Паровое отопление в частном доме: как сделать своими руками, его плюсы и минусы

Паровое отопление в частном доме и на даче на базе печи или котла

Эффективное отопление жилища – одна из важнейших задач для каждого домовладельца. Интересным вариантом решения этой задачи может стать паровая отопительная система, принципы работы и устройство которой отличается от привычных водяных схем.

Это не самый простой вариант, обладающий своими сильными и слабыми сторонами. Мы расскажем о правилах устройства и организации, особенностях работы системы с парообразным теплоносителем. Вы узнаете, как устроить паровое отопление в частном доме и как его грамотно эксплуатировать.

Принцип действия паровой системы

Когда вода закипает при постоянном давлении, она сохраняет свою температуру постоянной. Образующийся в результате такого кипения пар обладает значительным количеством тепловой энергии. В момент конденсации, т.е. при превращении пара в жидкость, эта энергия высвобождается и передается окружающей среде.

Этот принцип используется в работе паровых отопительных систем. Вода закипает в котле, пар перемещается по трубам к радиаторам, там конденсируется и расстается с теплом, тем самым нагревая воздух в помещении.

Полученная в процессе конденсации вода продолжает движение по трубам и возвращается в специальный накопитель, а затем поступает к нагревателю естественным образом или принудительно, с помощью насоса.

В зависимости от давления внутри системы парового отопления их разделяют на:

• вакуум-паровые;
• низкого давления;
• высокого давления.

В первых давление менее 0,1 МПа, во вторых – еще ниже – до 0,07 МПа, а в третьих – более 0,07 МПа. Открытые системы низкого давления имеют доступ к воздуху из атмосферы, но они могут быть и закрытыми, т.е. полностью герметичными.

В таких системах обычно используется так называемый сухой насыщенный пар, который не содержит взвешенных частиц воды. Количество пара в системе отражается на ее работе. Если пара слишком мало, это создаст проблемы для свободного стекания конденсата, а внизу отопительного прибора будет собираться холодный воздух.

Достаточный объем пара улучшает процесс оттока конденсата, который оттесняется к стенкам и стекает по ним в виде тонкой водяной пленки.

В замкнутых системах вода после конденсации сразу же поступает в теплообменник, но часто используются разомкнутые системы, в которых теплоноситель сначала собирается накопителе, а затем перекачивается в котел для нагрева.

Конденсат может полностью заполнять трубы, по которым перемещается для нагрева или только частично. Последний вариант предпочтительнее, поскольку при отключении системы трубы в ней останутся сухими.

Особенности систем низкого давления

Распространенный вариант такой системы – замкнутый, с использованием самотечного возврата в котел конденсата, который заполняет трубы не полностью, при этом применяется верхняя разводка труб.

Сначала систему заполняют водой до необходимого уровня, после этого начинается нагрев. Конденсат стекает по общему стояку и при достижении заданного уровня вытесняется в котел.

В такой же системе с нижней разводкой рекомендуется устанавливать трубы с небольшим уклоном в направлении перемещения пара, чтобы снизить шумовые эффекты. В месте отвода конденсата устраивают петлеобразный гидрозатвор, препятствующий перемещению пара на магистраль конденсации.

Скорость пара в таких системах должна быть умеренной, не более 0,14 м/с. Иначе пар будет захватывать и частички влаги, скопившейся на стенах. В результате система работает с большим шумом, повышается риск возникновения гидроударов.

Комбинированную разводку, т.е. сочетание верхней и нижней разводки, применяют, если трубы прокладывают под полом верхнего или среднего этажа дома. Просвет труб, по которым вода возвращается в котел, в этом случае будет закрыт конденсатом.

Если давление в системе превышает 0,02 МПа, ее следует сделать открытой. Воздух удаляется через накопитель для конденсата, а чтобы систему не покидал пар, ставят конденсатоотводчик или гидрозатвор. Воду из накопителя перекачивают насосом в теплообменник, что позволяет установить накопитель ниже уровня, на котором находится теплообменник.

Оценка преимуществ и недостатков

Чем хороша система парового отопления? Ее относительно несложно сделать даже на базе обычной дровяной печи. Это особенно актуально в местностях, где централизованное газоснабжение отсутствует, а дрова или другое твердое топливо вполне доступны.

Пар в качестве теплоносителя значительно опережает воду. Скорость прогрева помещений у него в три раза выше. Кроме того, паровая система отопления едва ли может выйти из строя во время зимних холодов из-за отсутствия нагрева.

Если топка прогорела, вода из системы соберется в накопителе или в теплообменнике, а трубы и радиаторы останутся пустыми. При водяном отоплении промерзание теплоносителя, которым заполнен весь контур, как известно, приводит к разрыву труб.

Наконец, размеры радиаторов парового отопления должны быть значительно меньше, чем для водяных систем, поскольку количество получаемой в результате тепловой энергии возрастает в несколько раз. Это немного сократит расходы на монтаж отопительной системы дома.

На этом список преимуществ паровой системы завершается, и можно переходить к ее недостаткам, которые довольно значимы:

• высокая опасность ожогов;
• повышенный уровень шума при работе;
• сложности с регулировкой работы системы;
• необходимость приобретения дорогостоящих труб и т.п.

Нормами безопасности паровое отопление не рекомендовано для жилых помещений, поскольку представляет высокую опасность для здоровья и жизни проживающих в доме людей.

Так, рабочая температура радиаторов будет очень высокой, при прикосновении к ним можно получить серьезный ожог. Поэтому все радиаторы придется закрыть надежными декоративными решетками.

Обычные ПВХ трубы для такой системы не подойдут, поскольку они должны выдерживать высокое давление и температуру более 100 градусов. Эти же требования предъявляются и к остальным элементам системы. Трубы парового отопления должны быть медными или выполненными из оцинкованной стали.

В любом случае этот момент бюджетным не назовешь. Вопросам безопасности должно уделяться самое пристальное внимание. Все монтажные работы, например, сварка медных труб, потребуют максимально качественного исполнения. Если соединение прорвет и в отверстие вырвется струя пара, кто-то из жильцов дома рискует получить серьезные ожоги.

Еще один недостаток отопления паром – повышенный уровень шума. Чтобы устранить эту проблему, следует правильно выполнить монтаж радиаторов. Их подвешивают на специальных антишумовых кронштейнах. Котел или печь лучше всего поставить в отдельном помещении. Кроме того, медные трубы можно поместить в толще стен, что также снизит уровень шума.

Наконец, регулировать температуру нагрева в комнатах при паровом отоплении немного затруднительно. Нельзя установить терморегулятор и просто уменьшить количество пара. Придется уменьшать количество топлива, что не всегда просто, или проветривать помещения. Перед началом работ по монтажу паровой системы отопления следует все эти моменты учесть.

Проектирование системы парового отопления

Даже для небольшого помещения лучше всего составить проект. Система, сделанная на “авось” с большой долей вероятности вскоре потребует переделки, а составленная на бумаге схема позволит сразу же выявить слабые места и исправить их.

Например, для того, чтобы создать систему с естественной циркуляцией теплоносителя, теплообменник, а соответственно, и нагревательный прибор, следует расположить в самой нижней точке дома.

Это значит, что печь или котел должны стоять ниже всех радиаторов, а также труб, которые стоят не вертикально, а горизонтально или под углом к вертикали.

Если разместить нагревательный прибор таким образом не получается (в доме отсутствует подвал, подвал использован для других целей и т.п.), следует отдать предпочтение отоплению с принудительной циркуляцией.

Поэтому в схему парового отопления необходимо включить насос, который будет нагнетать воду в теплообменник. Важный момент в проектировании отопительной системы – порядок подключения радиаторов. Последовательное подключение или так называемая однотрубная система предполагает соединение всех радиаторов по порядку.

В результате теплоноситель будет последовательно перемещаться по системе, постепенно остывая. Это экономичный вариант подключения, который и установить проще, и по стоимости выйдет дешевле.

Но равномерность прогрева при таком способе пострадает, поскольку первый радиатор будет самым горячим, а в последний теплоноситель поступит в уже наполовину остывшем состоянии.

Однотрубное решение может быть приемлемым только при подключении парового отопления на даче или в небольшом доме, на площади менее 80 кв. м. А для просторного коттеджа или двухэтажного строения больше подойдет двухтрубная система, при которой радиаторы подключают параллельно.

Схема с одной трубой обеспечивает одновременное, а не последовательное поступление теплоносителя в каждый радиатор, и прогрев помещений осуществляется более равномерно. Но при двухтрубном контуре к каждому радиатору придется подвести две трубы: прямую и “обратку”.

Такая система сложнее в реализации, да и обойдется это немного дороже, чем при установке однотрубной системы. Впрочем, подавляющее большинство систем водяного отопления выполнено по двухтрубной схеме, несмотря на сложности, и функционирует вполне успешно.

Если в качестве источника тепла предполагается использовать дровяную печь, то следует сразу же просчитать и спроектировать специальный теплообменник. Он выглядит как змеевик, сваренный из металлических труб. Этот элемент встраивается прямо в конструкцию печи, а не устанавливается отдельно.

Поэтому проект новой печи также следует продумать на этапе проектирования. Можно использовать и уже имеющуюся печь, но ее придется частично разобрать, чтобы вмонтировать теплообменник внутрь.

Для получения 9 кВт тепла необходим теплообменник с площадью поверхности около одного квадратного метра. Чем больше отапливаемая площадь, тем больше должны быть размеры теплообменника.

Если отапливать помещение предполагается с помощью котла, то все немного проще: его нужно купить и установить. Обычно для парового отопления в доме рекомендуется брать водотрубную модель котла, как наиболее эффективную.

Хотя жаротрубные, дымогарные или комбинированные дымогарно-жаротрубные модели также могут стать вполне приемлемым вариантом.

Иногда для организации парового отопления используют самодельный котел, в котором сжигают отработанное машинное масло. Но этот вариант считается подходящим для использования в подсобных помещениях, например, в гараже. Для жилого дома такой вариант не слишком хорош.

Монтаж на базе дровяной печи

Если проект составлен, пора запастись нужными материалами и инструментами. Рассчитать необходимое количество элементов системы позволит составленный ранее проект.

На нем должны быть отмечены все повороты, соединения, тройники, места установки радиаторов и т.д. Кроме того, необходимо приобрести хомуты для труб, а также кронштейны, на которых будут установлены радиаторы.

Длина труб также просчитывается по схеме. Чтобы при необходимости уменьшить давление пара в системе, понадобится редукционный клапан. Гидравлический затвор нужен, чтобы обеспечить возможность полного осушения системы для очистки, технического обслуживания или ремонта.

Перед каждым радиатором рекомендуется установить запорный кран, который позволит отключить его для ремонта, промывки или замены. Также на радиаторы устанавливают краны Маевского, чтобы спустить попавший в систему воздух. Хотя пар и является газообразной, а не жидкой субстанцией, наличие воздуха в системе может негативно отразиться на ее эффективности.

Чтобы процесс конденсации происходил именно в радиаторах, а не в накопителе или в стояке, рекомендуется установить на выходе тройник с пробкой, через который будет проходить только вода. Если запланирован монтаж системы с принудительной циркуляцией, понадобится циркуляционный насос. Кроме того, нужна емкость для сбора сконденсировавшейся влаги.

Самотечные системы в таких устройствах не нуждаются. Но труба, по которой вода направляется к теплообменнику, должна быть достаточно широкой, чтобы обеспечить быстрое перемещение жидкости для дальнейшего нагрева.

Кроме обычного монтажного инструмента обязательно понадобится сварочный аппарат для соединения медных труб. Конструкции из оцинкованной стали обычно имеют резьбовые соединения, которые следует тщательно уплотнить. Если планируется монтаж парового отопления от печи, то начать придется с изготовления теплообменника.

Его варят из металлических труб толщиной 2,5-3 мм или даже немного толще. Теплообменник можно сделать как в виде змеевика, так и в любой другой форме. Главное, чтобы устройство поместилось внутри дровяной печи, а также, чтобы его поверхность была достаточно большой для прогрева воды и образования пара.

Качество сварки теплообменника должно быть без преувеличения идеальным. Даже микроскопические каверны в швах недопустимы, поскольку устройство будет подвергаться воздействию повышенного давления от горячего пара. После того, как теплообменник готов к установке, следует проверить каждый сварной шов.

Для этого сначала все швы намазывают белым мелом. После этого одно из отверстий теплообменника закрывают, а во второе заливают керосин до тех пор, пока устройство не будет заполнено до верха. Теперь нужно немного подождать, а затем оценить состояние швов. Если имеются трещины, сквозь них просочится керосин, и в таких местах мел потемнеет.

Выявленные огрехи исправляют, а затем проверку проводят повторно, чтобы убедиться в целостности устройства. Теперь его следует промыть, а затем начать кладку дровяной печи. Теплообменник надежно встраивают в топку, а к его вводу и выводу присоединяют трубы, которые затем используют для соединения теплообменника с отопительной системой дома.

Кладку печи завершают в обычном для таких сооружений порядке. Затем выполняют монтаж труб и радиаторов отопительной системы в соответствии с проектом, составленным ранее. Сначала устанавливают радиаторы, используя при этом кронштейны, которые погасят шум от работы парового отопления.

На каждый радиатор устанавливают краны Маевского, чтобы можно было выпустить воздух. Запорных кранов понадобится на один больше, чем радиаторов, поскольку нужно установит один общий запорный кран в самом начале системы. Перед этим краном ставят также редукционный клапан и редукционно-охладительную установку.

В конце, если это предусмотрено проектом, устанавливают накопитель для теплоносителя и циркуляционный насос. Для систем, устроенных с естественной, а не принудительной циркуляцией, бак и насос не нужны. Но трубе, которая ведет к теплообменнику, нужно придать небольшой уклон, примерно 3 мм на каждый метр.

Системы с паровым котлом монтируют примерно так же: в соответствии с проектом и с поправкой на особенности оборудования. Например, редукционный клапан и охладитель, скорее всего, не понадобятся, поскольку система контроля за давлением и температурой пара уже встроена в котел.

Несколько полезных советов

При монтаже системы парового отопления следует помнить, что все ее элементы должны выдерживать высокую температуру, более 100 градусов. Например, обычный мембранный расширитель в качестве резервной емкости на случай увеличения объема теплоносителя не подойдет, потому что его максимум – это 85 градусов.

Дымоход печи, в которую встроен теплообменник, будет быстрее загрязняться, чем у обычной печки. Поэтому прочистку дымохода нужно планировать и выполнять чаще.

Печь с теплообменником при желании можно использовать также для приготовления пищи, но это не слишком удобно. В летний период, когда отопление не нужно, эту печь разжигать нельзя. Придется искать альтернативу. Проще, если для кухни в доме устроена отдельная удобная печь.

О том, как спроектировать и собрать систему парового отопления собственными руками, подробно описано в этой статье, рекомендуемой нами к прочтению.

Выводы и полезное видео по теме

Практический опыт по переделке дровяной печи в котел парового отопления представлен на этом видео:

Продолжение процесса монтажа парового отопления можно посмотреть в этом файле:

О разнице между принудительной и естественной циркуляцией в отопительных системах подробно рассказано здесь:

Паровое отопление – не самый простой для реализации вариант автономной отопительной системы. Но при правильном проектировании и монтаже с помощью пара можно эффективно и относительно недорого обеспечить свой дом необходимым количеством тепла.

Комментируйте, пожалуйста, представленную нами к рассмотрению информацию. Задавайте вопросы, делитесь полезными сведениями и оставляйте фото по теме статьи. Внизу есть блок-форма, предназначенная для размещения постов и общения.

Как сделать паровое отопление в частном доме

Одним из самых распространенных типов обогрева в регионах, где зимняя стужа держится довольно долго, по праву считают паровое отопление. По сравнению с воздушным и водяным решением, этот вариант исполнения позволяет хозяину жилища поддерживать максимально комфортные условия во всех помещениях независимо от погоды за окном.

Паровое отопление — это система отопления зданий, в которой роль теплоносителя в трубах выполняет водяной пар.

Хотя такой тип оборудования наиболее востребован на предприятиях, для функционирования которых нужны большие количества пара, но частные дома также снабжают практичными приспособлениями и даже используют их для нескольких построек на участке.

Хочу обратить внимание на принцип действия системы и рассмотреть общепринятые виды, которые пользуются популярностью. Не менее интересно будет узнать срок службы агрегатов и необходимые трубы, фитинги, переходы для монтажа парового отопления.

Вопрос, возможно ли сделать все своими руками задавал себе каждый второй человек, подробный алгоритм действий позволит оценить возможности и силы, прежде чем браться за работу, но во всех моментах необходимо разбираться последовательно.

• 1 Что такое паровое отопление в доме и чем отличается от водяных систем
• 2 Принцип действия системы парового отопления в частном доме
• 3 Виды систем парового отопления
  • 3.1 Верхняя разводка
  • 3.2 Нижняя разводка
  • 3.3 Смешанный тип подключения
• 4 Где применяется
• 5 Достоинства и недостатки
• 6 Срок службы
• 7 Элементы парового отопления частного дома
  • 7.1 Какие использовать трубы
• 8 Как сделать паровое отопление своими руками
  • 8.1 Проектирование системы парового отопления
  • 8.2 Схема парового отопления для дома
• 9 Монтаж на примере дровяной печи

Что такое паровое отопление в доме и чем отличается от водяных систем

Заблуждения некоторых людей о том, что первая система парового отопления и водяная схема – это одно и то же стоит сразу отбросить. Такие ошибки свойственны новичкам, но если обладать достоверной информацией, то никаких сомнений в отличии не возникнет. В обеих разводках есть незаменимые и обязательные составляющие, такие как:

1. Трубы.
2. Котел.
3. Батареи.

Но вместо жидкости по магистрали движется пар, именно он отвечает за нужную температуру в помещениях и выступает в роли теплоносителя. Оборудование нужно закупать совсем другое, по сравнению с водяным типом, агрегат испаряет воду и преобразует ее в другое состояние.

В более простом варианте исполнения жидкость просто нагревается до указанного значения. Аппараты отличаются по мощности, ведь функциональные особенности разные, требования к надежности также повышаются.

Принцип действия системы парового отопления в частном доме

Процесс достаточно простой, его стоит описать подробно, дело обстоит так:

1. Оборудование нагревает воду до 130-200 градусов.
2. Полученный при этом пар имеет высокое давление и постепенно перемещается по разводке в помещениях, отдавая накопленное тепло.
3. Конденсированная жидкость возвращается для повторного цикла, чтобы стабилизировать процесс потребуется установка насоса, возможна укладка магистрали с наклоном, но говорить о хорошей производительности можно только при правильных просчетах.

Все элементы должны быть проверены и продуманы, к ним будут применяться совсем другие требования, чтобы не допустить возникновение эксцессов. На устойчивость к высокому давлению и нагреву обращают внимание в первую очередь.

Виды систем парового отопления

Однотрубный тип имеет свои недостатки, ближайшие радиаторы будут нагреваться существенно быстрее и интенсивнее отдавать тепло. Дальние батареи при произведении осмотра заметно меньше нагреваются, это относится к постройкам с большой площадью, в маленьких домах такая проблема замечается намного реже.

Двухтрубный вариант исполнения предполагает возврат конденсата по отдельной магистрали, чем обеспечивает полноценный и равномерный нагрев всех элементов, расположенных на разном расстоянии от оборудования. А также стоит рассмотреть три типа подключения.

Верхняя разводка

В этом случае трубы прокладывают выше радиаторов, от магистрали в зависимости от расположения приборов опускаются отрезки паропровода. Ниже батарей пускают систему для возврата конденсата, реализовать такую схему подключения достаточно просто. Из-за положительных характеристик подобный вариант стал популярным среди большинства потребителей.

Нижняя разводка

Сразу стоит заметить возможность возникновения гидроударов, конструкция достаточно часто теряет показатели герметичности. Это обусловлено движением пара и конденсата по одной и той же трубе, зачастую ее устанавливают немного большего диаметра, чем обычно. Располагается такая разводка ниже приспособлений для обогрева помещений в доме или на производстве.

Смешанный тип подключения

Чтобы сохранить все преимущества метода, трубы прокладывают сверху и немного выше уровня батарей, при таком расположении можно добиться максимального результата. Но не исключены случаи получения травм, ведь магистраль раскаляется до внушительных температур, просто облокотившись можно обжечься. Легкий доступ к трубам будет максимально опасен, если в доме проживают несовершеннолетние дети, но взрослым также нужно быть внимательными.

Где применяется

Высоких показателей экономичности можно добиться только при установке специального оборудования на производстве, где нужны большие объемы пара. Хотя из-за опасности общественные места и квартиры запретили оборудовать такими типами приспособлений, некоторые частные загородные дома большой площади достаточно удачно протапливаются.

Решение также отлично подойдет для реализации парового отопления на даче. Но к закупке составляющих нужно подходить максимально серьезно, некачественные элементы запросто лопнут при малейшем возникновении ржавчины, так как стенки несколько ослабнут.

Достоинства и недостатки

Плюсы можно считать значительными, к ним относится высокая эффективность, в момент конденсации 1 л. пара способен отдать 2300 кДж тепла, что является отличным показателем. Для качественного обогрева нужно установить небольшое количество батарей.

Как только произошел пуск котла, помещения начнут сразу нагреваться, это обусловлено малой инерционностью. Систему парового отопления нельзя назвать большой, в некоторых постройках обходятся даже установкой нескольких труб.

Недостатки также есть, все элементы постоянно нагреваются свыше 130 градусов. Такие изменения могут привести к следующим эксцессам:

1. Циркуляция воздуха становится очень активной, что чревато дискомфортом.
2. Воздух высушивается.
3. Трубы и радиаторы могут навредить кожному покрову в момент прикосновения.
4. Некоторые строительные материалы из-за высоких температур растрескиваются.

Регулировать подобный процесс достаточно проблематично, зачастую оборудование не отличается тонкой настройкой. Высокий уровень шума стоит тоже выделить, ведь о комфортном времяпрепровождении не может идти речь.

Срок службы

О долгом использовании не стоит задумываться всерьез, ведь даже стальная система, хотя и выглядит прочно при таких температурах, со временем даст сбой. Разгерметизация и повреждения замечались большинством специалистов.

Пар достаточно влажный и горячий, что чревато возникновением коррозии, фитинги и трубы будут терять прочность и становиться уязвимыми, а в определенный момент лопнут, нагревание выше сотни градусов позволяет убедиться в реальной опасности.

Элементы парового отопления частного дома

Поскольку водяной пар достигает высоких показателей температур, к составляющим следует относиться с особой внимательностью. Для них разработаны специальные жесткие требования, в противном случае выйти на должный уровень безопасности не получится.

В некоторых ситуациях показатели колеблются от 130 до 200 градусов, для реализации задуманного подойдут только чугунные радиаторы, регистры или экземпляры с оребрением. Сталь будет более надежной, ведь при попадании холодной воды она не лопнет в нагретом состоянии, чего нельзя сказать о чугунных образцах приспособлений.

Какие использовать трубы

К разводке также выдвигаются жесткие требования, стальная или медная труба максимально подходят для использования. При выборе продукции специалисты советуют обращать внимание на толщину стенок, она должна быть максимально надежной.

Бесшовные трубы также отлично подойдут для создания разводки, другие образцы не позволят быть максимально уверенным в защите от порывов и возникновения потопа.

Соединяется большинство элементов сваркой. Цену на оцинковку или нержавейку нельзя назвать бюджетной, но они в большинстве случаев имеют резьбовые фитинги. Медь также дорого стоит, для создания системы парового отопления потребуется пайка специальным агрегатом.

Как сделать паровое отопление своими руками

Вариант исполнения в большинстве случаев используется как автономный обогрев, загородные постройки достаточно быстро нагреваются, а оборудование позволяет существенно экономить бюджет.

Сконструировать все можно самостоятельно, затраты на топливо будут минимальными, если предусмотреть все нюансы, то на создание магистралей в частном доме своими руками также уйдет немного времени. Во всех моментах нужно развираться последовательно, чтобы не допустить ошибок и получить в результате качественную работу.

Проектирование системы парового отопления

Предпочтительней всего обращаться по этому вопросу к профессионалам, решившись на самостоятельное произведение манипуляций, стоит изучить нормативы и рекомендации специалистов. Существует достаточно много литературы, которой можно воспользоваться, я советую прибегнуть к справочнику проектировщика.

Прежде всего, необходимо достать документы на постройку и произвести анализ площади, после ее просчета обозначают места будущих радиаторов.

При подборе регистров стоит рассмотреть требуемую мощность, это максимально облегчит выбор прибора, возможно, для существующей постройки нужны небольшие батареи. Но они должны в обязательном порядке выдерживать нагрузку, стоит взглянуть на технические характеристики перед покупкой.

Схема парового отопления для дома

Поскольку двухтрубная система подключения является самой распространенной, нужно приводить пример, опираясь на нее. К распространенным схемам стоит отнести:

1. Тупиковую. Теплоноситель подается по определенной ветке на батареи, посредством отдельной трубы конденсат возвращается в оборудование, есть возможность балансировать нагрев элементов, чтобы они прогревались равномерно.
2. Попутная. Если контур протяжной, то этот вариант исполнения станет самым практичным, теплоноситель двигается в одном направлении с обраткой.
3. Коллекторная схема. Частный дом с большой площадью получится достаточно продуктивно оборудовать, чтобы привести каждую батарею в действие применяется отдельная двухтрубная разводка.

Монтаж на примере дровяной печи

Создать паровое отопление без опыта проблематично, ведь надежность всех элементов должна достигать 100%. Если уверенности в собственных силах нет, то лучше доверить процесс профессионалам.

Экономить на составляющих не стоит, а к выбору элементов необходимо относиться внимательно, технические характеристики будут на первом месте.

На примере печи работающей от дров можно понять алгоритм действий, монтаж не покажется сложным, если заранее просмотреть полезное видео:

Как сделать паровое отопление своими руками в частном доме

Чтобы в доме жилось комфортно, требуется тепло. Неважно, насколько красиво жилище изнутри и сколько людей оно вмещает, если в нём не решена проблема обогрева. Каждый владелец дома подходит к этому вопросу индивидуально, руководствуясь климатическими условиями местности и собственными возможностями. Некоторые люди предпочитают паровое отопление. Своими руками такую систему можно собрать без особых усилий.

Как работает система

Не стоит путать водяное и паровое отопление дома. У них имеется множество функциональных различий, несмотря на внешнее сходство.

Оба этих вида имеют составные части:

• котёл;
• радиаторы;
• трубы.

Паровое отопление считается эффективным, можно обойтись небольшим количеством батарей

Пар — теплоносителем для парового отопления частного дома. Своими руками сделать можно такую систему, следуя инструкции по сборке и монтажу компонентов. Для водяной системы роль носителя играет вода. Котёл испаряет воду, а не нагревает её. Пары теплоносителя перемещаются по трубам и становятся источником комфортной температуры в доме. Пар остывает внутри, после чего происходит его конденсация. При этом 1 кг пара преобразуется в 2000 килоджоулей тепла. Для сравнения — вода, остывающая на 50°С, обеспечивает только 120 кДж.

В этом видео вы узнаете о циркуляции системы:

Теплоотдача пара в несколько раз выше, что объясняет высокую эффективность такого типа отопления. Формируемый внутри радиатора конденсат переходит в нижнюю часть и самостоятельно перемещается к котлу. Выделяют несколько разновидностей отопительных систем. При этом спецификация осуществляется по способу возврата теплоносителя, который трансформировался в конденсат.

1. Замкнутая. Контуры в данном случае отсутствуют. Соответственно, конденсат перемещается по трубам, которые лежат под некоторым углом. Он переходит прямо в котел для дальнейшего нагрева.
2. Разомкнутая. Здесь присутствует накопительный резервуар. Конденсат попадает в него из радиаторов, насос участвует в его обратном закачивании в котел.

Почему пар лучше

При желании можно сделать такое отопление у себя в жилище, но эти системы не слишком популярны сегодня. Скорее, к нему прибегают единицы. Вместе с тем можно выделить как достоинства, так и недостатки таких систем.

Паровое отопление бывает однотрубнын и двухтрубным

Плюсами можно считать:

1. Эффективность обогрева. Она довольно высока. Вот почему даже небольшого количества радиаторов хватит для обслуживания больших помещений. Иногда удается обойтись даже без них, установив только трубы.
2. Пониженная инерционность. Она способствует быстрому прогреву отопительных контуров. Соответственно, как только проходит несколько минут после включения котла, в помещениях чувствуется тепло.
3. Почти нулевые теплопотери. По этой причине такая система является выгодной.
4. Возможность использовать относительно редко. В трубах имеется небольшое количество жидкости, поэтому нет необходимости в разморозке системы. В качестве альтернативного варианта допустимо применение в дачном домике, куда приезжают время от времени.

Паровое отопление в частном доме своими руками по схеме можно обустраивать при наличии определенного опыта. Основной плюс здесь — экономичность. С самого начала для обустройства требуются скромные затраты. В процессе применения системы тратятся незначительные суммы.

Обзор системы отопления:

Но даже при таком внушительном ассортименте достоинств имеют место значимые недостатки. Они связаны с применением водяного пара в качестве теплоносителя: его температура может быть достаточно высокой. Соответственно, все компоненты системы прогреваются до +100°С и даже больше.

Нельзя прикасаться к такой поверхности даже мимолетно, чтобы не заработать ожог. Поэтому любые трубы и радиаторы непременно закрывают. Воздух в таком помещении активно перемещается. Когда используется паровое отопление, воздух становится сухим, приходится прибегать к увлажнителю.

Далеко не все отделочные материалы, которые применяются в помещении, могут выдерживать соседство с предельно раскаленными радиаторами и трубами, поэтому их выбор ограничен. Лучшим вариантом будет цементная штукатурка, которую покрывают термостойкой краской. Всё остальное не гарантирует безопасности. Кроме того, проходящий по трубе пар — источник большого шума.

Система недостаточно хорошо регулируется. Теплоотдача не поддается контролю, поэтому помещение легко перегревается. Ситуацию может решить установка автоматики, которая будет самостоятельно отключать паровые котлы для частного дома при перегреве и включать их при остывании комнаты. Другим трудоемким, но более реальным способом является монтаж параллельных веток, которые будут работать в случае необходимости. Основной минус — аварийная опасность системы.

Если труба или радиатор получили серьезные повреждения, наружу вырвется горячий пар под давлением. Это небезопасно, в многоквартирных домах такие варианты не используются. Собираясь сделать паровое отопление, владелец частного домовладения может получить на это разрешение, но только под собственную ответственность.

Основные компоненты

Ключевой компонент системы — котел. Основным его предназначением считается преобразование воды в пар. В дальнейшем он переходит в трубопровод.

Котел должен быть достаточно мощным, чтобы потянуть одновременно два этажа

Элементами конструкции здесь считаются:

• система труб;
• коллекторы;
• барабан.

Также обязательно применяется емкость с водой. Она носит название водного пространства. Здесь присутствует особое средство испарения, играющее роль разделяющего элемента.

Паровое пространство

Здесь можно ставить дополнительное оборудование. Оно может быть полезно, если требуется сепарация пара. Интенсивный обмен между паром и водой — основа работы котла. Устройства для обогрева делят на водо- и жаротрубные. В последнем случае нагретые газы движутся в каналах труб, обустроенных в емкости с водой.

Водотрубные модификации работают по немного иному принципу. Здесь движется вода по каналам, построенным внутри камеры с газами. Сначала она нагревается, после чего начинает кипеть. Вода перемещается в естественном режиме внутри котла.

В любых разновидностях котлов действует одно и то же правило превращения воды в пар. Сначала жидкость проводят в резервуар, находящийся в верхней зоне устройства. Далее она перетекает в коллектор и поднимается в расположенный наверху барабан, перемещаясь через область нагрева. Внутри трубы формируется пар, идущий наверх. Он может двигаться сквозь сепаратор, где отделяется от жидкости. Дальше он переходит в паропровод.

Отопление можно без труда установить своими руками

В котле можно использовать различные варианты топлива. В соответствии с этими особенностями конструкция может быть видоизменена. Перемены могут касаться и типа работы камеры сгорания. Допустим, колосниковая решетка потребуется для тех случаев, когда задействуется твердое топливо. В то же время понадобятся особые горелки, если топливо газообразное либо жидкое. Смешанные варианты более удобны и практичны.

Радиаторы и система труб

Показатели температуры в паровой системе находятся в пределах +100…+130°С. По сравнению с водяными они намного выше. Вот почему для обустройства систем похожее оборудование применять не рекомендовано. Это касается труб из полипропилена и металлопластика. Предельные рабочие показатели указанных материалов лежат в пределах +90…+100°С, применять их строго запрещено.

Для магистрального трубопровода допустимы 3 разновидности труб. Стальные считаются наиболее дешевыми изделиями. Им удается выдерживать показатель температуры +130°С.

Конденсат, образуемый внутри деталей, приводит к быстрому разрушению материала труб. Нельзя забывать, что сталь неустойчива к коррозии. Агрессивная среда теплоносителя усиливает этот недостаток. Необходимо соединение с помощью сварки, что требует больших временных и трудовых затрат. Лучше брать трубы из оцинкованной стали. Эти изделия противостоят повышенным температурам и предполагают использование резьбового метода для соединения. Такой подход существенно упрощает рабочий процесс. Единственное, что может послужить препятствием для приобретения таких изделий, — их высокая цена.

Как сделать отопление в доме:

Еще одним идеальным вариантом считаются трубы из меди. Материал пластичный, не боится термического воздействия, прочный, не подвержен коррозии. Чтобы соединить медные компоненты, прибегают к пайке. Медный трубопровод долговечный, однако стоит дорого.

Получается, что в плане сочетания цены и качества следует отдавать предпочтение стальным трубам, у которых имеется оцинкованное или антикоррозионное покрытие.

Классификация систем

Вариаций, как провести самодельное паровое отопление, существует много. Это одно- и двух-трубные разновидности. В первом случае осуществляется непрерывное движение пара по трубе. Сначала он передает тепло батареям, после чего трансформируются в жидкость. Дальше он имеет вид конденсата. Чтобы носителю не столкнуться с препятствиями, трубу следует подбирать довольно большого диаметра.

Однотрубные и двутрубные

Однотрубные системы отопления имеют немало недостатков. Нагрев радиаторов у них может значительно отличаться: области около котла нагреваются в большей степени. Чем дальше от них, тем этот показатель меньше. Заметить такую разницу, с другой стороны, можно лишь в больших помещениях. В двухтрубной системе пар перемещается по одной трубе, а конденсат уходит по противоположной. За счёт этого удаётся обеспечивать равную температуру во всех радиаторах.

У паровой системы отопления сравнительно маленькие теплопотери

Одновременно расход труб существенно увеличивается. Как паровое, так и водяное отопление бывает одно- и двухконтурным. В первом случае система применима для отопления помещений. Во втором она выполняет роль нагревателя воды для бытовых ситуаций.

Прочие разновидности

Разводка отопления тоже может быть различной. Выделяют три основных варианта:

1. С верхней разводкой. Магистральный паропровод находится по уровню выше, нежели отопительные приборы. От него отходят трубы по направлению к радиаторам. Около поверхности пола обустраивается провод для конденсата. Такую систему проще реализовать, она лучше работает.
2. С нижней разводкой. Магистраль устанавливается по уровню ниже, нежели паровые отопительные приборы. Получается, что одна и та же труба, которая должна иметь увеличенный диаметр, устроена таким образом, что провоцирует разгерметизацию и гидроудары. Дело в том, что в одном направлении идет движение пара, тогда как прямо навстречу ему движется конденсат.
3. Со смешанной разводкой. Труба, пропускающая пар, фиксируется несколько выше радиаторов по уровню. Все остальные особенности совпадают с вариантом обустройства верхней разводки. За счёт этого удается сохранять все ее положительные качества. Основной минус — травмоопасность. Объясняется она облегченным доступом к нагретым трубам.

Есть и другая классификация. Она основывается на показателе внутреннего давления системы. Основными являются такие виды:

1. Вакуумные. Система абсолютно герметична. В ней присутствует формирующий вакуум-насос. Пар конденсируется при пониженной температурной отметке. Получается, что система более-менее безопасна.
2. Атмосферные. По сравнению с атмосферным давлением аналогичный показатель в полости контура выше в несколько раз. Если случится авария, это приведет к негативным последствиям. Функционирующие в подобной системе радиаторы могут нагреваться до критических отметок.

Несмотря на значительные ограничения в применении парового отопления, оно используется в качестве автономного. Нередко причиной тому являются незначительные затраты на его обустройство. Принимая решение о создании такой системы, следует понимать, что пар играет здесь роль теплоносителя со всеми вытекающими из этого последствиями.

Паровое

Необходимость отапливать своё жилище возникла уже у первобытного человека. Система отопления имеет своё развитие и историю. В качестве источника тепла использовался костёр.

В Древнем Риме применяли систему гипокауст: через ниши в стенах проходил горячий пар или продукты горения. В дальнейшем жилища стали выстраивать камины и печи, в которых сжигали дрова и уголь.

В конце 18 века инженером-механиком Джеймсом Ваттом была изобретена паровая машина. Её появление стало революционным толчком в промышленном производстве. Пар стали использовать на предприятиях.

На своей фабрике Джеймс Ватт создал обогрев на основе пара. Это была первая система парового отопления. Произошло это в 1770 г., в Англии. В 19 в. данная методика была использована для централизованного обогрева многоэтажных домов. Каков принцип работы парового отопления? Каковы его плюсы и минусы?

Характеристика обогрева

Несмотря на то, что первую систему парового отопления создали в Европе, русский инженеры подхватили эту идею. В 1816 г, в Петербурге оборудовали обогрев теплицы паром. К 1900 г большинство элитных и доходных домов имели централизованное отопление, водяное или паровое.

В современных многоэтажных домах практикуется водяное отопление. В системе циркулирует горячая вода. Что такое обогрев паром? Каковы принципы работы системы?

Паровое отопление подразумевает обогрев помещения с помощью пара. Он заменяет в трубах и радиаторах воду. Этот обогрев используют в частных домах, на предприятиях, для обогрева теплиц, гаражей. Принципиальная схема парового отопления заключается в следующем:

1. В котле находится вода. Она подогревается с помощью горелки.
2. При закипании образуется пар, который нагнетается в трубы и в радиаторы помещения.
3. Отдавая тепло, пар охлаждается, преобразуясь в конденсат.
4. Конденсат оседает на нижней стенке трубы.
5. Трубу устанавливают под небольшим наклоном к котлу, чтобы конденсат вновь попал в котёл.
6. Процесс повторяется.
7. Вода, которая оседает в трубах, имеет высокую температуру. Её можно использовать для технических нужд или для обогрева небольших комнат, хозяйственных построек.
8. Если конденсат возвращается в котёл под действием гравитации, то схема является закрытой.
9. В некоторых случаях воду, которая скапливается в трубах, отводят в отдельный котёл принудительно. Для этого используют насос. Данная система имеет открытую схему.

Самостоятельно устанавливать подобного вида обогрев не рекомендуют. Необходимо изучить, схему парового отопления, как оно работает. Тщательно продумывают все соединительные узлы и оборудование, которое призвано контролировать все процессы системы.

Принцип работы парового отопления не сложен, но для топки, в которой нагревается вода, рекомендуют оборудовать отдельное помещение, котельную. Стены сооружают из огнеупорного материала. Они должны выдержать 75 мин. под воздействием огня. Материал для двери должен выдержать не менее 30 мин. воздействия огня. В котельной обязательно предусматривают вентиляцию.

Разновидности схемы

Схему отопления постоянно совершенствуют, делают её безопаснее, удобнее в использовании. В магистраль пар подаётся под определённым давлением. Для промышленных производств, если того требует технологический процесс, может быть использован обогрев с использование высокого давления пара.

Предусматривают закрытую систему: она полностью герметична. Давление на выходе из котла 0,59 МПа. Допустимы параметры от 170 до 600 кг/м2.

Для обогрева жилых помещений предусматривают паровое отопление с низким давлением, от 100 до 170 кг/м2. Паровой котёл устанавливают в отдельно стоящей постройке.

При монтаже используют открытую схему, при которой обустраивают бак для конденсата и насос, который нагнетает его из бака в котёл. Данный вид парового отопления устанавливают в частном доме, в теплице, в гараже.

Для эффективного использования теплоносителя энергетики создали вакуум-паровые системы отопления. Давление в них приближено к показателю 1 кг/м2.

Система замкнутая, снабжена капиллярным устройством, которое предназначено для сбора конденсата и отвода его в котёл. Из магистрали выкачивают воздух. Для создания определённого разрежения используют специальные устройства. Специалисты отмечают, что вакуум-паровые системы имеют высокий КПД. Они безопасны в использовании.

Схема парового отопления может быть однотрубной или двухтрубной. При однотрубной системе обогрева конденсат и пар проходят по одной трубе. Для установки выбирают трубы с большим диаметром и толстой стенкой.

Если использовать данную схему, то отрегулировать температуру будет затруднительно. Делают это, уменьшая или увеличивая мощность котла. При этом температура воздуха в отдельных помещениях дома может быть сильно снижена или завышена.

Двухтрубная система предполагает разъединение пара и конденсата. Жидкость и пар циркулируют в разных трубах: они образуют замкнутую систему.

Для регулирования температуры в радиаторах устанавливают вентили. При этом производительность котла будет постоянной, все комнаты в доме будут отапливаться равномерно.

Для обогрева котла используют твёрдое, жидкое топливо или газ. Устанавливают газотрубные или водотрубные котлы. Водотрубное оборудование характеризуется как более безопасное.

Котёл представляет собой цилиндр, вдоль которого находятся трубки. Они заполняются водой. Нагрев происходит за счёт горелки. Температура воды в трубках повышается, образуется пар, который выводится в отопительную систему.

Газотрубное оборудование менее востребовано. В трубках вместо воды находится газ или продукты горения. В самом цилиндре циркулирует вода. Газ нагревает воду, происходит испарение. Пар выводится по патрубкам в систему труб и радиаторов.

В частных домах монтируют двухконтурную магистраль. Это даёт возможность не только контролировать температуру в трубах, но и получать горячее водоснабжение. При паровом обогреве трубы и радиаторы разогреваются до 100 0С. При соприкосновении с оборудованием можно получить сильный ожог. На батареи и трубы устанавливают защитные щитки.

Для монтажа магистрали выбирают стальные оцинкованные или медные трубы. Пластиковый материал использовать нельзя, несмотря на то, что производитель декларирует устойчивость к высоким температурам.

Температура пара, которая подаётся в магистраль, превышает 170 0С. Есть риск деформации и разрыва труб. В чём заключаются преимущества и недостатки парового отопления?

Плюсы и минусы

Паровой обогрев является эффективным как для больших, так и для малогабаритных помещений. Температура воздуха в комнате повышается очень быстро. Это является несомненным достоинством. Схему магистрали можно не усложнять установкой радиаторов: достаточно будет труб, по которым идёт горячий пар.

• Паровое отопление можно устанавливать в дачных и зимних домиках. Если нет необходимости в обогреве, то котёл просто отключают. Магистраль не разморозится.
• Привлекает стоимость установки обогрева, простота в обслуживании и эксплуатации.
• Если есть возможность подключиться к центральной газовой магистрали, то приобретают газовый котёл, что сэкономит финансы хозяина дома.

Несмотря на преимущества, которые присущи паровому отоплению, у него имеются и недостатки. Всегда присутствует риск аварийной ситуации. Если подобрать неправильное оборудование или некачественно провести монтаж магистрали, то пар под давлением может прорвать трубу или радиатор.

Домочадцы или животные могут получить сильные ожоги. Для установки оборудования всегда обращаются к специалистам, чтобы миновать внештатных ситуаций.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your quota.

Тепловой насос для отопления дома своими руками: принцип действия, разновидности агрегатов и инструкция по изготовлению

Выгода от использования системы отопления на базе теплового насоса (ТН) вполне очевидна. Однако, широкого применения данный способ обогрева жилища у нас пока не получил, главным образом – из-за дороговизны оборудования.

Проблемой заинтересовались народные умельцы. Кое-кто из них решил не отказываться от столь прогрессивной идеи и придумал, как соорудить тепловой насос для отопления дома своими руками.

Принцип действия

Название «тепловой насос» характеризует работу данного устройства максимально точно.

Действительно, этот агрегат цикл за циклом как бы выкачивает тепловую энергию, причем извлекаться она может из довольно холодной по нашим меркам среды, которая называется низкопотенциальным источником.

Под этим термином обычно подразумевают грунт на глубине более 2-х метров, прохладный зимний воздух и даже укрытый ледяной коркой водоем.

Рассмотрим работу этого технического чуда поэтапно:

1. В среду-источник помещается контур из труб, по которому циркулирует антифриз или раствор соли. За время обхода контура теплоносителю сообщается температура примерно в +5 – +7 градусов.
2. Далее теплоноситель поступает к испарителю ТН, в котором находится особое вещество – хладагент. Чаще всего в этом качестве выступает фреон. За счет теплообмена хладагент нагревается до тех же +5 – +7 градусов. При этом он переходит в газообразное состояние, поскольку закипает при температуре около -10 градусов.
3. Теперь происходит самое интересное: хладагент перекачивается компрессором в конденсатор, где сжимается под большим давлением, вследствие чего его температура увеличивается до 70 – 80 градусов. Конденсатор омывается водой, циркулирующей в отопительной системе. Она нагревается, а затем передает тепловую энергию радиаторам.
4. Через редукционный клапан хладагент порциями сбрасывается в испаритель, где он расширяется и остывает. При этом его температура становится ниже исходных 5-ти градусов, ведь часть внутренней энергии была передана рабочей среде отопительного контура на предыдущем этапе. Снова происходит нагрев от контакта с рассолом, испарение, закачка компрессором в конденсатор – и так по кругу.

Принцип действия теплового насоса

Разновидности

Когда говорят о видах ТН, указывают среду-источник и среду-получатель, посредством которой осуществляется отопление дома. Таким образом, выделяют следующие разновидности этих устройств:

1. ТН типа «грунт – вода»: в этом варианте средой-источником является грунт. Трубопровод с циркулирующим по нему рассолом или антифризом можно расположить горизонтально от 2-х до 5-ти метров ниже уровня земли (потребуется участок большой площади) – либо вертикально – в скважине глубиной 150 – 200 м. Потребителем выкачиваемой тепловой энергии выступает рабочая среда водяной системы отопления.
2. ТН типа «вода – вода»: в данном случае трубы внешнего контура погружаются не в грунт, а в расположенный поблизости водоем (если, конечно, таковой имеется в наличии). Важно, чтобы водоем даже в самый сильный мороз не промерзал на всю глубину. Разумеется, погрузить наружный контур в воду гораздо проще, чем закапывать в грунт, поэтому при наличии водоема данный вариант является наиболее предпочтительным.
3. ТН типа «воздух – вода»: ТН с самым простым устройством, но и наименее производительный. Наружного контура попросту нет, испаритель закреплен на стене снаружи дома и обдувается вентилятором. Тогда как температура в грунте и воде не снижается за пределы +5 градусов, воздух может охлаждаться и до -30, поэтому ТН типа «воздух – вода» или «воздух – воздух» (обогрев дома осуществляется по принципу тепловентилятора) работает эффективно далеко не всегда.

Достоинства и недостатки технологии

Важнейшими преимуществами ТН являются:

1. Экономичность: на каждый киловатт потребленной электроэнергии ТН выдает на-гора от 3 до 5 кВт тепла. То есть речь идет о практически дармовом отоплении.
2. Экологичность и безопасность: работа ТН не связана с образованием и выбросом в атмосферу каких-либо опасных для экологии веществ, а отсутствие пламени делает эту технологию абсолютно безопасной.
3. Простота эксплуатации: в отличие от газовых и твердотопливных котлов ТН не нужно чистить от сажи и копоти. Так же не придется сооружать и обслуживать дымоход.

Существенный недостаток данной технологии – высокая стоимость оборудования и монтажных работ.

Приведем простой расчет. Для дома площадью 120 кв. м понадобится ТН производительностью 120х0,1 = 12 кВт (из расчета 100 Вт на 1 кв. м). Модель Diplomat от компании Thermia с такой производительностью стоит около 6,8 тыс. евро. Несколько дешевле обойдется модель DUO того же производителя, но и ее стоимость нельзя назвать демократичной: около 5,9 тыс. евро.

Тепловой насос Thermia Diplomat

Даже если сравнивать с самым дорогим видом традиционного отопления – электрическим (по 4 руб. за 1 кВт*ч, 3 месяца – работа с полной загрузкой, 3 месяца – с половинной), окупаемость займет более 4-х лет, и это без учета стоимости монтажа наружного контура. На деле же ТН не всегда работает с расчетной производительностью, соответственно, и срок окупаемости может оказаться более продолжительным.

Покрытый толстым слоем льда пруд – отличный источник для бесплатного отопления. Геотермальное отопление: принцип работы, достоинства и недостатки, способы размещения внешнего контура.

Схему обвязки котла отопления вы найдете здесь.

Печь на отработанном топливе – отличный вариант для экономичного отопления помещения. Здесь https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/pechi/na-otrabotannom-masle-svoimi-rukami.html вы найдете пошаговую инструкцию по изготовлению такого устройства своими руками.

Делаем тепловой насос своими силами

В общих чертах инструкция по изготовлению тепловых насосов для отопления своими руками имеет следующий вид:

• приобретается компрессор;
• изготавливаются конденсатор и испаритель;
• устанавливается регулирующий клапан и производится заправка ТН фреоном.

Приобретение компрессора (можно б/у)

Компрессор следует выбирать спиральный, а не поршневой компрессор, так как он имеет более высокий КПД и отличается большей долговечностью.

Шумит он тоже меньше, что немаловажно, ведь агрегат будет находиться внутри дома.

В самодельном ТН вместо одного мощного компрессора можно установить несколько маломощных, которые будут включаться в работу один за другим.

Преимущество такого варианта – снижение величины пусковых токов в сравнении со схемой, включающей один компрессор. «Сердце» ТН следует закрепить на стене с помощью кронштейнов.

Изготовление конденсатора

Конденсатор изготавливается в виде змеевика из медной трубы. Ее диаметр и длина подбираются таким образом,чтобы площадь поверхности соответствовала значению:

S = P / 0.8 x dT

Здесь:

• S, кв. м – площадь поверхности конденсатора (медного змеевика);
• P, кВт – мощность по тепловыделению;
• 0,8 – стандартный коэффициент теплопроводности для меди;
• dT, градусы – разность температур теплоносителя отопительной системы на входе и выходе в теплообменник.

Для придания змеевику правильной формы медную трубу можно оборачивать вокруг газового баллона. Ее стенка должна быть не тоньше 1-го мм, иначе при сгибании она будет заминаться.

Конденсатор располагают так, чтобы фреон поступал в него сверху.

Испаритель рассчитывают и изготавливают совершенно аналогично. Фреон в него должен поступать снизу.

Наиболее эффективными являются покупные пластинчатые теплообменники, но стоят они довольно дорого: около 400 евро. Предлагается установить испаритель и конденсатор в обычных баках, каждый из которых подключен к соответствующему контуру. Емкость бака для конденсатора составляет примерно 120 л, для испарителя понадобится меньший объем – около 70 л. Правда, змеевик испарителя может оказаться слишком большим, в этом случае для него также можно взять бак объемом 120 л.

Все привылки, что электрическое отопление стоит очень дешево, поэтому оно не пользуется большой популярностью. На самом деле отопление дома электричеством дешево можно организовать при помощи многотарифных счетчиков и накопительных емкостей. Как это делается, читайте на нашем сайте.

Подробную систему расчета мощности котла отопления вы найдете в этой теме.

Завершающий этап

Завершающий этап – монтаж терморегулирующего клапана и заправка ТН фреоном R22 или R422. Для этих операций придется приглашать специалиста с соответствующим оборудованием.

Схема устройства самодельного теплового насоса

Способы размещения наружного контура

Существует несколько вариантов размещения наружного контура:

1. В грунте горизонтально: трубы укладываются «змейкой» с шагом около 1 м на глубине, превышающей глубину промерзания грунта. Длина контура определяется из расчета 20 – 30 Вт потребной тепловой мощности на 1 м.п. Устройство такого контура не потребует специальных навыков, но под него придется отвести довольно большой участок.
2. В грунте вертикально: трубы наружного контура помещают в скважины глубиной до 200 м. В этом случае с 1-го м.п. удается получить уже 50 Вт тепла. Построить вертикальный контур самостоятельно невозможно, придется приглашать бурильщиков. Но у него есть и преимущество: уходя вглубь, вы сэкономите изрядную часть собственной территории.
3. В водоеме: при наличии водоема – самый предпочтительный вариант, так как отпадает необходимость производства земляных работ. Трубы контура укладывают на дне спиралью и прижимают грузом. Производительность по теплу – около 30-40 Вт/м.п.
4. На воздухе: в этом случае, как уже говорилось, наружный контур вовсе отсутствует. Испаритель необходимо закрепить на улице, установив рядом с ним вентилятор.

О бивалентных системах отопления

В этом случае можно соорудить бивалентную отопительную систему.

От моновалентной она отличается наличием нескольких принципиально разных источников тепла.

Так, например, тепловой насос можно совместить с солнечным коллектором или твердотопливным котлом.

Видео на тему

Как сделать тепловой насос своими руками

Сегодня мало кто сомневается в том, что тепловой насос для отопления дома – самое эффективное средство из всех существующих. Оно же — самое дорогое и сложное в исполнении. По этой причине многие домашние умельцы взялись за самостоятельное решение данной проблемы. Но ввиду ее высокой сложности достижение положительных результатов дается весьма непросто, нужно иметь энтузиазм, терпение и вдобавок хорошо изучить теорию. Наша статья для тех, кто делает первый шаг на пути внедрения у себя дома такого альтернативного источника энергии, как тепловой насос, сделанный своими руками.

Устройство и принцип работы

Для сборки действующей модели теплового насоса не обойтись без знания теории, а точнее, принципа действия этого устройства. Хотелось бы изначально отметить, что утверждения о КПД в 300, 500 и 1000% — это миф или просто маркетинговый ход, рассчитанный на незнание рядовым пользователем законов физики. Так вот, тепловой насос – это устройство, берущее тепловую энергию в одном месте и перемещающее ее в другое с определенным КПД, не превышающим 100%. В отличие от котельных установок, он самостоятельно тепло не производит.

Примером могут служить домашние холодильники и кондиционеры, чья конструкция основана на так называемом цикле Карно, его же использует принцип работы теплового насоса для отопления или ГВС. Суть этого цикла заключается в движении вещества (рабочего тела) по замкнутой системе и меняющего свое агрегатное состояние с жидкого на газообразное и наоборот. В момент перехода выделяется или поглощается огромное количество энергии.

Чтобы пояснить на более доступном языке, перечислим основные элементы, которые включает в себя устройство теплового насоса:

• компрессор;
• теплообменник, где рабочее тело переходит в газообразное состояние (испаритель);
• теплообменник, в котором рабочее тело конденсируется (конденсатор);
• расширительный (редукционный) клапан;
• средства управления и автоматики;
• магистрали из медных трубок.

В качестве рабочего тела выступает вещество, закипающее при низких температурах – фреон. Циркулируя по трубке в виде жидкости, первым делом он попадает в испаритель. После взаимодействия с теплоносителем от внешнего источника (воздух, вода, грунт) рабочее тело испаряется и продолжает свое движение в виде газа. На этом участке давление в системе — низкое. Всю цепочку цикла отражает принципиальная схема теплового насоса:

Пройдя компрессор, фреон под давлением движется ко второму теплообменнику, где ему предстоит сконденсироваться и передать полученное тепло воде, снова приняв жидкое состояние. Далее, рабочее тело попадает в расширительный клапан, давление снова падает и оно продолжает свой путь к испарению. Цикл завершен.

Заводские теплонасосы для жилого дома способны выдавать теплоноситель с температурой 55—60 ºС, этого достаточно для обогрева помещений радиаторами либо теплыми полами. При этом вся система отопления затрачивает электроэнергию на такие цели:

• питание компрессора;
• вращение роторов циркуляционных насосов наружного и внутреннего контура;
• питание средств автоматики и контроля.

Получается, что при потреблении 1 кВт электричества действие теплового насоса может переместить в дом до 5 кВт тепловой энергии извне, отсюда и небылицы о КПД 500%.

Тепловой насос воздух-воздух

Теоретически любая среда, имеющая температуру выше абсолютного нуля (минус 273 ºС), обладает запасом тепловой энергии. А значит, ее можно извлечь, уж тем более это нетрудно сделать при температуре окружающего воздуха минус 10—30 ºС.

Для этой цели служит тепловой насос воздух-воздух, отнимающий тепло у наружной окружающей среды и перемещающий его внутрь частного дома. Это самый доступный способ по цене оборудования и стоимости монтажа, он же – наименее эффективный. Чем крепче мороз на улице, тем меньше тепла удается получить. Принцип действия системы показан на рисунке:

Наружный блок воздушного теплового насоса внешне похож на такой же агрегат сплит-системы, только внутри у него нет компрессора. Остается лишь пластинчатый теплообменник и вентилятор, чьей задачей является повысить интенсивность процесса путем нагнетания через пластины большого количества воздуха.

Тепловой насос вода-вода

Более эффективным вариантом считается тепловой насос вода-вода. Он извлекает тепловую энергию из ближайшего водоема, если таковой есть на расстоянии до 100 м от дома. Другой, более распространенный способ – отбор тепла у грунтовых вод через скважину. По сути, скважин нужно 2: одна для выкачивания воды, другая – для ее сброса. Ниже представлены схемы тепловых насосов, действующих по такому принципу:

Здесь есть свои нюансы. Вода из скважины должна проходить очистку перед попаданием теплообменник, а трубы надо прокладывать ниже глубины промерзания грунта. Другое дело – контур на дне водоема, он заполняется незамерзающей жидкостью (пропиленгликолем), что служит посредником между водой и хладагентом.

Важно. Способность обеспечить частный дом тепловой энергией в этом случае зависит от производительности скважины и объема воды в пруде. Также существуют варианты погружения внешнего контура в проточную воду реки или канализационный септик.

Также существуют геотермальные тепловые насосы, чей принцип работы не отличается от предыдущих типов аппаратов, только тепло извлекается из грунта на глубине, где температура всегда одинакова – плюс 7 ºС. Для этого в землю закапывается горизонтальный контур из труб, занимающий большую площадь, либо в скважины глубиной 25 м опускаются геотермальные зонды. В обоих случаях в качестве теплоносителя используется антифриз.

Считается, что работа теплового насоса, добывающего тепло из грунта, — самая стабильная и эффективная. Но покупка и монтаж подобного оборудования очень дороги, а домашние мастера-умельцы редко прибегают к реализации этого варианта.

Как собрать тепловой насос в домашних условиях?

Поскольку термодинамический расчет теплового насоса представляет для большинства домашних мастеров — самодельщиков немалую сложность, приводить его здесь мы не будем. Наша задача – представить несколько действующих моделей, чтобы любой энтузиаст мог взять какую-нибудь из них за основу для создания собственного детища.

Необходимо отметить, что тепловой насос, придуманный и собранный своими руками, для подавляющего большинства рядовых пользователей останется недостижимой мечтой, если не приложить к его изготовлению массу усилий и времени.

Простейший тепловой насос из старого холодильника был описан в статье журнала «Инженер» за 2006 г. Он позиционируется, как нагреватель воздух – воздух для небольшого помещения или теплицы. Кстати, какой бы ни был мощный бытовой холодильник, на обогрев даже небольшого дома его не хватит, а вот на 1 комнатку – вполне. Решение реализуется 2 способами, причем внутренняя автоматика отключения демонтируется и все агрегаты соединяются напрямую для непрерывной работы. В первом случае старый холодильник находится в помещении, конструкция насоса показана на схеме:

Снаружи к нему прокладывается 2 воздуховода и врезается в переднюю дверку. Воздух по верхнему каналу попадает в морозилку, охлаждается и опускается к нижнему воздуховоду из-за увеличения плотности. Затем он покидает корпус холодильника, вытесняемый верхним потоком. Помещение прогревается от теплообменника, расположенного на задней стенке агрегата. По второму способу сделать своими руками тепловой насос так же просто, надо лишь встроить холодильник в наружную стену, как изображено на схеме:

Самодельный обогреватель из холодильника может функционировать до наружной температуры минус 5 ºС, не ниже.

Тепловой насос из кондиционера

Современные сплит-системы, особенно инверторного типа, успешно выполняют функции того же теплового насоса воздух – воздух. Их проблема в том, что эффективность работы падает вместе с наружной температурой, не спасает даже так называемый зимний комплект.

Домашние умельцы подошли к вопросу иначе: собрали самодельный тепловой насос из кондиционера, отбирающий теплоту проточной воды из скважины. По сути, от кондиционера тут используется только компрессор, иногда – внутренний блок, играющий роль фанкойла.

По большому счету, компрессор можно приобрести отдельно. К нему потребуется сделать теплообменник для нагрева воды (конденсатор). Медная трубка с толщиной стенки 1—1.2 мм длиной 35 м наматывается для придания формы змеевика на трубу диаметром 350—400 мм или баллон. После чего витки фиксируются перфорированным уголком, а затем вся конструкция помещается в стальную емкость с патрубками для воды.

Компрессор из сплит-системы присоединяется к нижнему вводу в конденсатор, а к верхнему подключается регулирующий клапан. Таким же образом изготавливается испаритель, для него сгодится обычная пластиковая бочка. Кстати, вместо самодельных емкостных теплообменников можно использовать заводские пластинчатые, но это обойдется недешево.

Сама по себе сборка насоса не слишком сложна, но здесь важно уметь правильно и качественно пропаивать соединения медных трубок. Также для заправки системы фреоном потребуются услуги мастера, не станете же вы специально покупать дополнительное оборудование. Дальше – этап наладки и пуска теплового насоса, который далеко не всегда проходит удачно. Возможно, придется немало повозиться, чтобы добиться результата.

Заключение

Конечно, отопление дома тепловым насосом – мечта многих домовладельцев. К сожалению, стоимость установок слишком высокая, а справиться с собственноручным изготовлением могут единицы. И то зачастую мощности хватает лишь на ГВС, об отоплении речь не идет. Если бы все было так просто, то у нас в каждом доме стоял самодельный тепловой насос, а пока что он остается недоступным широкому кругу пользователей.

Схема и технология работы теплового насоса

Сжигание классического топлива (газ, дрова, торф) является одним из древних способов получения тепла. Однако истощение традиционных источников энергии побудили человека искать более сложные, но не менее эффективные альтернативные варианты. Одним из ни стало изобретение теплового насоса, работа которого основана на школьных законах физики.

• 1 Работа теплового насоса
• 2 Видео о технологии работы
• 3 Схема теплового насоса
• 4 Основные виды

Работа теплового насоса

Очень сложный на первый взгляд принцип работы тепловых насосов базируется на нескольких простых законах термодинамики и свойствах жидкостей и газов:

1. Когда газ переходит в жидкое состояние (конденсация), выделяется тепло
2. Когда жидкость переходит в газ (испарение), поглощается тепло

Большинство жидкостей могут закипать при достаточно высоких температурах, близких к 100 градусам. Но встречаются вещества и с достаточно низкими температурами кипения. У фреона она около 3-4 градусов. Превращаясь в газ, он легко сжимается и внутри емкости начинает расти температура.

Теоретически фреон можно сжимать до получения любых желаемых температур, но на практике ограничиваются 80-90 градусами, необходимыми для полноценной работы классической системы отопления.

Каждый сталкивается с тепловым насосом не один раз в день, когда проходит мимо холодильника. Однако в нем он работает в обратном направлении, забирая тепло продуктов и рассеивая в атмосферу.

Если вы ищете где купить теплообменное оборудование для вашего производство, то советуем продукцию уральский завод котельного оборудования.

Видео о технологии работы

Схема теплового насоса

Работоспособность большинства тепловых насосов базируется на тепле грунта, в котором на протяжении года температура практически не колеблется (в пределах 7-10 градусов). Тепло перемещается между тремя контурами:

1. Контур отопления
2. Тепловой насос
3. Рассольный (он же земляной) контур

Классический принцип работы тепловых насосов в отопительной системе состоит из следующих элементов:

1. Теплообменник, отдающий внутреннему контуру тепло, забираемое у земли
2. Сжимающее устройство
3. Второе теплообменное устройство, передающее отопительной системе энергию, получаемую во внутреннем контуре
4. Механизм, понижающий давление в системе (дросселе)
5. Рассольный контур
6. Земляной зонд
7. Отопительный контур

Труба, которая выполняет роль первичного контура, помещается в колодец или закапывается непосредственно в землю. По ней перемещается незамерзающий жидкий теплоноситель, температура которого повышается до аналогичной характеристики земли (около +8 градусов) и поступает во второй контур.

Вторичный контур забирает тепло у жидкости. Циркулирующий внутри фреон начинает закипать и преобразовываться в газ, который направляется в компрессор. Поршень сжимает его до 24-28 атм, благодаря чему происходит увеличение температуры до +70-80 градусов.

На данном рабочем этапе происходит концентрирование энергии в один небольшой сгусток. Благодаря этому увеличивается температура.

Разогретый газ поступает в третий контур, который представлен системами горячего водоснабжения или даже отопления дома. При передаче тепла возможны потери до 10-15 градусов, но они оказываются не существенны.

Когда фреон остывает, происходит уменьшение давления, и он вновь превращается в жидкое состояние. При температуре 2-3 градуса он поступает обратно во второй контур. Цикл повторяется снова и снова.

Основные виды

Устроен принцип работы тепловых насосов так, чтоб они легко эксплуатировались без перебоев в широком диапазоне температур – от -30 до +40 градусов. Наибольшую популярность получили следующие два вида моделей:

• Абсорбционного типа
• Компрессионного типа

Абсорбционного типа модели имеют достаточно сложное устройство. Они передают полученную тепловую энергию непосредственно при помощи источника. Их эксплуатация значительно снижает материальные затраты на расходующиеся электричество и топливо. Компрессионного типа модели для переноса тепла потребляют энергию (механическую и электрическую).

В зависимости от применяемого теплового источника насосы подразделяются на следующие виды:

1. Перерабатывающие вторичное тепло – самые дорогостоящие модели, получившие популярность для обогрева объектов в промышленности, в которых вторичное тепло, вырабатываемое другими источниками, расходуется в никуда
2. Воздушные – забирающие тепло из окружающего воздуха
3. Геотермальные – выбирают тепло из воды или земли

По видам входного/выходного теплоносителя все модели можно классифицировать следующим образом – грунт, вода, воздух и их различные сочетания.

Геотермальные тепловые насосы

Популярными являются геотермальные модели насосов, которые подразделяются на два вида: замкнутого или открытого типа.

Простое устройство открытых систем позволяет нагревать проходящую внутри воду, которая в последствии вновь поступает в землю. Идеально она работает при наличии неограниченного объема чистого жидкого теплоносителя, который после потребления не наносят вред среде.

Замкнутые системы геотермальных тепловых насосов делят на следующие разновидности:

• Водный – коллектор располагается в водоеме на непромерзаемой глубине
• С вертикальным расположением – коллектор помещается в скважину на глубину до 200 м и применим в местностях с неровным ландшафтом
• С горизонтальным расположением – коллектор помещается в землю на глубину 0.5-1 м, очень важно обеспечить на ограниченной площади большой контур

Насос типа воздух-вода

Одним из наиболее универсальных вариантов является модель «воздух-вода». В теплые периоды года она весьма эффективна, но зимой производительность может существенно падать.

Преимуществом системы является простой монтаж. Подходящее оборудование может монтироваться в любом удобном месте, например, на крыше. Тепло, которые в виде газа или дыма удаляется из помещения, может использоваться повторно.

Тепловой насос «вода-вода» один из самых эффективных. Но его использование может быть ограничено наличием поблизости водоема или недостаточной глубиной, на которой в зимний период не наблюдается существенного падения температуры.

Низко потенциальная энергия может выбираться из следующих источников:

• Грунтовые вода
• Водоемы открытого типа
• Сточные промышленные воды

Наиболее прост принцип работы тепловых насосов у моделей, отбирающих тепло в водоеме. Если принято решение использовать подземные воды, может потребоваться бурение колодца.

Тепло из грунта можно получать на протяжении всего года, так как на глубинах от 1 м температура практически не меняется. В качестве носителя тепла используют «рассол» — незамерзающую жидкость, которая циркулирует по пластиковым трубам.

Один из недостатков системы «грунт-вода» — необходимость большой площади для достижения желаемой эффективности. Нивелировать его стараются укладкой труб кольцами.

Коллектор можно располагать в вертикальном положении, но потребуется скважина глубиной до 150 м. На дне монтируются зонты, отбирающие тепло грунта.

Плюсы и минусы отопительных систем с тепловым насосом

Тепловые насосы нашли широкое применение в системах отопления частной жилой площади или промышленных площадей. Они постепенно вытесняют более классические источники энергии благодаря надежности и экономичности.

Среди многочисленных преимуществ, которые предоставляет эксплуатация теплового насоса, выделяют:

• Экономия материальных средств на техническом обслуживании систем и теплоносителе
• Насосы работают полностью в автономном режиме
• В окружающую среду не выделяются вредные продукты горения и прочие токсичные вещества
• Пожаробезопасность монтируемого оборудования
• Возможность легко реверсировать работу системы

Несмотря на массу преимуществ, необходимо принять во внимание и отрицательные стороны эксплуатации теплового насоса:

• Большие первоначальные вложения на обустройства отопительной системы – от 3 до 10 тысяч долларов
• В холодные периоды, когда температура отпускается ниже -15 градусов, необходимо подумать об альтернативных вариантах отопления
• Отопление, основанное на работе теплового насоса, наиболее эффективно только в системах низкотемпературным теплоносителем

Еще одно схематичное видео:

Узнав и освоив принцип работы теплового насоса, можно подумать и принять решение о целесообразности его установки и использования. Первоначальные затраты, которые могут показаться очень масштабными, в скором времени окупятся и начнут приносить своеобразную прибыль в виде экономии на классическом топливе.