Parno ogrevanje v zasebni hiši in na počitniški hiši na osnovi peči ali kotla

Učinkovito ogrevanje hiše – ena najpomembnejših nalog za vsakega lastnika hiše. Zanimiva možnost rešitve te naloge je lahko parni ogrevalni sistem, katerega načela delovanja in zasnova se razlikujejo od običajnih vodnih shem.

To ni najpreprostejša možnost, ki ima svoje prednosti in slabosti. Povedali vam bomo o pravilih napeljave in organizacije, posebnostih delovanja sistema s parnim nosilcem toplote. Izvedeli boste, kako urediti parno ogrevanje v zasebni hiši in kako ga pravilno uporabljati.

Načelo delovanja parnega sistema

Ko voda vre pri konstantnem tlaku, ohranja svojo temperaturo konstantno. Para, ki nastane pri takšnem vrenju, ima znatno količino toplotne energije. V trenutku kondenzacije, tj. pri pretvorbi pare v tekočino, se ta energija sprosti in prenese v okolico.

To načelo se uporablja pri delovanju parnih ogrevalnih sistemov. Voda zavre v kotlu, para se premika po ceveh do radiatorjev, tam kondenzira in oddaja toploto, s čimer ogreva zrak v prostoru.

Voda, pridobljena med kondenzacijo, nadaljuje gibanje po ceveh in se vrača v poseben zbiralnik, nato pa naravno ali prisilno, s pomočjo črpalke, pride do grelnika.

Odvisno od tlaka znotraj sistema parnega ogrevanja jih delimo na:

• vakuumsko-parni;
• nizek tlak;
• visokega tlaka.

V prvih je tlak manjši od 0,1 MPa, v drugih – še nižji – do 0,07 MPa, v tretjih pa večji od 0,07 MPa. Odprti sistemi nizkega tlaka imajo dostop do zraka iz ozračja, lahko pa so tudi zaprti, tj. popolnoma hermetični.

Ta shema prikazuje načela razvoda parnega ogrevanja. Ogrevalna naprava mora biti nameščena nižje od radiatorjev, kondenzatovodu pa je treba dati naklon.

V takih sistemih se običajno uporablja tako imenovana suha nasičena para, ki ne vsebuje suspendiranih delcev vode. Količina pare v sistemu vpliva na njegovo delovanje. Če je pare premalo, bo to povzročilo težave pri prostem odtekanju kondenzata, na dnu ogrevalne naprave pa se bo nabiral hladen zrak.

Zadostna količina pare izboljša proces odtoka kondenzata, ki je potisnjen k stenam in po njih teče v obliki tankega vodnega filma.

V zaprtih sistemih voda po kondenzaciji takoj vstopi v toplotni izmenjevalnik, vendar se pogosto uporabljajo odprti sistemi, v katerih se toplotni nosilec najprej zbere v zbiralniku, nato pa se s črpalko prečrpa v kotel za ogrevanje.

Kondenzat lahko popolnoma napolni cevi, po katerih se premika za ogrevanje, ali le delno. Slednja možnost je boljša, saj bodo cevi ob izklopu sistema ostale suhe.

Če se toplotni nosilec parnega ogrevanja po kondenzaciji premika neposredno v kotel za nadaljnje segrevanje, se sistem imenuje zaprt. Če se kondenzat najprej zbira v zbiralniku, od koder se s črpalko prečrpa v kotel, sistem spada v kategorijo odprtih sistemov.

Značilnosti sistemov nizkega tlaka

Pogosta različica takega sistema je zaprt, z uporabo gravitacijskega povratka kondenzata v kotel, ki cevi napolni nepopolno, pri čemer se uporablja zgornji razvod cevi.

Sistem najprej napolnimo z vodo do zahtevane ravni, nato pa se začne ogrevanje. Kondenzat teče po skupnem dvižnem vodu in ob dosegu določene ravni se iztisne v kotel.

V istem sistemu s spodnjim razvodom je priporočljivo namestiti cevi z rahlim naklonom v smeri premikanja pare, da bi zmanjšali hrupne učinke. Na mestu odvoda kondenzata se uredi zankast hidravlični zapornik, ki preprečuje prehod pare na kondenzacijski vod.

Hitrost pare v takih sistemih naj bo zmerna, ne več kot 0,14 m/s. V nasprotnem primeru bo para zajemala tudi delce vlage, ki so se nabrali na stenah. Posledično sistem deluje z velikim hrupom, poveča se tveganje za vodne udare.

Kombinirani razvod, tj. kombinacija zgornjega in spodnjega razvoda, se uporablja, če cevi položijo pod tlemi zgornjega ali srednjega nadstropja hiše. Prostor v ceveh, po katerih se voda vrača v kotel, bo v tem primeru zaprt s kondenzatom.

Če tlak v sistemu presega 0,02 MPa, ga je treba narediti odprtega. Zrak se odstranjuje skozi zbiralnik kondenzata, da pa para ne zapusti sistema, namestijo odvod kondenzata ali hidravlični zapornik. Vodo iz zbiralnika prečrpajo s črpalko v toplotni izmenjevalec, kar omogoča namestitev zbiralnika pod nivojem, na katerem je toplotni izmenjevalec.

Nosilec toplote za ogrevanje zasebne hiše s kotlovnico se segreva v toplotnem izmenjevalcu, ki se nahaja v kotlovnici. Ko doseže delovno temperaturo, para preide v kolektor, ki tok razdeli na dva kroga: za glavne prostore in za kotlovnico (+)

Ocena prednosti in pomanjkljivosti

Kaj je dobrega pri sistemu parnega ogrevanja? Razmeroma enostavno ga je narediti tudi na podlagi običajne peči na drva. To je še posebej pomembno na območjih, kjer ni centralizirane oskrbe s plinom, drva ali drugo trdo gorivo pa so zlahka dostopna.

Para kot nosilec toplote močno prekaša vodo. Hitrost segrevanja prostorov je pri njej trikrat večja. Poleg tega lahko parni ogrevalni sistem med zimskim mrazom le redko odpove zaradi pomanjkanja ogrevanja.

Če kurišče dogori, se voda iz sistema zbere v zbiralniku ali toplotnem izmenjevalcu, cevi in radiatorji pa ostanejo prazni. Pri vodnem ogrevanju zmrzovanje nosilca toplote, s katerim je napolnjen celoten krog, kot je znano, povzroči pokanje cevi.

Nazadnje, dimenzije radiatorjev parnega ogrevanja morajo biti bistveno manjše kot pri vodnih sistemih, ker se količina pridobljene toplotne energije večkrat poveča. To nekoliko zmanjša stroške namestitve ogrevalnega sistema hiše.

Okrasne rešetke za radiatorje parnega ogrevanja – to ni le element oblikovanja notranjosti, ampak tudi sredstvo za zaščito pred opeklinami

S tem se seznam prednosti parnega sistema zaključi in lahko preidemo na njegove pomanjkljivosti, ki so precej pomembne:

• visoka nevarnost opeklin;
• povečana raven hrupa med delovanjem;
• težave z nastavitvijo delovanja sistema;
• potreba po nakupu dragih cevi ipd.

Varnostni predpisi ne priporočajo parnega ogrevanja za bivalne prostore, saj predstavlja veliko nevarnost za zdravje in življenje ljudi v hiši.

Tako bo delovna temperatura radiatorjev zelo visoka, ob dotiku se lahko hudo opečete. Zato bo treba vse radiatorje zapreti z zanesljivimi okrasnimi rešetkami.

Običajne PVC cevi za tak sistem niso primerne, saj morajo prenesti visok tlak in temperaturo nad 100 stopinj. Enake zahteve veljajo tudi za druge elemente sistema. Cevi za parno ogrevanje morajo biti bakrene ali iz pocinkanega jekla.

Bakrene cevi – idealna, a nikakor poceni možnost cevovodov za sisteme parnega ogrevanja. Za spajanje teh cevi bo potreben varilni aparat.

V vsakem primeru tega vidika ne moremo imenovati poceni. Varnostnim vprašanjem je treba posvetiti največjo pozornost. Vsa montažna dela, na primer varjenje bakrenih cevi, bodo zahtevala najvišjo kakovost izvedbe. Če spoj popusti in iz odprtine udari curek pare, lahko kateri od stanovalcev dobi hude opekline.

Cevi iz nerjavečega jekla so sposobne prenesti obremenitve, značilne za sisteme parnega ogrevanja, kot so visoka temperatura in povišan tlak v sistemu.

Še ena pomanjkljivost ogrevanja s paro – povečana raven hrupa. Da bi odpravili to težavo, je treba pravilno izvesti montažo radiatorjev. Nameščeni so na posebne protihrupne nosilce. Kotel ali peč je najbolje postaviti v ločenem prostoru. Poleg tega lahko bakrene cevi položimo v debelino sten, kar bo prav tako zmanjšalo raven hrupa.

Nazadnje je uravnavanje temperature ogrevanja v prostorih s parnim ogrevanjem nekoliko težavno. Ni mogoče namestiti termostata in preprosto zmanjšati količine pare. Treba bo zmanjšati količino goriva, kar ni vedno enostavno, ali prezračevati prostore. Pred začetkom montaže parnega ogrevalnega sistema je treba upoštevati vse te vidike.

Načrtovanje sistema parnega ogrevanja

Tudi za majhen prostor je najbolje pripraviti načrt. Sistem, narejen brez načrtovanja, bo z veliko verjetnostjo kmalu zahteval predelavo, medtem ko bo na papirju narisana shema omogočila takojšnje odkrivanje šibkih točk in njihovo odpravo.

Na primer, za ustvarjanje sistema z naravno cirkulacijo toplotnega nosilca je treba toplotni izmenjevalec in s tem grelno napravo namestiti na najnižjo točko hiše.

Parni vod in kondenzatni vod ogrevalnih sistemov z naravnim tipom gibanja toplotnega nosilca se namestita z nagibom v smeri njegovega gibanja (+)

To pomeni, da morata peč ali kotel stati nižje od vseh radiatorjev in tudi cevi, ki stojijo ne navpično, ampak vodoravno ali pod kotom na navpičnico.

Če grelne naprave na ta način ni mogoče namestiti (v hiši ni kleti, klet je uporabljena za druge namene ipd.), je treba dati prednost ogrevanju s prisilnim kroženjem.

Na shemi je prikazan ogrevalni sistem s prisilnim kroženjem. Za njegovo montažo bosta potrebna obtočna črpalka in akumulacijski rezervoar.

Zato je treba v shemo parnega ogrevanja vključiti črpalko, ki bo črpala vodo v toplotni izmenjevalnik. Pomemben trenutek pri načrtovanju ogrevalnega sistema – vrstni red priključitve radiatorjev. Zaporedna priključitev ali tako imenovani enocevni sistem predvideva povezavo vseh radiatorjev po vrstnem redu.

Posledično se bo toplotni nosilec zaporedno premikal po sistemu in se postopoma ohlajal. To je ekonomična možnost priključitve, ki jo je lažje namestiti in bo cenovno ugodnejša.

Toda enakomernost segrevanja pri takem načinu bo trpela, saj bo prvi radiator najbolj vroč, v zadnjega pa bo toplotni nosilec prispel v že napol ohlajenem stanju.

Enocevna priključitev radiatorjev, kot je razvidno iz te sheme, predvideva zaporedno montažo. Do zadnjega radiatorja toplotni nosilec prispe že ohlajen.

Enocevna rešitev je lahko sprejemljiva le pri priključitvi parnega ogrevanja na vikendu ali v manjši hiši, na površini manj kot 80 m². Za prostorno kočo ali dvonadstropno stavbo pa je primernejši dvocevni sistem, pri katerem so radiatorji priključeni vzporedno.

Shema z eno cevjo zagotavlja sočasno, ne pa zaporedno dotok toplotnega nosilca v vsak radiator, in ogrevanje prostorov poteka bolj enakomerno. Toda pri dvocevnem krogu bo treba do vsakega radiatorja napeljati dve cevi: dovodno in povratno.

Tak sistem je zahtevnejši za izvedbo in bo tudi nekoliko dražji kot pri namestitvi enocevnega sistema. Vendar je velika večina sistemov vodnega ogrevanja izvedena po dvocevni shemi, kljub težavam, in deluje povsem uspešno.

Na tej shemi je prikazan dvocevni sistem montaže radiatorjev za parno ogrevanje. Vsak radiator je priključen na skupni dvižni vod in ima povratno cev, kar zagotavlja enakomerno porazdelitev toplotnega nosilca.

Če nameravate kot vir toplote uporabiti peč na drva, je treba takoj izračunati in načrtovati poseben toplotni izmenjevalnik. Izgleda kot serpentina, zvarjena iz kovinskih cevi. Ta element se vgradi neposredno v konstrukcijo peči in se ne namešča ločeno.

Zato je treba tudi načrt nove peči premisliti v fazi projektiranja. Lahko uporabite že obstoječo peč, vendar jo bo treba delno razstaviti, da bi toplotni izmenjevalnik vgradili v notranjost.

Za pridobitev 9 kW toplote je potreben toplotni izmenjevalnik s površino približno enega kvadratnega metra. Večja kot je ogrevana površina, večje morajo biti dimenzije toplotnega izmenjevalnika.

Če nameravate prostor ogrevati s pomočjo kotla, je vse nekoliko preprostejše: kupiti in namestiti ga je treba. Običajno se za parno ogrevanje v hiši priporoča izbira vodnocevnega modela kotla, kot najučinkovitejšega.

Čeprav so lahko tudi plamenecevni, dimnocevni ali kombinirani dimno-plamenecevni modeli povsem sprejemljiva možnost.

Včasih za organizacijo parnega ogrevanja uporabijo domač kotel, v katerem sežigajo odpadno motorno olje. Vendar se ta možnost šteje za primerno za uporabo v pomožnih prostorih, na primer v garaži. Za stanovanjsko hišo ta možnost ni preveč dobra.

Montaža na osnovi drvene peči

Če je projekt pripravljen, je čas, da se založite s potrebnimi materiali in orodji. Izračun potrebnega števila elementov sistema bo omogočil že pripravljen projekt.

Na njem morajo biti označeni vsi zavoji, priključki, T-spoji, mesta namestitve radiatorjev itd. Poleg tega je treba kupiti objemke za cevi ter nosilce, na katere bodo nameščeni radiatorji.

Kotel sistema parnega ogrevanja, vzpostavljenega na osnovi peči na drva, se namesti neposredno vanjo. Na kotel se priključita parovod in kondenzatovod.

Dolžina cevi se prav tako izračuna po shemi. Za zmanjšanje tlaka pare v sistemu bo potreben redukcijski ventil. Hidravlična zapora je potrebna, da se omogoči popolno izsušitev sistema za čiščenje, vzdrževanje ali popravilo.

Pred vsakim radiatorjem je priporočljivo namestiti zaporni ventil, ki bo omogočil izklop radiatorja za popravilo, čiščenje ali zamenjavo. Na radiatorje se prav tako namestijo ventili Mayevskega za izpust zraka, ki je prišel v sistem. Čeprav je para plinasta, ne tekoča snov, lahko prisotnost zraka v sistemu negativno vpliva na njegovo učinkovitost.

Da bi proces kondenzacije potekal ravno v radiatorjih, ne pa v zalogovniku ali v dvižnem vodu, je priporočljivo namestiti na izhodu T-kos s čepom, skozi katerega bo prehajala le voda. Če je načrtovana namestitev sistema s prisilnim kroženjem, bo potrebna obtočna črpalka. Poleg tega je potrebna posoda za zbiranje kondenzirane vlage.

Gravitacijski sistemi pri takih napravah niso potrebni. Vendar mora biti cev, po kateri se voda usmerja k toplotnemu izmenjevalniku, dovolj široka, da omogoča hitro premikanje tekočine za nadaljnje segrevanje.

Odsotnost redukcijskega ventila v sistemu parnega ogrevanja, katerega naprava je prikazana na shemi, lahko povzroči resne poškodbe zaradi prevelikega tlaka.

Poleg običajnega montažnega orodja bo zagotovo potreben varilni aparat za povezovanje bakrenih cevi. Konstrukcije iz pocinkane jeklene pločevine imajo običajno navojne povezave, ki jih je treba skrbno zatesniti. Če je načrtovana namestitev parnega ogrevanja iz peči, bo treba začeti z izdelavo toplotnega izmenjevalnika.

Toplotni izmenjevalnik za parno ogrevanje, ki se vgradi v peč na drva, je sestavljen iz sistema votlih kovinskih cevi, po katerih kroži voda. Element ima lahko poljubno obliko, ki ustreza velikosti in obliki peči.

Zvari se ga iz kovinskih cevi debeline 2,5–3 mm ali celo nekoliko debelejših. Toplotni izmenjevalnik je mogoče narediti tako v obliki spirale kot v kateri koli drugi obliki. Glavno je, da naprava leži znotraj peči na drva, ter da je njena površina dovolj velika za segrevanje vode in tvorjenje pare.

Kakovost varjenja toplotnega izmenjevalnika mora biti brez pretiravanja idealna. Celo mikroskopske kaverne v šivih so nesprejemljive, saj bo naprava izpostavljena povišanemu tlaku vroče pare. Potem ko je toplotni izmenjevalnik pripravljen za namestitev, je treba preveriti vsak varlini šiv.

Za to najprej vse šive namažejo z belo kredo. Nato eno od odprtin toplotnega izmenjevalnika zaprejo, v drugo pa nalijejo kerozin, dokler naprava ni napolnjena do vrha. Zdaj je treba malo počakati, nato pa oceniti stanje šivov. Če so prisotne razpoke, bo skoznje pronical kerozin in na takih mestih bo kreda potemnela.

Ugotovljene pomanjkljivosti popravijo, nato pa preizkus ponovijo, da se prepričajo o celovitosti naprave. Zdaj jo je treba oprati, nato pa začeti z zidanjem peči na drva. Toplotni izmenjevalnik trdno vgradijo v kurišče, na njegov vhod in izhod pa priključijo cevi, ki jih nato uporabijo za povezavo toplotnega izmenjevalnika z ogrevalnim sistemom hiše.

Zidanje peči se zaključi v običajnem vrstnem redu za take konstrukcije. Nato se izvede montaža cevi in radiatorjev ogrevalnega sistema v skladu s prej pripravljenim načrtom. Najprej se namestijo radiatorji, pri čemer se uporabijo nosilci, ki bodo dušili hrup delovanja parnega ogrevanja.

Na vsak radiator se namesti ventilčke Mayevskega, da se lahko izpusti zrak. Zapornih ventilov bo potrebnih en več, kot je radiatorjev, ker je treba namestiti en skupni zaporni ventil na samem začetku sistema. Pred tem ventilom se namesti tudi redukcijski ventil in redukcijsko-hladilno napravo.

Na koncu, če je to predvideno z načrtom, se namesti hranilnik toplotnega nosilca in cirkulacijsko črpalko. Za sisteme z naravno, ne prisilno cirkulacijo, rezervoar in črpalka nista potrebna. Toda cevi, ki vodi do toplotnega izmenjevalnika, je treba dati rahel naklon, približno 3 mm na vsak meter.

Sodobni kotli za parno ogrevanje v hiši – so zanesljive naprave, ki delujejo na različna goriva in so opremljene z avtomatiziranimi krmilnimi sistemi.

Sistemi s parnim kotlom se montirajo približno enako: v skladu z načrtom in z upoštevanjem posebnosti opreme. Na primer, redukcijski ventil in hladilnik verjetno ne bosta potrebna, ker je sistem za nadzor tlaka in temperature pare že vgrajen v kotel.

Nekaj koristnih nasvetov

Pri montaži sistema parnega ogrevanja je treba upoštevati, da morajo vsi njegovi elementi prenesti visoko temperaturo, več kot 100 stopinj. Na primer, običajni membranski ekspanzijski rezervoar kot rezervna posoda za primer povečanja volumna toplotnega nosilca ne bo ustrezal, ker je njegov maksimum – 85 stopinj.

Dimnik peči, v katero je vgrajen toplotni izmenjevalnik, se bo hitreje umazal kot pri običajni peči. Zato je treba čiščenje dimnika načrtovati in izvajati pogosteje.

Peč s toplotnim izmenjevalnikom lahko po želji uporabite tudi za kuhanje, vendar to ni preveč priročno. V poletnem obdobju, ko ogrevanje ni potrebno, te peči ni mogoče prižgati. Treba bo poiskati alternativo. Lažje je, če je za kuhinjo v hiši urejena ločena priročna peč.

O tem, kako načrtovati in sestaviti sistem parnega ogrevanja z lastnimi rokami, je podrobno opisano v tem članku, ki ga priporočamo v branje.

Zaključki in koristen video na to temo

Praktične izkušnje s predelavo drvne peči v kotel parnega ogrevanja so predstavljene v tem videu:

Nadaljevanje postopka montaže parnega ogrevanja si lahko ogledate v tej datoteki:

O razliki med prisilno in naravno cirkulacijo v ogrevalnih sistemih je podrobno povedano tukaj:

Parno ogrevanje – ni najpreprostejša možnost za izvedbo avtonomnega ogrevalnega sistema. Toda ob pravilnem načrtovanju in montaži lahko s pomočjo pare učinkovito in relativno poceni zagotovite svojemu domu potrebno količino toplote.

Komentirajte, prosim, informacijo, ki smo jo predložili v obravnavo. Postavljajte vprašanja, delite koristne informacije in puščajte fotografije na temo članka. Spodaj je blok-obrazec, namenjen objavljanju prispevkov in komunikaciji.