Como fazer você mesmo o aquecimento a vapor: dispositivo, regras e requisitos

Cada casa deve estar quente, caso contrário, viver nela será muito desconfortável, mesmo que seja muito espaçosa e bonita. Os proprietários resolvem o problema do aquecimento de diferentes maneiras, com base em suas próprias capacidades e condições climáticas.

Alguns equipam as casas com aquecimento a vapor: é bastante simples montar esse sistema com suas próprias mãos. Como fazer isso? Vamos tentar descobrir isso.

O princípio de operação do aquecimento a vapor

Muitos confundem o sistema de aquecimento a vapor e a água. De fato, na aparência eles são muito semelhantes. Nos dois casos, há sempre uma caldeira, canos e radiadores. Mas para o sistema de vapor, o vapor atua como um refrigerante, para a água - água.

Essa é a diferença fundamental entre os dois sistemas. A caldeira não aquece, mas evapora a água, o vapor resultante se move através de canos para radiadores.

Dentro deles, ocorre o resfriamento e a condensação do vapor. No processo de condensação, um quilograma de vapor libera mais de 2000 kJ de calor, enquanto o resfriamento a 50 ° C produz apenas 120 kJ.

É claro que a transferência de calor do vapor é muitas vezes maior, o que explica a alta eficiência desse tipo de aquecimento. O condensado formado no interior dos radiadores flui para a parte inferior das peças e flui por gravidade em direção à caldeira.

Pelo método de retorno do líquido de arrefecimento que se transformou em condensado, todos os tipos de sistemas de aquecimento a vapor são divididos em duas variedades:

• Fechado. Nesse caso, não há lacunas no circuito, e o condensado flui através dos tubos colocados em um determinado ângulo diretamente na caldeira para aquecimento subsequente.
• Aberto. O sistema se distingue pela presença de um tanque de armazenamento, onde entra a condensação dos radiadores. Deste tanque, ele é bombeado de volta para a caldeira usando uma bomba.

De acordo com os métodos de montagem e fiação dos tubos, os circuitos de aquecimento a vapor são divididos em tipos absolutamente semelhantes aos sistemas de água.

O princípio de operação do sistema de aquecimento a vapor é muito simples: o vapor recebido no gerador de vapor é usado como transportador de calor

De acordo com os parâmetros de pressão absoluta do sistema de aquecimento, o vapor é dividido em variedades de alta pressão com um índice excedente> 0,07 MPa; baixa pressão com excesso de pressão na faixa de 0,005-0,07 MPa; vácuo com pressão absoluta <0,1 MPa.

Se houver seções ou dispositivos nos circuitos de baixa pressão que se comunicam com a atmosfera, eles são classificados como abertos, se não fechados.

Os circuitos de aquecimento a vapor são construídos com base no princípio dos sistemas de água. O vapor sobe ao longo do riser, move-se pelas estradas para os aparelhos de aquecimento. Somente ao invés do retorno é coletado o condensado formado durante a transferência de energia térmica do vapor para o consumidor

Por que escolher o aquecimento a vapor?

É certo que os sistemas de aquecimento a vapor não podem ser considerados muito populares. Esse aquecimento é bastante raro. Consideramos detalhadamente suas vantagens e desvantagens.

O primeiro, sem dúvida, inclui:

• A eficiência do sistema de aquecimento. É tão alto que um pequeno número de radiadores é suficiente para aquecer as salas e, em alguns casos, você pode ficar sem eles: haverá tubos suficientes.
• Baixa inércia do sistema, devido à qual o circuito de aquecimento se aquece muito rapidamente. Apenas alguns minutos após o início da caldeira, os quartos começam a ficar quentes.
• As perdas de calor no sistema são praticamente ausentes, o que o torna muito econômico em comparação com outros.
• A possibilidade de uso raro, porque devido à pequena quantidade de água nos tubos, o sistema não descongela. Como opção, ele pode ser instalado em casas de campo, onde as pessoas vêm de tempos em tempos.

A principal vantagem do aquecimento a vapor é considerada a sua eficiência. Os custos iniciais de seu arranjo são bastante modestos; durante a operação, são necessários investimentos relativamente pequenos.

No entanto, mesmo com tantas vantagens, as desvantagens do sistema são muito significativas. Eles estão associados principalmente ao fato de o vapor de água ser usado como transportador de calor, cuja temperatura é muito alta.

Dentro do radiador de aquecimento a vapor, ocorre a condensação do vapor de água.Durante esse processo, uma grande quantidade de energia térmica é liberada, o que explica a alta eficiência do sistema.

Devido a isso, todos os elementos do sistema são aquecidos a 100 ° C e até mais. É claro que qualquer contato acidental com eles causará uma queimadura. Portanto, todos os radiadores, tubos e outros detalhes estruturais devem ser fechados. Especialmente se houver crianças em casa.

A alta temperatura de radiadores e tubulações provoca circulação ativa de ar na sala, o que é bastante desconfortável e às vezes perigoso, por exemplo, com uma reação alérgica ao pó.

Ao usar o aquecimento a vapor, o ar nos quartos fica muito seco. Tubos quentes e radiadores secam. Isso requer uso adicional. umidificadores.

Nem todos os materiais de acabamento que decoram ambientes aquecidos dessa maneira podem suportar a proximidade de radiadores e tubos incandescentes. Portanto, sua escolha é muito limitada.

A opção mais aceitável neste caso é o gesso de cimento pintado com tinta resistente ao calor. Tudo o resto está em questão. O aquecimento a vapor tem mais uma desvantagem que afeta o conforto das pessoas que moram na casa: o ruído produzido pelo vapor que passa pelos canos.

As desvantagens mais significativas incluem pouca capacidade de ajuste do sistema. A transferência de calor da estrutura dificilmente pode ser controlada, o que leva ao superaquecimento das instalações.

O aquecimento a vapor é um sistema potencialmente perigoso, portanto, a escolha do equipamento deve ser tratada com muita responsabilidade. Tubos para o sistema devem ser apenas de metal

Existem soluções. A primeira é a instalação da automação, que liga a caldeira quando as salas esfriarem. Nesse caso, morar na casa será bastante desconfortável com a constante flutuação de temperatura.

Um método mais “suave”, mas demorado, está organizando várias ramificações paralelas que precisarão ser colocadas em operação conforme necessário.

A principal desvantagem do aquecimento a vapor, por causa da qual não é muito utilizado, é o aumento do risco de emergência. Você precisa entender que, se ocorrer uma rajada de vento de um cano ou radiador, o vapor quente baterá sob pressão, o que é extremamente perigoso.

É por isso que agora esses sistemas são proibidos em edifícios com vários apartamentos e são menos utilizados na fabricação. Em casas particulares, eles podem ser equipados sob a responsabilidade pessoal do proprietário.

Os principais elementos do sistema de vapor

O sistema de vapor inclui vários elementos essenciais. Vamos considerar cada um deles com mais detalhes.

Caldeira a vapor - o coração do sistema

A principal função do aquecedor é converter a água em vapor, que posteriormente entra na tubulação. Os principais elementos estruturais do dispositivo são coletores, tambor e tubulações.

Além disso, há um recipiente com água, chamado espaço hídrico. Acima dele, durante a operação do dispositivo, forma-se espaço de vapor. Eles são separados pelo chamado espelho de evaporação.

A figura mostra esquematicamente uma das variedades de uma caldeira a vapor doméstica

Dentro do espaço de vapor pode ser instalado equipamento adicional projetado para a separação de vapor. A operação da caldeira é baseada no princípio da troca de calor de gases de combustão, água e vapor.

Existem duas variedades de dispositivos de aquecimento a vapor: tubo de incêndio e tubo de água. No primeiro caso, os gases aquecidos se movem dentro da tubulação colocada dentro do tanque com água.

Eles emitem calor para o líquido, que atinge um estado de ebulição. As espécies de canos de água funcionam de maneira um pouco diferente. Aqui, através dos tubos colocados dentro da câmara com gases de combustão, a água se move. Ela aquece e ferve.

Água e vapor dentro da caldeira podem se mover à força ou naturalmente. No primeiro caso, a bomba é incluída no projeto, no segundo - é usada a diferença nas densidades de água e vapor.

Em todas as variedades de caldeiras a vapor, é utilizado aproximadamente o mesmo princípio de conversão de água em vapor:

1. O líquido preparado é fornecido ao tanque localizado na parte superior da caldeira.
2. A partir daqui, a água flui pelos canos para o coletor.
3. O fluido do reservatório sobe para o tambor superior, passando pela zona de aquecimento.
4. Dentro do tubo com água, como resultado do aquecimento, forma-se vapor, que sobe.
5. O vapor, se necessário, é passado através de um separador, onde é separado da água. Após o que ele entra na linha de vapor.

Uma caldeira a vapor pode usar uma grande variedade de combustíveis. Dependendo disso, certas alterações são feitas no seu design. Eles tocam a câmara de combustão. Para combustível sólido, é instalada uma grelha, na qual são colocados carvão, lenha etc.

Para combustíveis líquidos e gasosos, são utilizados queimadores especiais. Também existem opções práticas combinadas.

Entre os mestres domésticos, o arranjo de aquecimento a vapor usando um fogão é especialmente popular. A foto mostra uma das possíveis modificações no forno

Dependendo da área aquecida, a energia da caldeira é selecionada.

Isso pode ser feito com base em valores médios:

• 25 kW para edifícios de até 200 m². m;
• 30 kW para residências que variam de 200 a 300 metros quadrados. m;
• 35-60 kW para edifícios de 300 a 600 metros quadrados. m

Se você precisar de dados mais precisos, use o método de cálculo padrão, onde a cada 10 metros quadrados. medidores representavam 1 kW de potência do equipamento. Não esqueça que a fórmula é usada para casas com pé direito de 2,7 m ou menos.

Para edifícios mais altos, você precisa ter mais energia. Ao escolher uma caldeira, atenção especial deve ser dada à sua certificação. Qualquer sistema de aquecimento a vapor é potencialmente perigoso, portanto, o equipamento de teste é obrigatório.

Tubos e radiadores

A temperatura do líquido de arrefecimento nos sistemas de vapor varia de 100 a 130 ° C, muito mais alta que nos sistemas líquidos, onde é de 70 a 90 ° C. Portanto, o uso de equipamentos similares para equipar sistemas é fortemente desencorajado.

Antes de mais, trata-se de tubos de metal-plástico e polipropileno. As temperaturas máximas de operação para esses materiais variam entre 90-100 ° C, portanto, seu uso é estritamente proibido.

Uma opção ideal para organizar um sistema de aquecimento a vapor são os tubos de cobre. Eles não estão sujeitos à corrosão, suportam altas temperaturas, mas são muito caros.

Para tubulações de sistemas de vapor, três tipos de tubulações são geralmente usados. A opção mais barata é o aço. Eles suportam facilmente temperaturas de 130 ° C, o que é mais do que suficiente, e diferem em força suficiente.

No entanto, o condensado formado no interior das peças destrói rapidamente os tubos, já que o aço é suscetível à corrosão, e a atmosfera agressiva formada pelo vapor apenas reforça essa desvantagem.

Outra desvantagem dos elementos de aço é a necessidade de união por soldagem, o que leva muito tempo e esforço. Tubos de aço galvanizado são muito mais resistentes à corrosão. Eles também suportam altas temperaturas.

O método encadeado geralmente é usado para conectá-los, o que simplifica bastante o processo. A principal desvantagem dos tubos galvanizados é o seu alto custo.

Opção ideal considerada tubos de cobre. O material suporta altas temperaturas, é suficientemente dúctil e, no entanto, durável, não suscetível à corrosão. A solda é usada para conectar peças de cobre.

Os oleodutos de cobre são muito duráveis ​​e fortes, mas seu custo é muito alto. Assim, a opção mais aceitável em termos de qualidade e preço são os tubos de aço com revestimento anticorrosivo ou galvanizados.

A melhor opção para aquecimento a vapor são os radiadores de ferro fundido. Eles podem suportar cargas severas devido à presença de vapor quente dentro das baterias.

Os radiadores para sistemas de vapor são selecionados de acordo com o princípio da força. É importante que suportem altas temperaturas e sejam resistentes à corrosão. Com base nisso, o maciço pode ser considerado a melhor opção. baterias de ferro fundidoo pior - painel de aço.

Dada a alta eficiência do sistema, em alguns casos o uso de tubos de aço com aletas é bastante aceitável.

Unidade de Instrumentação

O sistema de aquecimento a vapor é caracterizado por um maior risco de emergência, portanto, a presença de dispositivos de monitoramento é obrigatória. A pressão no sistema é monitorada, se necessário, normaliza. Para esses fins, geralmente é usada uma caixa de velocidades.

O dispositivo está equipado com uma válvula através da qual o excesso de vapor é removido do sistema. Para instalações poderosas, talvez você não precise de uma, mas de várias válvulas.

Variedades de sistema de aquecimento

Na prática, você pode encontrar um número bastante grande de variações do aquecimento a vapor. Pelo número de tubulações, as variedades de sistemas de vapor de um e dois tubos são diferenciadas. No primeiro caso, o vapor se move continuamente através do tubo.

Na primeira parte de sua jornada, ele desiste do calor das baterias e gradualmente se torna líquido. Então ele se move como condensado. Para que não haja obstáculos ao líquido de refrigeração, o diâmetro do tubo deve ser grande o suficiente.

Acontece que o vapor não se condensa parcialmente e entra na linha de condensado. Para evitar sua penetração no ramo destinado à drenagem de condensados, recomenda-se a instalação de purgadores de vapor após cada radiador ou grupo de dispositivos de aquecimento

Uma desvantagem significativa do sistema de tubo único é a diferença no aquecimento dos radiadores. Aqueles localizados mais perto da caldeira são mais aquecidos. Os próximos são menores. Mas essa diferença será perceptível apenas em grandes edifícios. Em sistemas de tubulação dupla o vapor se move através de um tubo, o condensado flui através de outro. Assim, é possível igualar a temperatura em todos os radiadores.

Mas, ao mesmo tempo, o consumo de tubos aumenta significativamente. Como a água, o aquecimento a vapor pode ser de circuito único ou duplo. No primeiro caso, o sistema é usado apenas para aquecimento de salas, no segundo - também para aquecimento de água para fins domésticos. A distribuição do aquecimento também é diferente.

Três opções são praticadas:

• Top com fio. A linha principal de vapor é colocada acima dos dispositivos de aquecimento, dos quais caem tubos para os radiadores. Ainda mais baixo, uma linha de condensado é colocada no próprio piso. O sistema é o mais estável e mais fácil de implementar.
• Com fiação inferior. A linha está localizada abaixo dos aparelhos de aquecimento a vapor. Como resultado, o vapor se move no mesmo tubo, que deve ser ligeiramente maior que o diâmetro usual, em uma direção e condensar na direção oposta. Isso provoca golpe de aríete e despressurização da estrutura.
• Com fiação mista. O tubo de vapor é montado um pouco acima do nível dos radiadores. Tudo o resto é o mesmo que em um sistema com fio superior, graças ao qual é possível preservar todas as suas vantagens. A principal desvantagem é o alto risco de lesões devido ao fácil acesso a tubos quentes.

Ao organizar o circuito com coerção natural, deve-se lembrar que o tubo de vapor é montado com uma ligeira inclinação na direção do movimento do vapor, e o tubo de condensação é condensado.

A inclinação deve ser de 0,01 a 0,005, ou seja, para cada metro linear de um ramo horizontal deve haver 1,0 - 0,5 cm de um viés. A posição inclinada dos dutos de vapor e condensado eliminará o ruído do vapor que passa pelos tubos e fornecerá a drenagem livre de condensado.

Os sistemas de aquecimento a vapor são construídos de acordo com um esquema de um e dois tubos. Entre os de tubo único, prevalecem variantes com conexão horizontal a dispositivos de aquecimento. No caso de um circuito com uma conexão vertical de dispositivos, é melhor escolher uma versão de dois tubos

De acordo com o nível de pressão interna do sistema, são distinguidas duas variedades principais:

• Vácuo A estanqueidade completa do sistema é assumida, dentro da qual uma bomba especial é criada, criando um vácuo. Como resultado, o vapor condensa em temperaturas mais baixas, o que torna esse sistema relativamente seguro.
• Atmosférico. A pressão dentro do circuito é várias vezes maior que a atmosférica. Em caso de acidente, isso é extremamente perigoso. Além disso, os radiadores que operam nesse sistema são aquecidos a temperaturas muito altas.

Existem muitas opções para organizar o aquecimento a vapor, para que todos possam escolher a melhor opção para sua casa, levando em consideração todos os recursos do edifício.

A figura mostra um sistema de aquecimento a vapor em circuito aberto

Como equipar uma sala de aquecimento?

Uma caldeira a vapor operando com qualquer combustível deve ser instalada apenas em uma sala especialmente equipada para isso.

Os padrões desenvolvidos para aparelhos a vapor padrão com uma pressão de até 0,07 MPa, gerando vapor a uma temperatura de 120-130 ° C, fornecem vários requisitos para essas salas de caldeiras:

• a distância das paredes ao aquecedor não pode ser inferior a 100 cm;
• a altura da sala deve ser de pelo menos 220 cm;
• resistência mínima ao fogo de portas - 30 minutos, paredes - 75 minutos;
• a presença de ventilação de qualidade;
• a presença de portas e janelas voltadas para a rua.

É melhor equipar uma sala de aquecimento quarto separadomas o bloqueio de uma sala adequada também é permitido. No interior, deve ser finalizado com materiais não combustíveis. As telhas cerâmicas são mais adequadas para esses fins.

As paredes da sala da caldeira devem ser revestidas com materiais incombustíveis, como azulejos.

Preparando a instalação de um sistema de vapor

Para fazer adequadamente o aquecimento a vapor, você precisa começar com a preparação do projeto. Seu desenvolvimento é uma tarefa difícil, que é melhor resolvida por especialistas. No projeto finalizado, muitos pontos devem ser levados em consideração.

Em primeiro lugar, é realizado o cálculo das cargas térmicas em cada uma das instalações e no edifício como um todo. Uma fonte de vapor é selecionada e o mecanismo e o grau de automação do sistema são determinados.

Além disso, o consumo de vapor é necessariamente determinado, com base nisso, o equipamento e o esquema para seu uso são selecionados. Depois que o projeto estiver pronto, você poderá começar a elaborar um plano de instalação.

Para sua implementação, será necessário um plano de construção, no qual as localizações dos equipamentos são aplicadas. Eles geralmente começam com uma caldeira. Sua localização é determinada. Se o sistema tiver circulação natural, a caldeira deve estar abaixo do nível da bateria.

Nesse caso, geralmente é baixado para o porão ou o porão, para que o condensado possa drenar para o dispositivo por conta própria. Em seguida, o layout de todo o sistema de aquecimento é aplicado à planta da casa. Além disso, todo o equipamento necessário é anotado.

Os especialistas aconselham realizar esta operação diretamente "no local", estando na sala onde o equipamento estará localizado. Esta é a única maneira de perceber e levar em consideração todas as saliências e obstáculos que precisarão ser contornados.

Antes de iniciar a instalação, é necessariamente realizado um plano do futuro sistema, no qual estão marcados todos os equipamentos e pontos de fixação dos radiadores

Todas as transições e ângulos são necessariamente marcados no diagrama. Depois de concluído, você pode prosseguir com o cálculo da quantidade de material necessário para sua implementação. Mais uma vez, vale a pena prestar atenção à importância da escolha certa do equipamento.

O sistema de vapor é potencialmente perigoso acidentalmente, portanto você não deve economizar em materiais e dispositivos. Tudo deve ser de alta qualidade e certificado, caso contrário, problemas sérios não podem ser evitados.

Tecnologia de instalação de aquecimento a vapor

Comece a trabalhar com a instalação de uma caldeira de aquecimento. É montado em uma sala preparada sobre uma base de concreto. Em alguns casos, uma pequena base separada é preparada para o equipamento.

O dispositivo é instalado na base estritamente horizontal, a correção é verificada pelo nível do edifício. Erros notados são eliminados imediatamente.

A caldeira colocada na base está conectada ao sistema de exaustão. A conexão deve ser forte e completamente estanque.

A próxima etapa é a suspensão dos radiadores. Para fazer isso, nos locais indicados no diagrama de instalação, ganchos especiais são presos na parede, na qual as baterias estão montadas. Se se destina a usar tubos aletados, eles são fixos.

Tubos aletados podem ser usados ​​em sistemas de aquecimento a vapor em vez de radiadores. Os altos parâmetros de transferência de calor do sistema serão significativamente aprimorados devido ao aumento da área da superfície condutora de calor

A força dos emissores de calor é verificada. Em seguida, você pode começar a equipar o tanque de expansão. É fixado no ponto mais alto a uma pequena distância da caldeira; é melhor manter essa distância o menor possível.

Agora você pode instalar um grupo de dispositivos de controle. Eles são montados na saída da caldeira. No mínimo, um manômetro e uma válvula de alívio devem estar localizados aqui.

Todo o equipamento instalado é interconectado por tubos. O método de conexão depende do material do qual eles são feitos. De qualquer forma, a correção e a confiabilidade das conexões feitas devem ser cuidadosamente verificadas.

Para sistemas abertos, um tanque de coleta de condensado é instalado no final da linha e uma bomba é montada. O tubo que vai dele para o aparelho de aquecimento deve ter um diâmetro menor que os outros tubos.

A caldeira a vapor está conectada ao circuito de aquecimento. Ao mesmo tempo, todas as válvulas e filtros de corte necessários devem ser instalados, o que atrasará grandes partículas de sujeira que podem estar contidas na água.

Se o equipamento funcionar com gás, a linha de combustível está conectada. Mangueiras flexíveis não são permitidas neste caso - apenas delineador rígido.

Todas as conexões são feitas exatamente de acordo com os regulamentos, a fim de evitar subseqüentemente uma emergência

Em seguida, você pode realizar uma execução de teste. Para isso, é derramada água no circuito, após o qual o equipamento é colocado em operação. Primeiro, na temperatura operacional mínima, aumenta gradualmente, enquanto monitora a operação e a integridade corretas do sistema.

Se forem identificadas as menores falhas, o equipamento é parado e todas as falhas de operação são eliminadas.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Como converter um fogão em uma caldeira a vapor:

O princípio de operação de uma caldeira a vapor:

Aquecimento a vapor caseiro:

O aquecimento a vapor é uma maneira muito simples e econômica de aquecer uma casa. Muitos são atraídos por sua perda de calor mínima, alta eficiência e baixa manutenção.

No entanto, deve-se lembrar que o aquecimento a vapor é potencialmente perigoso e, nesse caso, uma emergência pode levar a ferimentos graves. Portanto, é necessário levar a sério o cálculo e o arranjo.

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