеет определенные недостатки, о которых нельзя не упомянуть.

Невозможно плавно осуществлять регулировку работы оборудования.
Разные помещения могут прогреваться неравномерно.
Паровые котлы не могут похвастаться длительным эксплуатационным сроком.
Нагрев труб отопления происходит очень интенсивно, из-за чего схема становится не совсем безопасной в некоторых случаях.
Когда котел наполняется паром, агрегат начинает шуметь.

Чтобы сделать эксплуатацию котла парового типа в вашем доме полностью безопасной, следует выбирать устройства, имеющие сертификаты качества.

Устройство

Устройство парового котла достаточно сложное. Потому собрать паровой котел своими руками — задача не из простых. У каждой отдельной модели есть свои особенности сборки. Но все они оснащаются основными компонентами:

Топка. Здесь располагается топливо;
Зольник. Он служит для сбора продуктов сгорания топлива;
Горелка. Ее задачи вполне понятны;
Экономайзер. Это подогреватель воды, о котором расскажем подробнее;
Барабан. Необходим для монтажа измерительных приборов, трубопровода, предохранителей;
Манометр. Для безопасной работы парового агрегата схема обязательно должна включать манометр, чтобы следить на давлением пара.

Правила установки всех паровых котлов требуют, чтобы они располагались ниже, чем уровень трубопровода и устройств отопления. Так пар сможет нормально циркулировать и возвращать из системы конденсат.

Виды

Классификация паровых котлов предусматривает наличие двух типов оборудования. Они отличаются по способу образования пара:

Водотрубный;
Жаротрубный.

Потому принцип работы парового котла первого и второго типа несколько разный.

Водотрубные

В них вода движется по трубам, а нагрев осуществляется снаружи. Так оборудование создает необходимое количество водяного насыщенного пара.

Правила классификации гласят, что водотрубные делятся на две категории:

Барабанный котел. Система предусматривает прохождение воды несколько раз, из-за чего отдача тепла становится многократной;
Проточный. В таком котле теплоноситель движется в одну сторону, преобразуясь постепенно в пар.

Что касается топлива, то им может выступать:

Жидкое топливо. К нему относят дизель и мазут;
Твердое топливо. Такие паровые котлы используют дерево, уголь или торф;
Газовые. Актуальны только тогда, когда есть возможность подключиться к магистральному водопроводу;
Электричество. Электрические модели встречаются в частных домах реже. Это можно объяснить объективными причинами — высокая стоимость энергоресурса и низкий показатель коэффициента полезного действия.

Практика применения паровых котлов показывает, что наиболее эффективным видом топлива является магистральный газ. Обусловлено преимущество конструкций высокой пожарной безопасностью и способностью за короткое время прогреть большую площадь.

При этом газовые модели паровых котлов имеют свой недостаток — жесткие правила относительно герметичности всех соединений.

Жаротрубные

Рассказывать много про жаротрубные модели паровых котлов не имеет смысла.

Принцип их работы основан на том, что трубы погружены в воду, энергия от нагрева идет по ним, за счет чего создается пар.

Главное преимущество жаротрубных устройств — достаточно простая конструкция. Но правила пожарной безопасности не особо приветствуют покупку таких агрегатов, поскольку риск взрыва котла очень высокий.

Экономайзеры

Неотъемлемый элемент парового котла — это экономайзер. Устройство служит для предварительного подогрева воды перед тем, как она поступит внутрь парового котла.

Правила изготовления предусматривают, что экономайзер создается из труб, загнутых в змеевик. Далее комплект змеевиков формируют в паркеты, располагают по шахматному принципу внутри котла.

При этом есть несколько видов экономайзеров, о чем следует знать перед покупкой парового котла.

Водяные. Предварительный подогрев воды в таком экономайзере осуществляется теплом, полученным от сгорания используемого топлива.
Контактные. Правила требуют монтировать их после котла, что стимулирует повышение коэффициента полезного действия. С помощью контактных экономайзеров можно обеспечить дом горячим водоснабжением.
Чугунные. Такие экономайзеры актуальны для тех паровых котлов, давление которых не превышает 2,4 МПа. Чугун обеспечивает великолепную эффективность, устойчивость к разрушению и химическим реакциям.
Стальные. Используются при организации паровых котлов с избыточным давлением выше 23 кгс/см2.

Схемы установки экономайзера существуют разные, в зависимости от особенностей конструкции котла. Некоторые экономайзеры уже встроены в отопительное оборудование, а другие монтируются непосредственно около котельного агрегата.

Выбор мощности

Соблюдая определенные правила, вы сумеете грамотно подобрать мощность своего парового котла, которой будет достаточно для обогрева вашего дома.

Правила достаточно простые — чем больше площадь, тем выше требуемая мощность. Приведем несколько примеров.

Для дома площадью помещений от 60 до 200 квадратных метров достаточно парового котла мощностью 25 кВт;
Если площадь отапливаемых помещений до 300 квадратных метров, мощность устройства должна составлять до 30 кВт;
При площади в диапазоне 300-600 квадратных метров, достаточно будет мощности в 35-60 кВт.

Чтобы увеличить эффективность своего парового агрегата, снизив одновременно с этим расходы на топливо, рекомендуется приобретать дополнительно экономайзеры или модели котлов со встроенными подогревателями.

Взгляды на подобное отопительное оборудование существенно поменялись. Это стало возможным за счет модернизаций и адаптации технологии под работу в условиях жилых частных домов.

etapech.ru

Паровое отопление в частном доме своими руками

Как бы ни была благоустроена и комфортабельна городская квартира, практически каждый из нас мечтает если не променять окончательно ее на индивидуальный дом, то по крайне мере иметь частную недвижимость за городом. Причем комфортабельную и благоустроенную. Ясно, что в загородный дом должна быть подведена вода, в нем необходимо устроить должным образом канализацию. А, кроме того, в доме нужно создать эффективную отопительную систему. В данном случае можно уверено заявить, что паровое отопление – это наиболее быстрый и доступный вариант ее создания. Паровое отопление в частном доме, несмотря на разнообразие других вариантов обогрева здания, не теряет своей актуальности. И этому есть простое объяснение: его функциональность и надежность проверены практическим опытом – используется разными потребителями многие десятки лет. Такая система проста и понятна, то есть паровое отопление своими руками при большом желании сумеет оборудовать любой человек, даже не имеющий специальных знаний в этой сфере.

Паровое отопление в частном доме может быть выполнено:

Одноконтурным.
Двухконтурным.

Одноконтурная система рассчитана исключительно на обогрев здания, а двухконтурная – не только обогревает дом, но еще и обеспечивает его теплой водой для бытовых нужд. Трубопроводы пара и радиаторные батареи характеризуются высокой температурой нагрева – в отдельных случаях она может достигать 1000 С и более. Трубопроводная система включает горизонтальные и вертикальные трубы. Разводка может быть нижней или верхней – в зависимости от особенностей помещения.

Важно! Ключевым элементом отопительной системы является нагревательный котел. Именно по этой причине на его выборе нужно сделать основной акцент. Чтобы котел выполнял максимально эффективно свою прямую функцию, он должен быть правильно подобран по размеру площади обогрева внутренних помещений здания.

Паровое отопление основывается на типе котла

Котел для парового отопления на газовом топливе

[include title="РСЯ - в записи"]

Другими словами нагревательному котлу должно хватать мощности. Исходя из этого, выбираем:

для площади 60-200 кв. м – 25 кВт;
для площади 200-300 кв. м – 25-30 кВт;
для площади 300-600 кв. м – 35-60 кВт;
для площади 600-1200 кв. м – 60-100 кВт.

Отопительный котел парового отопления может работать на топливе таких видов:

твердом;
жидком;
комбинированном;
природном газе.

Давление в котле парового отопления соизмеримо с атмосферным. То есть его показатели могут быть ниже в случае вакуум-паровой системы или выше до 6 атм.

Составными элементами нагревательного агрегата являются:

топка;
зольник;
горелка.

Паровое отопление своими руками - нужны трубы небольшого диаметра

Трубопровод парового отопления имеет малый диаметр

Ключевая же роль конструкции отводится барабану, к которому крепятся контрольно измерительные приборы, автоматические предохранители и трубопроводная система.

Паровые котлы могут быть газотрубными с разделением на такие подвиды: дымогарные, жаротрубные, дымогарно-жаротрубные. В быту же чаще всего встречаются водотрубные котлы, поскольку именно они отличаются высоким потенциалом.

В данном случае все в большей степени зависит от индивидуальных пожеланий хозяина домовладения. Паровое отопление на даче, в коттедже или доме может быть выполнено из нескольких видов материалов.

Стальные трубы ↑

Монтаж подразумевает выполнение сварочных работ. Стальной отопительный трубопровод отличается надежностью и прочностью, но обладает одним явным недостатков – невысокой коррозийной стойкостью.

Нержавеющие и оцинкованные ↑

Не имеют указанного выше недостатка, соединяются резьбовыми соединениями, однако являются недешевым «удовольствием».

Медный вариант ↑

Паровое отопление: медный трубопровод самый дорогостоящий

Медный трубопровод для парового отопления

Считаются очень надежными – отлично себя ведут при высоком давлении и повышенных температурах. Монтаж производится посредством высокотемпературной пайки. Медные трубы без опасения могут заделываться в стену. Медный отопительный трубопровод является одним из наиболее дорогостоящих вариантов и, чаще всего выполняется в роскошных особняках, возведенных по эксклюзивному проекту.

Важно! Если вы решили устроить паровое отопление своими руками, то при разработке проекта обязательно должны учитывать материал, из которого произведены, выбранные трубы.

Паровое отопление в частном доме - принципиальная схема

Один из вариантов схемы устройства парового отопления

Схема парового отопления действительно грамотно будет спроектирована, если учитывает такие особенности:

Длина трубопровода.
Количество переходников, тройников, переходников.

[include title="РСЯ - в записи"]

Обратите внимание! Не стоит обольщаться, что схема – это очень просто. Даже если у вас небольшой дом все равно на наброске трассы трубопровода отопления нужно обозначить все повороты, мелочи и ответвления.

Итак, в системе парового отопления котел служит источником тепла, а отопительными приборами – радиаторы, конвекторы, гладкие или оребренные трубы. Отбор пара производится из паровой турбины или же редукционно-охладительная установка (РОУ). В работающей системе образованный пар, преобразуясь в конденсат, самотеком возвращается к источнику тепла – в замкнутых системах, в разомкнутых – с помощью насоса. Для создания трубопровода парового отопления используются трубы небольшого диаметра. Причем в толстых стенках нет никакой необходимости.

Важно! При создании отопления дома на базе парового котла обязательно нужно использовать сертифицированное оборудование. От этого будет зависеть не только его надежность, но безопасность эксплуатации подобной системы.

Как сделать паровое отопление? Надеемся, после прочтения этой статьи у вас уже не возникнет сомнений, что вы сможете самостоятельно выполнить паровое отопление в своем доме. Если же у вас возникли дополнительные вопросы по этой теме, то найти на них ответы вы без труда сможете на других страницах нашего сайта.

stroy-aqua.com

принцип работы и устройство, типы, давление пара

Сложное устройство паровых котлов, а равно и слишком большая мощность таких агрегатов, ограничивают сферу их применения преимущественно промышленным и коммунальным сегментом рынка теплогенерирующего оборудования.

Причем в этих секторах у парогенерирующих котлов попросту нет конкурентов. Впрочем, некоторые «паровые» модели можно внедрить и в схему отопления частного дома, повысив ее производительность и эффективность.

Трубопровод парового отопления имеет малый диаметр

Принцип работы парового котла

Паровой котел отопления – это мощный и производительный тепловой генератор, превосходящий «водяной» аналог практически по всем характеристикам.

При этом залогом подобного доминирования является сам принцип работы агрегата, заключающийся в следующем:

Вода из бака в верхней части стекает в коллектор у основания котла.
Из коллектора вода подается обратно в бак, проходя сквозь встроенный в топку трубчатый теплообменник.
От перегретой в топке жидкости отделяется газообразная фракция с меньшей плотностью – пар, «собираемый» приемником, встроенным в верхний бак.
Кипящая вода смешивается с пока еще холодной средой в баке, повышает ее температуру и «уходит» вниз – на коллектор, и далее – на теплообменник.

Проще говоря: условная «порция» воды циркулирует между баком и коллектором до тех пор, пока энергия топки не превратит всю жидкость в пар, подаваемый из приемника в напорную трубу котла.

То есть к потребителю уходит только разогретый теплоноситель, а «недозревшая» до состояния пара вода остается в котле, повышая температуру «возвращающегося» по обратке разводки конденсата. В итоге владелец такого оборудования может рассчитывать на целый ряд выгодных качеств и характеристик.

Схема парового отопления для частного дома

Преимущества и недостатки парогенерирующего оборудования

Эксплуатация паровых котлов, работающих на основе вышеописанного принципа действия, гарантирует владельцу отопительной системы следующий набор преимуществ:

Быстрый прогрев обслуживаемого пространства – газообразный теплоноситель движется по разводке с большой скоростью, перенося от котла к батареям огромную «порцию» энергии.
Экономию на напорном оборудовании – кипящая вода создает давление в паровом пространстве котла, обеспечивая достаточно сильное для циркуляции теплоносителя побуждение. Возврат конденсата в водное пространство агрегата обеспечивает сила гравитации.
Экономию на топливе – генератор пара использует в своей работе любой вид топлива: от дешевых дров и газа до дорогого электричества и мазута. При этом схема работы обеспечивает максимально высокий КПД котла за счет повторного использования пока еще не вскипевшей воды.

К возможным недостаткам паровых теплогенерирующих установок относятся следующие факты:

Высокое давление пара в паровом котле отопления, из-за которого понижается общий уровень безопасности установки. То есть, несмотря на всю надежность конструкции, при неосторожном обращении такой котел может попросту взорваться.
Высокая температура теплоносителя, из-за которой систему отопления придется собирать на основе стальных труб, способных выдержать нагрев выше 100 градусов Цельсия.

Котел для парового отопления на газовом топливе

Кроме того, необходимо упомянуть еще и потребность в частых ремонтах узлов парогенерирующего агрегата, разрушаемых вследствие постоянного контакта с горячими средами — теплоносителем, дымовыми газами, открытым огнем.

Типы паровых котлов

Жаротрубная установка – устаревшая модель, предполагающая разогрев воды энергией «выхлопных» газов топки, движимых по трубчатым воздуховодам, которые монтируют прямо в водное пространство котла. Такие агрегаты нуждаются в слишком частом ремонте и не могут генерировать более 360 кВт тепловой мощности и 10 атмосфер давления в разводке. Но главный недостаток жаротрубного варианта – это склонность к перегреву, заканчивающаяся взрывом оборудования, и плохая управляемость процессом парообразования.
Водотрубная установка – вполне современная модель, предполагающая разогрев циркулирующей в трубках теплообменника жидкости энергией сгоревших за его пределами газов. Проще говоря: в «камеру сгорания» такого котла погружают теплообменник из тугоплавкого металла, во внутреннюю полость которого заливают воду, вскипающую под действием жара топки. Такой котел не взорвется из-за небрежного обращения. Кроме того, подобная система настроена на режим максимального использования энергии сгоревшего топлива, что позволяет водотрубным котлам демонстрировать максимально высокий КПД.
Прямоточная установка – промышленная версия водотрубной модели, применяемая в качестве генератора пара как на электростанциях, так и в коммунальном хозяйстве. От предшествующей модели этот вариант отличает наличие напорного оборудования, прокачивающего воду сквозь теплообменник с максимальной площадью поверхности. Причем по мере движения среды по контуру большая часть жидкости превращается в готовый для употребления пар. Такие установки будут работать и парогенерирующем, и в водогрейном режиме, обеспечивая любой уровень тепловой мощности и любое давление в разводке.

Паровое отопление частного дома – рекомендации по обустройству системы

Такую теплогенерирующую установку можно использовать только в том случае, если жилище удовлетворяет следующим требованиям:

Огнестойкость основных конструкционных элементов строения – не менее 75 минут.
Наличие оконных проемов в каждой комнате.
Наличие работоспособной приточно-вытяжной вентиляции хотя бы однократного цикла.
Высота потолков в строении – не мене 220 сантиметров.
Наличие котельной или возможности поместить котел на удалении 100 сантиметров от стен и потолка.

Медный трубопровод считаются очень надежными

Если ваш дом удовлетворяет этим требованиям, то вы можете перейти к процессу монтажа системы отопления, приняв во внимание следующие рекомендации:

Разводка системы собирается только из металлических труб – стальных или медных.
Оптимальная схема разводки – двухтрубная или, как вариант, коллекторная. Однотрубную разводку лучше оставить для водогрейного контура – она слишком сильно шумит.
Мощность парового котла отопления побирается по классической пропорции – квадратный метр = 0,12 кВт или кубический метр = 0,041 кВт.
Оптимальная разновидность батареи отопления – пластинчатый конвектор или биметаллический радиатор. А вот панельные батареи и чугунные радиаторы лучше не использовать. Первые не выдержат давления пара. Вторые демонстрируют не слишком высокую энергетическую эффективность.
На небольшой площади в обратку системы придется врезать конденсатор – «сгуститель» пара, укомплектованный циркуляционным насосом. Поскольку «короткий» контур разводки не сможет обеспечить естественную конденсацию теплоносителя. При этом выделяемую конденсатором энергию можно использовать для косвенного нагрева бойлера системы горячего водоснабжения.
В качестве герметика резьбовых стыков придется использовать теплостойкий материал, ведь температура пара доходит до 250 градусов Цельсия.

Схема монтажа котла, батарей и трубопроводов в этом случае не обличается от общепринятого варианта «обвязки» водогрейного котла.

Также советуем посмотреть:

climanova.ru