Kako narediti parno ogrevanje z lastnimi rokami: naprava, pravila in zahteve

Vsak dom mora biti topel, sicer bo bivanje v njem zelo neudobno, tudi če je zelo prostoren in lep. Lastniki rešujejo problem ogrevanja na različne načine, glede na svoje zmožnosti in podnebne razmere.

Nekateri v domovih uredijo parno ogrevanje: sestaviti tak sistem z lastnimi rokami je dokaj preprosto. Kako to storiti? Poskusimo razumeti.

Načelo delovanja parnega ogrevanja

Mnogi zamenjujejo sistem parnega in vodnega ogrevanja. Resda sta si po videzu zelo podobna. V obeh primerih so obvezno prisotni kotel, cevi in radiatorji. Toda pri parnem sistemu je nosilec toplote para, pri vodnem pa voda.

To je bistvena razlika med obema sistemoma. Kotel ne segreva, ampak izpareva vodo, nastala para pa se po ceveh premika do radiatorjev.

V njih poteka ohlajanje in kondenzacija pare. V procesu kondenzacije kilogram pare sprosti več kot 2000 kJ toplote, medtem ko voda, ki se ohladi za 50 °C, da le 120 kJ.

Jasno je, da je toplotna oddaja pare večkrat večja, kar pojasnjuje visoko učinkovitost tovrstnega ogrevanja. Kondenzat, ki nastaja znotraj radiatorjev, odteka v spodnji del delov in se po težnosti pomika proti kotlu.

Glede na način vračanja v kondenzat spremenjenega toplotnega nosilca se vse vrste parnih ogrevalnih sistemov delijo na dve vrsti:

• Zaprta. V tem primeru v konturu ni prekinitev in kondenzat po ceveh, položenih pod določenim kotom, odteka neposredno v kotel za nadaljnje segrevanje.
• Odprta. Sistem se razlikuje po prisotnosti zbiralnega rezervoarja, v katerega pride kondenzat iz radiatorjev. Iz tega rezervoarja se s pomočjo črpalke črpa nazaj v kotel.

Glede na načine sestavljanja in razvoda cevi se parni ogrevalni krogi delijo na vrste, ki so popolnoma analogne vodnim sistemom.

Načelo delovanja sistema parnega ogrevanja je zelo preprosto: kot toplotni nosilec se uporablja para, pridobljena v parnem generatorju.

Glede na parametre absolutnega tlaka so sistemi parnega ogrevanja razdeljeni na vrste: visokotlačni s prekomernim tlakom >0,07 MPa; nizkotlačni s prekomernim tlakom v območju 0,005–0,07 MPa; vakuumski z absolutnim tlakom <0,1 MPa.

Če so v nizkotlačnih krogih odseki ali naprave, ki so v stiku z ozračjem, jih uvrščamo v kategorijo odprtih, če ne – zaprtih.

Parni ogrevalni krogi se gradijo po principu vodnih sistemov. Para se dviga po dvižnem vodu, se premika po glavnih vodih do ogrevalnih naprav. Le namesto povratnega voda se zbira kondenzat, ki nastane pri prenosu toplotne energije pare na porabnika.

Zakaj izbrati ogrevanje s paro?

Treba je priznati, da sistemov ogrevanja s paro ni mogoče uvrstiti med zelo priljubljene. Takšno ogrevanje je prej redkost. Podrobno si oglejmo njegove prednosti in slabosti.

Med prve nedvomno spadajo:

• Učinkovitost ogrevalnega sistema. Ta je tako visoka, da bo za ogrevanje prostorov zadostovalo majhno število radiatorjev, v nekaterih primerih pa lahko tudi brez njih: cevi bodo zadostovale.
• Majhna vztrajnost sistema, zaradi česar se ogrevalni krog zelo hitro segreje. Dobesedno nekaj minut po zagonu kotla se v prostorih začne čutiti toplota.
• Toplotne izgube v sistemu praktično niso prisotne, zaradi česar je ta v primerjavi z drugimi zelo ekonomičen.
• Možnost redke uporabe, ker zaradi majhne količine vode v ceveh sistem ne zmrzne. Kot možnost se lahko namesti v počitniške hišice, kamor prihajajo občasno.

Glavna prednost parnega ogrevanja je njegova ekonomičnost. Začetni stroški za njegovo ureditev so precej skromni, med obratovanjem zahteva relativno majhna vlaganja.

Vendar so kljub tolikšnemu številu prednosti pomanjkljivosti sistema zelo pomembne. Povezane so predvsem s tem, da se kot toplotni nosilec uporablja vodna para, katere temperatura je zelo visoka.

V notranjosti radiatorja parnega ogrevanja poteka kondenzacija vodne pare. Med tem procesom se sprosti velika količina toplotne energije, kar pojasnjuje visoko učinkovitost sistema.

Zahvaljujoč temu se vsi elementi sistema segrejejo do 100 °C in celo višje. Jasno je, da bo vsak naključen dotik povzročil opeklino. Zato morajo biti vsi radiatorji, cevi in drugi deli konstrukcije obvezno zaprti. Še posebej, če so v hiši otroci.

Visoka temperatura radiatorjev in cevi povzroča aktivno kroženje zraka v prostoru, kar je precej neudobno, včasih pa tudi nevarno, na primer pri alergijski reakciji na prah.

Pri uporabi parnega ogrevanja postane zrak v prostorih preveč suh. Sušijo ga vroče cevi in radiatorji. To zahteva dodatno uporabo vlažilnikov.

Nikakor niso vsi zaključni materiali, s katerimi so okrašeni tako ogrevani prostori, kos soseščini z razbeljenimi radiatorji in cevmi. Zato je njihova izbira zelo omejena.

Najbolj sprejemljiva možnost v tem primeru je cementni omet, pobarvan s toplotno odporno barvo. Vse ostalo je pod vprašajem. Parno ogrevanje ima še eno pomanjkljivost, ki vpliva na udobje stanovalcev v hiši: hrup, ki ga povzroča para, ki potuje po ceveh.

K bolj pomembnim pomanjkljivostim lahko prištejemo slabo nastavljivost sistema. Oddajanje toplote konstrukcije skorajda ni mogoče nadzorovati, kar vodi v pregrevanje prostorov.

Parno ogrevanje spada med potencialno nevarske sisteme, zato je treba do izbire opreme pristopiti zelo odgovorno. Cevi za sistem morajo biti samo kovinske.

Rešitve obstajajo. Prva je namestitev avtomatike, ki bo vklopila kotel, ko se prostori ohladijo. V tem primeru bo stanovalcem v hiši precej neudobno zaradi nenehnega nihanja temperatur.

Bolj »nežen«, a delovno intenziven način je ureditev več vzporednih vej, ki jih bo treba zagnati po potrebi.

Glavna pomanjkljivost parnega ogrevanja, zaradi katere se le malo uporablja, je njegova povečana nevarnost nesreč. Treba je razumeti, da ob pretrganju cevi ali radiatorja pod tlakom bruha vroča para, kar je izjemno nevarno.

Prav zato so takšni sistemi danes prepovedani v večstanovanjskih stavbah in se redkeje uporabljajo v proizvodnji. V zasebnih hišah pa jih je mogoče urediti na lastno odgovornost lastnika.

Glavni elementi parnega sistema

V sestavo parnega sistema vstopa več obveznih elementov. Vsakega od njih si oglejmo podrobneje.

Parni kotel – srce sistema

Glavna funkcija ogrevalne naprave je pretvarjanje vode v paro, ki nato vstopa v cevovod. Glavni konstrukcijski elementi naprave so kolektorji, boben in cevovodi.

Poleg tega je prisotna posoda z vodo, ki jo imenujemo vodni prostor. Nad njo med delovanjem naprave nastaja parni prostor. Ločuje ju tako imenovano zrcalo izhlapevanja.

Na sliki je shematično prikazana ena od različic gospodinjskega parnega kotla

Znotraj parnega prostora je lahko nameščena dodatna oprema, namenjena separaciji pare. Osnova delovanja kotla je princip toplotne izmenjave dimnih plinov, vode in pare.

Ločimo dve vrsti parnih ogrevalnih naprav: ognjecevne in vodnocevne. V prvem primeru se znotraj cevovoda, položenega v posodo z vodo, premikajo segreti plini.

Te oddajajo toploto tekočini, ki doseže stanje vrenja. Vodnocevne različice delujejo nekoliko drugače. Tu po ceveh, položenih znotraj komore z dimnimi plini, teče voda. Segreje se in zavre.

Voda in para znotraj kotla se lahko premikata prisilno ali naravno. V prvem primeru je v konstrukcijo vključena črpalka, v drugem pa se uporablja razlika v gostoti vode in pare.

Pri vseh različicah parnih kotlov se uporablja približno enak princip pretvarjanja vode v paro:

1. Pripravljena tekočina se dovaja v rezervoar, ki se nahaja v zgornjem delu kotla.
2. Od tu voda po ceveh odteka v kolektor.
3. Tekočina iz kolektorja se dviga v zgornji boben, pri tem pa prehaja skozi območje segrevanja.
4. Znotraj cevi z vodo zaradi segrevanja nastaja para, ki se dviga navzgor.
5. Para se po potrebi preusmeri skozi separator, kjer se loči od vode. Nato vstopi v parovod.

Parni kotel lahko uporablja najrazličnejše vrste goriva. Glede na to se v njegovo konstrukcijo vnesejo določene spremembe. Nanašajo se na zgorevalno komoro. Za trdo gorivo se uredi rešetka, na katero se namestijo premog, drva in podobno.

Za tekoče in plinasto gorivo se uporabljajo posebni gorilniki. Obstajajo tudi praktične kombinirane različice.

Med domačimi mojstri je posebno priljubljena namestitev parnega ogrevanja z uporabo peči. Na fotografiji je prikazana ena od možnih možnosti predelave peči.

Glede na ogrevano površino se izbira moč kotla.

To lahko storite na podlagi povprečnih vrednosti:

• 25 kW za stavbe do 200 m²;
• 30 kW za hiše s površino od 200 do 300 m²;
• 35–60 kW za objekte od 300 do 600 m².

Če potrebujete natančnejše podatke, uporabite standardno metodo izračuna, kjer na vsakih 10 m² odpade 1 kW moči opreme. Ne pozabite, da se formula uporablja za hiše z višino stropa 2,7 m ali manj.

Za višje objekte je treba vzeti večjo moč. Pri izbiri kotla bodite posebno pozorni na njegovo certifikacijo. Vsak sistem parnega ogrevanja je potencialno nevaren, zato je testiranje opreme obvezno.

Cevi in radiatorji ogrevanja

Temperatura hladilne tekočine v parnih sistemih se giblje med 100 in 130 °C, kar je precej višje kot v tekočinskih, kjer znaša od 70 do 90 °C. Zato uporaba podobne opreme za namestitev sistemov odločno ni priporočljiva.

To zlasti velja za kovinsko-plastične in polipropilenske cevi. Najvišje delovne temperature za te materiale se gibljejo med 90 in 100 °C, zato je njihova uporaba strogo prepovedana.

Idealna možnost za namestitev sistema parnega ogrevanja so bakrene cevi. Niso podvržene koroziji, prenesejo visoke temperature, vendar so zelo drage.

Za glavne cevovode parnih sistemov se običajno uporabljajo tri vrste cevi. Najcenejša možnost so jeklene cevi. Te zlahka prenesejo temperaturo 130 °C, kar je več kot dovolj, in so dovolj trdne.

Vendar kondenzat, ki nastaja v notranjosti delov, precej hitro uničuje cevi, saj je jeklo podvrženo koroziji, agresivno okolje, ki ga ustvarja para, pa to pomanjkljivost le še povečuje.

Še ena pomanjkljivost jeklenih elementov je potreba po povezovanju z varjenjem, kar zahteva veliko truda in časa. Precej bolj odporne proti koroziji so cevi iz pocinkane jeklene pločevine. Prav tako dobro prenašajo visoke temperature.

Za njihovo povezovanje se običajno uporablja navojna metoda, kar postopek precej poenostavi. Glavna pomanjkljivost pocinkanih cevi je njihova visoka cena.

Idealna možnost so bakrene cevi. Material prenaša visoke temperature, je dovolj plastičen in obenem trden, ni podvržen koroziji. Za povezovanje bakrenih delov se uporablja spajkanje.

Bakreni cevovodi so zelo trajni in trpežni, vendar je njihova cena zelo visoka. Tako je najbolj sprejemljiva možnost glede na razmerje med kakovostjo in ceno jeklene cevi z antikorozijskim premazom ali pocinkane.

Najboljša izbira za parno ogrevanje – so litoželezni radiatorji. Ti lahko prenesejo resne obremenitve, ki jih povzroča prisotnost vroče pare v radiatorjih.

Radiatorji za parne sisteme se izbirajo po načelu trdnosti. Pomembno je, da prenesejo visoke temperature in so odporni proti koroziji. Na podlagi tega lahko za najboljšo možnost štejemo masivne litoželezne radiatorje, za najslabšo pa jeklene panelne radiatorje.

Glede na visoko učinkovitost sistema je v nekaterih primerih povsem dopustna uporaba rebrastih jeklenih cevi.

Blok krmilno-merilne opreme

Sistem parnega ogrevanja je značilen po povečani nevarnosti nesreč, zato je prisotnost nadzornih naprav obvezna. Spremlja se tlak v sistemu, po potrebi se normalizira. Za te namene se običajno uporablja reduktor.

Naprava je opremljena z ventilom, skozi katerega se odvečna para odstranjuje iz sistema. Za močnejše naprave bo morda potrebnih več takih ventilov.

Različice ogrevalnega sistema

V praksi lahko srečamo precej veliko število različic parnega ogrevanja. Glede na število cevi ločimo enocevne in dvocevne različice parnih sistemov. V prvem primeru se para po cevi premika neprekinjeno.

V prvem delu svoje poti oddaja toploto radiatorjem in postopoma prehaja v tekoče stanje. Nato se premika kot kondenzat. Da ne bi prišlo do ovir na poti toplotnega nosilca, mora biti premer cevi dovolj velik.

Včasih se para delno ne kondenzira in prodre v kondenzatni vod. Da bi preprečili njen prodor v vejo, namenjeno odvajanju kondenzata, priporočamo vgradnjo odvodnikov kondenzata za vsakim radiatorjem ali skupino ogrevalnih naprav.

Pomembna pomanjkljivost enocevnega sistema je razlika v segrevanju radiatorjev. Tisti, ki so bližje kotlu, se segrejejo bolj. Tisti, ki so dlje, pa manj. A ta razlika bo opazna le v velikih stavbah. V dvocevnih sistemih se para premika po eni cevi, kondenzat pa odhaja po drugi. Tako je mogoče doseči enako temperaturo v vseh radiatorjih.

Toda pri tem se znatno poveča poraba cevi. Tako kot vodno ogrevanje je tudi parno ogrevanje lahko eno- ali dvokrožno. V prvem primeru se sistem uporablja samo za ogrevanje prostorov, v drugem pa tudi za ogrevanje sanitarne vode. Razlikuje se tudi razvod ogrevanja.

Uporabljajo se tri možnosti:

• Z zgornjim razvodom. Glavni parovod je položen nad grelnimi telesi, od njega se spuščajo cevi do radiatorjev. Še nižje, tik ob tleh, je položen kondenzatovod. Sistem je najbolj stabilen in preprost za izvedbo.
• Z spodnjim razvodom. Glavna cev je nameščena pod grelnimi telesi parnega ogrevanja. Posledično po isti cevi, ki mora biti nekoliko večjega premera kot običajno, v eno smer teče para, v nasprotno pa kondenzat. To povzroča hidravlične udare in razpoko konstrukcije.
• Z mešanim razvodom. Cev parovoda je nameščena nekoliko nad nivojem radiatorjev. Vse ostalo – kot pri sistemu z zgornjim razvodom, s čimer se ohranijo vse njegove prednosti. Glavna pomanjkljivost je visoka nevarnost poškodb zaradi lahkega dostopa do razbeljenih cevi.

Pri urejanju sheme z naravnim kroženjem je treba upoštevati, da je parovod nameščen z rahlim naklonom v smeri gibanja pare, kondenzatovod pa v smeri kondenzata.

Naklon mora biti 0,01 – 0,005, kar pomeni, da mora na vsak linearni meter vodoravne veje biti 1,0 – 0,5 cm naklona. Poševen položaj parovoda in kondenzatovoda bo odpravil hrup zaradi pare v ceveh in omogočil prosto odtekanje kondenzata.

Parne ogrevalne sisteme gradijo po enocevni in dvocevni shemi. Med enocevnimi prevladujejo različice z vodoravno priključitvijo na grelna telesa. Pri gradnji kroga z navpično priključitvijo je bolje izbrati dvocevno različico.

Glede na notranji tlak ločimo dve osnovni vrsti:

• Vakuumske. Predpostavljena je popolna tesnost sistema, v katerem je nameščena posebna črpalka, ki ustvarja vakuum. Posledično para kondenzira pri nižjih temperaturah, zaradi česar je tak sistem razmeroma varen.
• Atmosferske. Tlak v krogu večkrat presega atmosferskega. V primeru nesreče je to izjemno nevarno. Poleg tega se radiatorji, ki delujejo v takem sistemu, segrejejo na zelo visoke temperature.

Možnosti ureditve parnega ogrevanja je veliko, zato lahko vsak izbere optimalno možnost za svoj dom ob upoštevanju vseh značilnosti stavbe.

Na sliki je prikazana shema odprtega sistema parnega ogrevanja

Kako urediti kotlovnico?

Parni kotel, ki deluje na katero koli gorivo, mora biti nameščen samo v posebej opremljenem prostoru.

Normativi, razviti za standardne parne naprave s tlakom do 0,07 MPa, ki proizvajajo paro s temperaturo 120-130 °C, predvidevajo vrsto zahtev za takšne kurilnice:

• razdalja od sten do grelne naprave ne sme biti manjša od 100 cm;
• višina prostora mora znašati najmanj 220 cm;
• minimalna stopnja požarne odpornosti vrat – 30 min, sten – 75 min;
• prisotnost kakovostnega prezračevanja;
• prisotnost vrat in oken, ki gledajo na ulico.

Kotlovnico je najbolje urediti v ločenem prostoru, dovoljena pa je tudi pregraditev ustrezne sobe. V njej je potrebno obložiti stene z negorljivimi materiali. Za te namene je najprimernejša keramična ploščica.

Stene v kotlovnici morajo biti obložene z negorljivimi materiali, na primer s keramičnimi ploščicami

Priprava na namestitev parnega sistema

Da bi pravilno izvedli parno ogrevanje, je treba začeti s pripravo projekta. Njegova izdelava je zahtevna naloga, ki jo najbolje prepustiti strokovnjakom. V končnem projektu je treba upoštevati številne vidike.

Najprej se izvede izračun toplotnih obremenitev za vsak prostor in za celotno stavbo. Izbran je vir pare, določen pa je tudi mehanizem in stopnja avtomatizacije sistema.

Poleg tega se določi poraba pare, na podlagi česar se izbere oprema in shema njene uporabe. Ko je projekt pripravljen, lahko začnete s pripravo načrta montaže.

Za njegovo izvedbo je potreben tloris stavbe, na katerega se vnesejo mesta namestitve opreme. Običajno začnemo s kotlom. Določi se njegova lokacija. Če ima sistem naravno cirkulacijo, mora biti kotel nameščen nižje od nivoja radiatorjev.

V tem primeru ga običajno spustijo v klet ali v pritličje, tako da lahko kondenzat sam odteka do naprave. Nato se na tloris hiše vnese razvod celotnega ogrevalnega sistema. Pri tem se označi vsa potrebna oprema.

Strokovnjaki svetujejo, naj to operacijo izvedete kar »na kraju samem«, v prostoru, kjer bo oprema nameščena. Le tako lahko opazite in upoštevate vse izbokline in ovire, ki se jim boste morali izogniti.

Pred začetkom montaže je obvezno izdelana shema načrta bodočega sistema, na kateri je označena vsa oprema in mesta pritrditve radiatorjev

Vsi prehodi in vogali so obvezno označeni na shemi. Ko je končana, lahko preidemo k izračunu količine potrebnega materiala za njeno izvedbo. Še enkrat je treba opozoriti na pomembnost pravilne izbire opreme.

Parni sistem je potencialno nevaren za nesreče, zato ne smemo varčevati pri materialih in napravah. Vse mora biti visoke kakovosti in certificirano, sicer se resnim težavam ne bomo izognili.

Tehnologija namestitve parnega ogrevanja

Delo se začne z namestitvijo ogrevalnega kotla. Nameščen je v vnaprej pripravljenem prostoru na betonsko podlago. V nekaterih primerih se za opremo pripravi ločen majhen temelj.

Naprava se namesti na podlago strogo vodoravno, pravilnost se preveri z gradbeno libelo. Opažene napake se takoj odpravijo.

Kotel, nameščen na podlago, se poveže s sistemom za odvod izpušnih plinov. Povezava mora biti trdna in popolnoma tesna.

Naslednji korak je obešanje radiatorjev. Za to se na mestih, označenih na montažni shemi, v steno zabijejo posebni kavlji, na katere se pritrdijo radiatorji. Če se predvideva uporaba rebrastih cevi, se te pritrdijo.

Rebraste cevi se lahko uporabljajo v sistemih parnega ogrevanja namesto radiatorjev. Visoki parametri toplotne oddaje sistema bodo znatno okrepljeni zaradi povečane površine, ki prevaja toploto.

Preveri se trdnost pritrditve toplotnih oddajnikov. Nato lahko nadaljujete z ureditvijo ekspanzijske posode. Ta se pritrdi na najvišji točki, na majhni razdalji od ogrevalnega kotla, najbolje, da je ta razdalja čim manjša.

Zdaj lahko namestite skupino krmilnih instrumentov. Namestijo se na izhodu iz kotla. Tukaj morata biti nameščena vsaj manometer in varnostni ventil.

Vsa nameščena oprema se med seboj poveže s cevmi. Način povezave je odvisen od materiala, iz katerega so izdelane. V vsakem primeru je treba skrbno preveriti pravilnost in zanesljivost izvedenih povezav.

Za odprte sisteme se na koncu glavnega voda namesti rezervoar za zbiranje kondenzata in montira črpalka. Cevni priključek, ki vodi od nje do ogrevalne naprave, mora imeti manjši premer kot ostale cevi.

Parni kotel se priključi na ogrevalni krog. Pri tem se obvezno namestijo vsi potrebni zaporni ventili in filtri, ki bodo lovili velike delce umazanije, ki se lahko nahajajo v vodi.

Če oprema deluje na plin, se izvede priključitev gorivnega voda. V tem primeru je uporaba gibkih cevi prepovedana – samo toga povezava.

Vse povezave se izvedejo natančno v skladu s predpisi, da se pozneje izognete nastanku izredne situacije.

Nato lahko izvedete poskusni zagon. V ta namen se v krog nalije voda, nato pa se oprema zažene. Najprej pri minimalni delovni temperaturi, nato pa se postopoma povečuje, pri tem pa spremljate pravilnost delovanja in celovitost sistema.

Ob odkritju najmanjših pomanjkljivosti se oprema ustavi in odpravijo vse nepravilnosti v njenem delovanju.

Zaključki in koristen video na to temo

Kako predelati peč v parni kotel:

Načelo delovanja parnega kotla:

Samogradno parno ogrevanje:

Parno ogrevanje – zelo preprost in ekonomičen način ogrevanja hiše. Mnoge privlačijo njegove minimalne toplotne izgube, visoka učinkovitost in nizki obratovalni stroški.

Vendar je treba zapomniti, da je parno ogrevanje potencialno nevarno in da lahko izredna situacija v tem primeru povzroči resne poškodbe. Zato je treba k njegovemu načrtovanju in ureditvi pristopiti z vso resnostjo.

Po branju gradiva so se pojavila vprašanja in bi želeli dobiti odgovore? Prosimo, pustite svoje komentarje v spodnjem bloku, delite svoje izkušnje z ureditvijo parnega ogrevanja in sodelujte v razpravi o temi.