Riscaldamento a vapore in una casa privata e in una casa di campagna basata su una stufa o una caldaia

Il riscaldamento domestico efficiente è uno dei compiti più importanti per ogni proprietario di casa. Una soluzione interessante a questo problema può essere un sistema di riscaldamento a vapore, i cui principi di funzionamento e dispositivo differiscono dai normali circuiti idraulici.

Questa non è l'opzione più semplice, con i suoi punti di forza e di debolezza. Parleremo delle regole del dispositivo e dell'organizzazione, delle caratteristiche del sistema con un refrigerante vaporoso. Imparerai come organizzare il riscaldamento a vapore in una casa privata e come gestirlo correttamente.

Il principio del sistema a vapore

Quando l'acqua bolle a una pressione costante, mantiene costante la sua temperatura. Il vapore generato a seguito di tale ebollizione ha una quantità significativa di energia termica. Al momento della condensazione, ad es. quando il vapore viene convertito in liquido, questa energia viene rilasciata e trasferita nell'ambiente.

Questo principio viene utilizzato nel funzionamento dei sistemi di riscaldamento a vapore. L'acqua bolle nella caldaia, il vapore si sposta attraverso i tubi verso i radiatori, si condensa e si divide con il calore, riscaldando così l'aria nella stanza.

L'acqua ottenuta nel processo di condensazione continua a muoversi attraverso i tubi e ritorna in uno speciale serbatoio di accumulo, quindi entra nel riscaldatore in modo naturale o forzato usando una pompa.

A seconda della pressione all'interno del sistema di riscaldamento a vapore, sono suddivisi in:

• vapore sotto vuoto;
• bassa pressione;
• alta pressione.

Nel primo, la pressione è inferiore a 0,1 MPa, nel secondo - anche inferiore - a 0,07 MPa e nel terzo - più di 0,07 MPa. I sistemi aperti a bassa pressione hanno accesso all'aria dall'atmosfera, ma possono anche essere chiusi, ad es. completamente ermetico.

Questo diagramma illustra il layout del riscaldamento a vapore. Il dispositivo di riscaldamento deve essere posizionato più in basso rispetto ai radiatori, la pendenza della linea della condensa

Tali sistemi utilizzano tipicamente il cosiddetto vapore secco saturo, che non contiene particelle sospese di acqua. La quantità di vapore nel sistema si riflette nel suo lavoro. Se il vapore è troppo piccolo, ciò creerà problemi affinché la condensa si scarichi liberamente e l'aria fredda si accumulerà sul fondo del riscaldatore.

Un volume sufficiente di vapore migliora il processo di deflusso della condensa, che viene spinto verso le pareti e scorre verso il basso sotto forma di un sottile film d'acqua.

Nei sistemi chiusi, l'acqua dopo la condensa entra immediatamente nello scambiatore di calore, ma spesso vengono utilizzati sistemi aperti in cui il refrigerante viene prima raccolto nel serbatoio di stoccaggio e quindi pompato nella caldaia per il riscaldamento.

La condensa può riempire completamente i tubi attraverso i quali si muove per il riscaldamento o solo parzialmente. Quest'ultima opzione è preferibile, poiché quando il sistema viene spento, i tubi al suo interno rimarranno asciutti.

Se il portatore di calore del riscaldamento a vapore dopo la condensazione viene trasferito direttamente alla caldaia per il successivo riscaldamento, il sistema viene chiamato chiuso. Se la condensa viene raccolta per la prima volta in un serbatoio di stoccaggio dal quale viene pompata nella caldaia da una pompa, il sistema viene classificato come aperto

Caratteristiche dei sistemi a bassa pressione

Una versione comune di un tale sistema viene chiusa, utilizzando la condensa di ritorno per gravità alla caldaia, che non riempie completamente i tubi e viene utilizzato il layout dei tubi superiori.

Innanzitutto, il sistema viene riempito con acqua fino al livello richiesto, dopodiché inizia il riscaldamento. La condensa scorre verso il basso nella colonna montante comune e quando raggiunge il livello impostato viene espulsa nella caldaia.

Nello stesso sistema con un cablaggio inferiore, si consiglia di installare tubi con una leggera pendenza nella direzione del movimento del vapore al fine di ridurre gli effetti sonori. Un sifone a forma di anello è disposto nel sito di drenaggio della condensa, che impedisce al vapore di spostarsi verso la linea di condensa.

La velocità del vapore in tali sistemi dovrebbe essere moderata, non superiore a 0,14 m / s. Altrimenti, il vapore catturerà anche le particelle di umidità accumulate sulle pareti. Di conseguenza, il sistema funziona con molto rumore, aumentando il rischio di colpi d'ariete.

Cablaggio combinato, ad es.una combinazione di cablaggio superiore e inferiore, utilizzata se i tubi sono posati sotto il pavimento del piano superiore o intermedio della casa. Svuota i tubi attraverso i quali viene restituita l'acqua alla caldaia, in questo caso verrà chiusa dalla condensa.

Se la pressione nel sistema supera 0,02 MPa, dovrebbe essere aperta. L'aria viene rimossa attraverso il serbatoio di accumulo della condensa e per impedire al vapore di uscire dal sistema, vengono installati un separatore di vapore o un separatore d'acqua. L'acqua viene pompata dall'accumulatore allo scambiatore di calore da una pompa, che consente all'accumulatore di essere installato al di sotto del livello in cui si trova lo scambiatore di calore.

Il portatore di calore per il riscaldamento di una casa privata con un locale caldaia è riscaldato in uno scambiatore di calore situato nel locale caldaia. Al raggiungimento della temperatura di esercizio, il vapore si sposta sul collettore, dividendo il flusso in due circuiti: per i locali principali e per il locale caldaie (+)

Valutazione di vantaggi e svantaggi

Che cos'è un buon sistema di riscaldamento a vapore? È relativamente facile da realizzare anche sulla base di una stufa a legna convenzionale. Ciò è particolarmente vero nelle aree in cui non esiste una fornitura centralizzata di gas e sono facilmente disponibili legna da ardere o altri combustibili solidi.

Il vapore come vettore di calore è decisamente più avanti dell'acqua. Il tasso di riscaldamento dei locali è tre volte superiore. Inoltre, il sistema di riscaldamento a vapore difficilmente può guastarsi durante il freddo invernale a causa della mancanza di riscaldamento.

Se il forno si brucia, l'acqua del sistema verrà raccolta nel serbatoio di accumulo o nello scambiatore di calore e i tubi e i radiatori rimarranno vuoti. Con il riscaldamento dell'acqua, il congelamento del liquido di raffreddamento con cui viene riempito l'intero circuito, come è noto, porta alla rottura del tubo.

Infine, le dimensioni dei radiatori per riscaldamento a vapore dovrebbero essere significativamente più piccole rispetto a quelle per i sistemi idrici, poiché la quantità di energia termica che ne deriva aumenta più volte. Ciò ridurrà leggermente i costi di installazione di un sistema di riscaldamento a casa.

Le griglie decorative per termosifoni a vapore non sono solo un elemento di design degli interni, ma anche un mezzo di protezione contro le ustioni

Questo conclude l'elenco dei vantaggi del sistema a vapore e possiamo procedere ai suoi svantaggi, che sono abbastanza significativi:

• alto rischio di ustioni;
• aumento del livello di rumore durante il funzionamento;
• difficoltà nell'adattare il sistema;
• la necessità di acquistare tubi costosi, ecc.

Gli standard di sicurezza non raccomandano il riscaldamento a vapore per i locali residenziali, poiché rappresentano un rischio elevato per la salute e la vita delle persone che vivono in casa.

Quindi, la temperatura di funzionamento dei radiatori sarà molto alta, se li tocchi, potresti ottenere una grave bruciatura. Pertanto, tutti i radiatori dovranno essere chiusi con affidabili griglie decorative.

I tubi in PVC convenzionali per un tale sistema non funzioneranno, perché devono resistere ad alta pressione e una temperatura di oltre 100 gradi. Gli stessi requisiti si applicano ad altri elementi del sistema. I tubi del riscaldamento a vapore devono essere in rame o in acciaio zincato.

I tubi di rame sono un'opzione ideale, ma per nulla economica, per le comunicazioni per i sistemi di riscaldamento a vapore. Per collegare questi tubi, è necessaria una saldatrice

In ogni caso, questo momento non può essere chiamato budget. I problemi di sicurezza dovrebbero ricevere la massima attenzione. Tutti i lavori di installazione, ad esempio la saldatura di tubi in rame, richiedono prestazioni di altissima qualità. Se la connessione si interrompe e un flusso di vapore fuoriesce nel foro, uno degli inquilini a casa rischia gravi ustioni.

I tubi in acciaio inossidabile sono in grado di sopportare carichi tipici per i sistemi di riscaldamento a vapore come le alte temperature e le alte pressioni nel sistema

Un altro svantaggio del riscaldamento a vapore è l'aumento del livello di rumore. Per risolvere questo problema, i radiatori devono essere installati correttamente. Sono sospesi su speciali staffe antirumore. Una caldaia o un forno è meglio posizionato in una stanza separata.Inoltre, è possibile posizionare tubi di rame nello spessore delle pareti, riducendo anche il livello di rumore.

Infine, è un po 'difficile controllare la temperatura di riscaldamento in ambienti con riscaldamento a vapore. Non è possibile installare un termostato e ridurre semplicemente la quantità di vapore. È necessario ridurre la quantità di carburante, che non è sempre facile, o ventilare i locali. Prima di iniziare i lavori per l'installazione di un sistema di riscaldamento a vapore, è necessario prendere in considerazione tutti questi punti.

Progettazione di un sistema di riscaldamento a vapore

Anche per una piccola stanza, è meglio progettare un progetto. Un sistema creato “a caso” con un alto grado di probabilità richiederà presto una rilavorazione e un diagramma su carta identificherà immediatamente i punti deboli e li correggerà.

Ad esempio, al fine di creare un sistema con circolazione naturale del refrigerante, lo scambiatore di calore e, di conseguenza, il dispositivo di riscaldamento, dovrebbero essere posizionati nel punto più basso della casa.

I tubi del vapore e della condensa degli impianti di riscaldamento con un tipo naturale di movimento del refrigerante sono disposti con un orientamento verso il suo movimento (+)

Ciò significa che la stufa o la caldaia devono trovarsi al di sotto di tutti i radiatori, così come i tubi che non si trovano in posizione verticale, ma in orizzontale o inclinati rispetto alla verticale.

Se la stufa non può essere posizionata in questo modo (non c'è seminterrato in casa, il seminterrato viene utilizzato per altri scopi, ecc.), Si dovrebbe preferire il riscaldamento con circolazione forzata.

Il diagramma mostra un sistema di riscaldamento a circolazione forzata. Per la sua installazione, sono necessari una pompa di circolazione e un serbatoio di accumulo

Pertanto in circuito di riscaldamento a vapore è necessario accendere la pompa, che pomperà l'acqua nello scambiatore di calore. Un punto importante nella progettazione del sistema di riscaldamento è la procedura per il collegamento dei radiatori. La connessione seriale o il cosiddetto sistema monotubo prevede la connessione di tutti i radiatori in ordine.

Di conseguenza, il liquido di raffreddamento si sposterà in sequenza attraverso il sistema, raffreddandosi gradualmente. Questa è un'opzione di connessione economica, che è più facile da installare e più economica a un costo.

Ma l'uniformità del riscaldamento con questo metodo ne risentirà, poiché il primo radiatore sarà il più caldo e l'ultimo vettore di calore arriverà in uno stato già mezzo raffreddato.

Il collegamento monotubo dei radiatori, come si può vedere da questo diagramma, comporta l'installazione seriale. Sull'ultimo radiatore, il liquido di raffreddamento entra già raffreddato

Una soluzione monotubo può essere accettabile solo quando si collega il riscaldamento a vapore nel paese o in una piccola casa, su una superficie inferiore a 80 metri quadrati. M. E per un ampio cottage o un edificio a due piani, è più adatto un sistema a due tubi, in cui i radiatori sono collegati in parallelo.

Uno schema a tubo singolo fornisce flusso di refrigerante simultaneo, ma non sequenziale, a ciascun radiatore e le stanze vengono riscaldate in modo più uniforme. Ma con un circuito a due tubi, due tubi dovranno essere collegati a ciascun radiatore: diretto e "ritorno".

Tale sistema è più difficile da implementare e costerà un po 'di più rispetto all'installazione di un sistema a tubo singolo. Tuttavia, la stragrande maggioranza dei sistemi di riscaldamento dell'acqua sono realizzati secondo lo schema a due tubi, nonostante le difficoltà, e funzionano con successo.

Questo diagramma mostra un sistema di installazione a due tubi per radiatori per riscaldamento a vapore. Ogni radiatore è collegato a un riser comune e ha un tubo di ritorno, che garantisce una distribuzione uniforme del liquido di raffreddamento

Se si prevede di utilizzare una stufa a legna come fonte di calore, è necessario calcolare e progettare immediatamente uno scambiatore di calore speciale. Sembra una bobina saldata da tubi metallici. Questo elemento è integrato direttamente nel design del forno e non è installato separatamente.

Pertanto, la progettazione di una nuova fornace dovrebbe essere considerata anche in fase di progettazione.È possibile utilizzare un forno esistente, ma dovrà essere parzialmente smontato per montare lo scambiatore di calore all'interno.

Per ottenere 9 kW di calore, è necessario uno scambiatore di calore con una superficie di circa un metro quadrato. Maggiore è l'area riscaldata, maggiori dovrebbero essere le dimensioni dello scambiatore di calore.

Se si suppone di riscaldare la stanza con l'aiuto di una caldaia, allora tutto è un po 'più semplice: è necessario acquistarlo e installarlo. Di solito per il riscaldamento a vapore in casa si consiglia di prendere un modello di tubo dell'acqua della caldaia, come il più efficace.

Sebbene i modelli con tubo di fumo, riempiti di fumo o combinati con tubo di fumo possano anche essere un'opzione perfettamente accettabile.

A volte per l'organizzazione dell'uso del riscaldamento a vapore caldaia fatta in casain cui viene bruciato l'olio usato. Ma questa opzione è considerata adatta per l'uso in locali tecnici, ad esempio in un garage. Per un edificio residenziale, questa opzione non è troppo buona.

Montaggio sulla base di una stufa a legna

Se il progetto viene elaborato, è tempo di fare scorta dei materiali e degli strumenti giusti. Calcola il numero richiesto di elementi di sistema consentirà un progetto precedentemente compilato.

Tutti i giri, i collegamenti, i T, i luoghi di installazione del radiatore, ecc. Devono essere contrassegnati su di esso. Inoltre, è necessario acquistare fascette stringitubo e staffe su cui verranno installati i radiatori.

La caldaia del sistema di riscaldamento a vapore, disposta sulla base di una stufa a legna, è installata direttamente al suo interno. Le linee del vapore e della condensa sono collegate alla caldaia

Anche la lunghezza dei tubi viene calcolata secondo lo schema. Per ridurre la pressione del vapore nel sistema, se necessario, è necessaria una valvola di riduzione della pressione. È necessario un otturatore idraulico per consentire il completo svuotamento del sistema per pulizia, manutenzione o riparazione.

Prima di ogni radiatore, si consiglia di installare una valvola di intercettazione, che la spegne per riparazione, lavaggio o sostituzione. Installato anche su radiatori Gru Mayevskyper soffiare aria nel sistema. Sebbene il vapore sia una sostanza gassosa e non liquida, la presenza di aria nel sistema può influire negativamente sulla sua efficacia.

Affinché il processo di condensazione si verifichi esattamente nei radiatori e non nell'azionamento o nel montante, si consiglia di installare un raccordo a T con un tappo all'uscita attraverso il quale passerà solo acqua. Se si prevede di installare un sistema a circolazione forzata, sarà necessaria una pompa di circolazione. Inoltre, è necessario un contenitore per raccogliere l'umidità condensata.

I sistemi a gravità non necessitano di tali dispositivi. Ma il tubo, attraverso il quale l'acqua viene diretta allo scambiatore di calore, dovrebbe essere abbastanza largo da fornire un rapido movimento del liquido per un ulteriore riscaldamento.

L'assenza di una valvola di riduzione della pressione nel sistema di riscaldamento a vapore, il cui dispositivo è mostrato nel diagramma, può portare a gravi danni dovuti a sovrapressione

Oltre al solito strumento di installazione, avrai sicuramente bisogno di una saldatrice per giunti per tubi di rame. Le strutture in acciaio zincato di solito hanno connessioni filettate che devono essere accuratamente sigillate. Se si prevede di installare il riscaldamento a vapore dal forno, sarà necessario iniziare con la produzione di uno scambiatore di calore.

Uno scambiatore di calore con riscaldamento a vapore incorporato in una stufa a legna è costituito da un sistema di tubi metallici cavi attraverso i quali circola l'acqua. L'elemento può avere una forma arbitraria corrispondente alla dimensione e alla forma della fornace

È cucinato da tubi metallici di spessore 2,5-3 mm o anche leggermente più spesso. Lo scambiatore di calore può essere realizzato sia sotto forma di una bobina, sia in qualsiasi altra forma. La cosa principale è che il dispositivo si inserisce all'interno stufa a legnae anche in modo che la sua superficie sia abbastanza grande da riscaldare l'acqua e generare vapore.

La qualità di saldatura dello scambiatore di calore dovrebbe essere, senza esagerare, l'ideale.Anche le caverne microscopiche nelle cuciture sono inaccettabili, poiché il dispositivo sarà esposto ad alta pressione dal vapore caldo. Dopo che lo scambiatore di calore è pronto per l'installazione, è necessario controllare ogni saldatura.

Per fare questo, prima tutte le cuciture sono imbrattate di gesso bianco. Successivamente, una delle aperture dello scambiatore di calore viene chiusa e il cherosene viene versato nel secondo fino a quando il dispositivo non viene riempito verso l'alto. Ora devi aspettare un po ', quindi valutare le condizioni delle articolazioni. Se ci sono crepe, il cherosene colerà attraverso di esse e in tali punti il ​​gesso si oscurerà.

I difetti identificati vengono corretti, quindi il test viene ripetuto per verificare l'integrità del dispositivo. Ora dovrebbe essere lavato e quindi iniziare a posare la stufa a legna. Lo scambiatore di calore è integrato nel focolare in modo affidabile e i tubi vengono aggiunti al suo ingresso e uscita, che vengono quindi utilizzati per collegare lo scambiatore di calore al sistema di riscaldamento della casa.

La posa della fornace è completata nel solito modo per tali strutture. Quindi i tubi e i radiatori del sistema di riscaldamento sono installati secondo il progetto elaborato in precedenza. Innanzitutto, i radiatori vengono installati utilizzando staffe che assorbono il rumore dall'operazione di riscaldamento a vapore.

I rubinetti Mayevsky sono installati su ciascun radiatore in modo che l'aria possa essere rilasciata. Sarà necessario un rubinetto in più rispetto ai termosifoni, poiché è necessario installare un rubinetto comune all'inizio del sistema. Una valvola di riduzione della pressione e un'unità di riduzione e raffreddamento sono anch'esse poste davanti a questo rubinetto.

Alla fine, se previsto dal progetto, installare un'unità per il liquido di raffreddamento e pompa di circolazione. Per i sistemi progettati con circolazione naturale anziché forzata, non sono necessari un serbatoio e una pompa. Ma il tubo che porta allo scambiatore di calore deve avere una leggera pendenza di circa 3 mm al metro.

Le caldaie moderne per il riscaldamento a vapore in casa sono dispositivi affidabili che funzionano su vari combustibili e dotate di sistemi di controllo automatizzati

I sistemi con una caldaia a vapore sono montati all'incirca allo stesso modo: secondo il design e adattati alle caratteristiche dell'attrezzatura. Ad esempio, molto probabilmente non sono necessari una valvola di riduzione della pressione e un dispositivo di raffreddamento, poiché un sistema di controllo della pressione del vapore e della temperatura è già integrato nella caldaia.

Alcuni consigli utili

Quando si installa un sistema di riscaldamento a vapore, è necessario ricordare che tutti i suoi elementi devono resistere a temperature elevate, superiori a 100 gradi. Ad esempio, un espansore a membrana convenzionale come capacità di riserva in caso di aumento del volume del liquido di raffreddamento non funzionerà, poiché il suo massimo è di 85 gradi.

Il camino della fornace, in cui è incorporato lo scambiatore di calore, sarà più contaminato più velocemente di una stufa convenzionale. pertanto spazzacamino è necessario pianificare ed eseguire più spesso.

Un forno con uno scambiatore di calore può anche essere usato per cucinare, se lo si desidera, ma questo non è molto conveniente. In estate, quando non è necessario il riscaldamento, questa stufa non può essere accesa. Dovrà cercare un'alternativa. È più facile se c'è una comoda stufa separata per la cucina della casa.

Come progettare e assemblare un sistema di riscaldamento a vapore con le proprie mani è descritto in dettaglio. in questo articoloconsigliato da noi per la lettura.

Conclusioni e video utili sull'argomento

In questo video è presentata l'esperienza pratica sulla conversione di una stufa a legna in una caldaia per riscaldamento a vapore:

La continuazione dell'installazione del riscaldamento a vapore si trova in questo file:

La differenza tra circolazione forzata e naturale negli impianti di riscaldamento è descritta in dettaglio qui:

Il riscaldamento a vapore non è l'opzione più semplice per implementare un sistema di riscaldamento autonomo. Ma con una progettazione e un'installazione adeguate con il vapore, puoi fornire alla tua casa la quantità necessaria di calore in modo efficiente e relativamente economico.

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