Calefacció de vapor en una casa particular i casa de camp a base d'una estufa o caldera
La calefacció eficient de la llar és una de les tasques més importants per a cada propietari.Una solució interessant a aquest problema podria ser un sistema de calefacció de vapor, els principis de funcionament i el disseny del qual difereixen dels circuits d'aigua habituals.
Aquesta no és l'opció més fàcil i té els seus propis punts forts i febles. Parlarem de les regles de disseny i organització, les característiques del sistema amb un refrigerant de vapor. Aprendràs com instal·lar calefacció de vapor en una casa particular i com fer-ho funcionar correctament.
El contingut de l'article:
Principi de funcionament del sistema de vapor
Quan l'aigua bull a pressió constant, manté la seva temperatura constant. El vapor format com a resultat d'aquesta ebullició té una quantitat important d'energia tèrmica. En el moment de la condensació, és a dir. Quan el vapor es converteix en líquid, aquesta energia s'allibera i es transfereix al medi ambient.
Aquest principi s'utilitza en el funcionament dels sistemes de calefacció de vapor. L'aigua bull a la caldera, el vapor es mou per les canonades fins als radiadors, on es condensa i es dissol amb la calor, escalfant així l'aire de l'habitació.
L'aigua obtinguda durant el procés de condensació continua movent-se per les canonades i torna a un dipòsit d'emmagatzematge especial, i després flueix a l'escalfador de manera natural o forçada mitjançant una bomba.
Depenent de la pressió dins del sistema de calefacció de vapor, es divideixen en:
- buit-vapor;
- pressió baixa;
- pressió alta.
En el primer, la pressió és inferior a 0,1 MPa, en el segon, fins i tot més baix, fins a 0,07 MPa, i en el tercer, més de 0,07 MPa. Els sistemes oberts de baixa pressió tenen accés a l'aire de l'atmosfera, però també es poden tancar, és a dir. completament segellat.
Aquests sistemes solen utilitzar l'anomenat vapor saturat sec, que no conté partícules d'aigua en suspensió. La quantitat de vapor del sistema afecta el seu funcionament. Si hi ha massa poc vapor, crearà problemes per al lliure flux de condensats i l'aire fred s'acumularà a la part inferior del dispositiu de calefacció.
Un volum suficient de vapor millora el procés de sortida del condensat, que s'empeny cap a les parets i flueix cap avall en forma d'una fina pel·lícula d'aigua.
En sistemes tancats, l'aigua entra immediatament a l'intercanviador de calor després de la condensació, però sovint s'utilitzen sistemes de llaç obert en què el refrigerant es recull primer en un dipòsit d'emmagatzematge i després es bombeja a la caldera per escalfar-lo.
El condensat pot omplir completament les canonades per on es mou per escalfar-se o només parcialment. Aquesta darrera opció és preferible, ja que quan s'apaga el sistema, les canonades romandran seques.
Característiques dels sistemes de baixa pressió
Una versió habitual d'aquest sistema es tanca, utilitzant el retorn per gravetat del condensat a la caldera, que no omple completament les canonades, i s'utilitza una distribució de canonades superiors.
En primer lloc, el sistema s'omple d'aigua fins al nivell requerit, després del qual comença la calefacció. El condensat flueix per un aixet comú i, quan s'arriba a un nivell predeterminat, és forçat a la caldera.
En el mateix sistema amb distribució de fons, es recomana instal·lar canonades amb una lleugera inclinació en la direcció del moviment del vapor per tal de reduir els efectes del soroll. En el punt on es drena el condensat, s'instal·la un segell d'aigua en forma de bucle, que impedeix el moviment del vapor a la línia de condensació.
La velocitat del vapor en aquests sistemes ha de ser moderada, no més de 0,14 m/s. En cas contrari, el vapor també capturarà les partícules d'humitat acumulades a les parets. Com a resultat, el sistema funciona amb més soroll i augmenta el risc de cop d'ariet.
Cablejat combinat, és a dir. s'utilitza una combinació de cablejat superior i inferior si es col·loquen canonades sota el terra del pis superior o mitjà de la casa. El lumen de les canonades per on torna l'aigua a la caldera es tancarà en aquest cas per condensació.
Si la pressió del sistema supera els 0,02 MPa, s'ha d'obrir. L'aire s'elimina a través d'un dipòsit d'emmagatzematge de condensats i, per evitar que el vapor surti del sistema, s'instal·la un desguàs de condensats o un segell d'aigua. L'aigua del dipòsit d'emmagatzematge es bombeja a l'intercanviador de calor, la qual cosa permet instal·lar el dipòsit d'emmagatzematge per sota del nivell en què es troba l'intercanviador de calor.
Valoració dels avantatges i desavantatges
Quins avantatges té un sistema de calefacció per vapor? És relativament fàcil de fer fins i tot amb una estufa de llenya convencional. Això és especialment cert a les zones on no hi ha subministrament centralitzat de gas, però la llenya o un altre combustible sòlid és bastant accessible.
El vapor està molt per davant de l'aigua com a refrigerant. La seva velocitat de calefacció és tres vegades més alta. A més, és poc probable que un sistema de calefacció de vapor falli durant el fred hivernal a causa de la manca de calefacció.
Si la caixa de foc es crema, l'aigua del sistema s'acumularà al dipòsit d'emmagatzematge o intercanviador de calor i les canonades i radiadors romandran buits. Amb l'escalfament d'aigua, se sap que la congelació del refrigerant, que omple tot el circuit, provoca la ruptura de la canonada.
Finalment, les dimensions dels radiadors de calefacció de vapor haurien de ser significativament més petites que les dels sistemes d'aigua, ja que la quantitat d'energia tèrmica obtinguda com a resultat augmenta diverses vegades. Això reduirà lleugerament el cost d'instal·lar un sistema de calefacció a casa.
Això conclou la llista d'avantatges del sistema de vapor, i podem passar als seus inconvenients, que són força significatius:
- alt risc de cremades;
- augment del nivell de soroll durant el funcionament;
- dificultats per ajustar el funcionament del sistema;
- la necessitat de comprar canonades cares, etc.
Les normes de seguretat no recomanen la calefacció de vapor per a locals residencials, ja que suposa un alt risc per a la salut i la vida de les persones que viuen a la casa.
Així, la temperatura de funcionament dels radiadors serà molt elevada, i si els toqueu us podeu cremar greus. Per tant, tots els radiadors hauran d'estar coberts amb reixes decoratives fiables.
Les canonades de PVC normals no són adequades per a aquest sistema, ja que han de suportar altes pressions i temperatures de més de 100 graus. Els mateixos requisits s'apliquen a altres elements del sistema. Les canonades de calefacció de vapor han de ser de coure o acer galvanitzat.
En qualsevol cas, aquest moment no es pot anomenar pressupostari. Cal prestar la màxima atenció als problemes de seguretat. Tots els treballs d'instal·lació, per exemple, la soldadura de canonades de coure, requeriran un rendiment de màxima qualitat. Si es trenca la connexió i pel forat s'escapa un corrent de vapor, un dels ocupants de l'habitatge corre el risc de cremar-se greus.
Un altre desavantatge de la calefacció per vapor és l'augment del nivell de soroll. Per solucionar aquest problema, cal instal·lar correctament els radiadors. Estan suspesos sobre suports especials anti-soroll. El millor és col·locar la caldera o l'estufa en una habitació separada. A més, es poden col·locar tubs de coure al gruix de les parets, la qual cosa també reduirà el nivell de soroll.
Finalment, és una mica difícil regular la temperatura de calefacció a les habitacions amb calefacció de vapor. No podeu instal·lar un termòstat i simplement reduir la quantitat de vapor. Haureu de reduir la quantitat de combustible, que no sempre és fàcil, o ventilar el local. Abans de començar a treballar en la instal·lació d'un sistema de calefacció de vapor, s'han de tenir en compte tots aquests punts.
Disseny d'un sistema de calefacció per vapor
Fins i tot per a una habitació petita, el millor és elaborar un projecte. Un sistema fet a l'atzar probablement necessitarà aviat una reelaboració, i un diagrama elaborat en paper us permetrà identificar immediatament els punts febles i corregir-los.
Per exemple, per crear un sistema amb circulació natural de refrigerant, l'intercanviador de calor i, per tant, el dispositiu de calefacció, s'han d'ubicar al punt més baix de la casa.
Això vol dir que l'estufa o caldera s'ha d'ubicar per sota de tots els radiadors, així com les canonades que no siguin verticals, sinó horitzontals o en angle amb la vertical.
Si no és possible col·locar el dispositiu de calefacció d'aquesta manera (la casa no té soterrani, el soterrani s'utilitza per a altres finalitats, etc.), s'ha de donar preferència a la calefacció amb circulació forçada.
Per tant en diagrama de calefacció de vapor cal encendre la bomba que bombarà aigua a l'intercanviador de calor. Un punt important en el disseny d'un sistema de calefacció és l'ordre en què es connecten els radiadors.Una connexió seqüencial o l'anomenat sistema d'un tub consisteix a connectar tots els radiadors per ordre.
Com a resultat, el refrigerant es mourà seqüencialment pel sistema i es refredarà gradualment. Aquesta és una opció de connexió econòmica, que és més fàcil d'instal·lar i serà més econòmica.
Però la uniformitat de la calefacció amb aquest mètode patirà, ja que el primer radiador serà el més calent i l'últim refrigerant entrarà en un estat mig refredat.
Una solució d'un sol tub només pot ser acceptable quan es connecta la calefacció de vapor en una casa de camp o en una casa petita amb una superfície inferior a 80 metres quadrats. m I per a una casa de camp espaiosa o un edifici de dos pisos, és més adequat un sistema de dues canonades en què els radiadors estan connectats en paral·lel.
El disseny d'un sol tub garanteix un flux simultani i no seqüencial de refrigerant a cada radiador, i les habitacions s'escalfen de manera més uniforme. Però amb un circuit de dues canonades s'hauran de connectar dues canonades a cada radiador: directe i retorn.
Aquest sistema és més difícil d'implementar i costarà una mica més que quan s'instal·la un sistema d'un sol tub. Tanmateix, la gran majoria dels sistemes d'escalfament d'aigua es fabriquen segons un esquema de dues canonades, malgrat les dificultats, i funcionen amb força èxit.
Si teniu previst utilitzar una estufa de llenya com a font de calor, haureu de calcular i dissenyar immediatament un intercanviador de calor especial. Sembla una bobina soldada a partir de canonades metàl·liques. Aquest element està integrat directament a l'estructura del forn i no s'instal·la per separat.
Per tant, el disseny d'un nou forn també s'ha de considerar en l'etapa de disseny. També podeu utilitzar una estufa existent, però s'haurà de desmuntar parcialment per instal·lar l'intercanviador de calor a l'interior.
Per obtenir 9 kW de calor, cal un intercanviador de calor amb una superfície d'aproximadament un metre quadrat. Com més gran sigui la zona d'escalfament, més gran hauria de ser la mida de l'intercanviador de calor.
Si teniu previst escalfar l'habitació amb una caldera, tot és una mica més senzill: heu de comprar-lo i instal·lar-lo. Normalment, per a la calefacció de vapor a una casa, es recomana prendre un model de caldera de tub d'aigua, ja que és el més eficient.
Tot i que els models de tub de foc, combustió de fum o combinats de tubs de fum i foc també poden ser una opció completament acceptable.
De vegades utilitzen la calefacció de vapor per organitzar-se caldera casolana, en què es crema oli de motor usat. Però aquesta opció es considera adequada per utilitzar-la en safareigs, per exemple, en un garatge. Per a un edifici residencial, aquesta opció no és gaire bona.
Instal·lació basada en una estufa de llenya
Si el projecte s'ha elaborat, és el moment d'aprovisionar-se dels materials i eines necessàries. Un projecte elaborat prèviament us permetrà calcular el nombre necessari d'elements del sistema.
S'hi han de marcar tots els girs, connexions, tees, llocs d'instal·lació del radiador, etc. A més, cal comprar abraçadores de canonada, així com suports sobre els quals s'instal·laran els radiadors.
La longitud de les canonades també es calcula segons el diagrama. Per reduir la pressió del vapor al sistema si cal, necessitareu una vàlvula reductora de pressió. El segell hidràulic és necessari per permetre que el sistema es dreni completament per netejar, mantenir o reparar.
Es recomana instal·lar una vàlvula de tancament davant de cada radiador, que permetrà tancar-lo per reparar-lo, rentar-lo o substituir-lo. També instal·lat en radiadors Grues Mayevskyper alliberar l'aire atrapat al sistema. Tot i que el vapor és una substància gasosa i no un líquid, la presència d'aire al sistema pot afectar negativament la seva eficiència.
Per garantir que el procés de condensació es produeixi als radiadors, i no al dipòsit d'emmagatzematge o a la columna, es recomana instal·lar una tee amb un endoll a la sortida per on només passarà aigua. Si teniu previst instal·lar un sistema amb circulació forçada, necessitareu una bomba de circulació. A més, necessiteu un recipient per recollir la humitat condensada.
Els sistemes de flux per gravetat no necessiten aquests dispositius. Però la canonada que porta l'aigua fins a l'intercanviador de calor ha de ser prou ampla per permetre que el líquid es mogui ràpidament per escalfar-lo.
A més de les eines d'instal·lació habituals, sens dubte necessitareu una màquina de soldadura connexions de tubs de coure. Les estructures d'acer galvanitzat solen tenir connexions roscades que s'han de segellar amb cura. Si teniu previst instal·lar calefacció de vapor d'un forn, haureu de començar amb la fabricació d'un intercanviador de calor.
Està fet de tubs metàl·lics de 2,5-3 mm de gruix o fins i tot una mica més gruixuts. L'intercanviador de calor es pot fer en forma de bobina o en qualsevol altra forma. El més important és que el dispositiu encaixi dins estufa de llenya, i també que la seva superfície és prou gran per escalfar l'aigua i generar vapor.
La qualitat de la soldadura de l'intercanviador de calor ha de ser, sense exagerar, la ideal. Fins i tot les cavitats microscòpiques de les costures són inacceptables, ja que el dispositiu estarà exposat a una major pressió del vapor calent. Un cop l'intercanviador de calor estigui llest per a la instal·lació, s'ha de comprovar cada soldadura.
Per fer-ho, primer recobriu totes les costures amb guix blanc. Després d'això, es tanca un dels forats de l'intercanviador de calor i s'aboca querosè al segon fins que el dispositiu s'omple fins a la part superior. Ara cal esperar una mica i després avaluar l'estat de les costures. Si hi ha esquerdes, el querosè es filtrarà a través d'elles i en aquests llocs el guix s'enfosquirà.
Es corregeixen els defectes identificats i, a continuació, es repeteix la prova per garantir la integritat del dispositiu. Ara hauríeu de rentar-lo i després començar a col·locar l'estufa de llenya.L'intercanviador de calor està integrat de manera segura a la caixa de foc i les canonades es connecten a la seva entrada i sortida, que després s'utilitzen per connectar l'intercanviador de calor al sistema de calefacció de la casa.
La col·locació del forn es completa de la manera habitual per a aquestes estructures. Després s'instal·len les canonades i sistema de calefacció per radiadors d'acord amb el projecte elaborat anteriorment. En primer lloc, s'instal·len radiadors, utilitzant suports que amortitzen el soroll del funcionament de la calefacció de vapor.
Les aixetes Mayevsky s'instal·len a cada radiador perquè l'aire es pugui alliberar. Necessitareu una vàlvula de tancament més que els radiadors, ja que cal instal·lar una vàlvula de tancament comuna al principi del sistema. Davant d'aquesta aixeta també s'instal·la una vàlvula reductora de pressió i una unitat de refrigeració reductora.
Al final, si el projecte ho preveu, s'instal·la un dipòsit d'emmagatzematge de refrigerant i bomba de circulació. Per als sistemes dissenyats amb circulació natural en lloc de forçada, no calen un dipòsit ni una bomba. Però la canonada que condueix a l'intercanviador de calor ha de tenir una lleugera inclinació, uns 3 mm per metre.
Els sistemes amb caldera de vapor s'instal·len aproximadament de la mateixa manera: d'acord amb el disseny i ajustats a les característiques de l'equip. Per exemple, probablement no es necessiti una vàlvula reductora de pressió i un refrigerador, ja que el sistema de control de la pressió i la temperatura del vapor ja està integrat a la caldera.
Alguns consells útils
Quan instal·leu un sistema de calefacció per vapor, heu de recordar que tots els seus elements han de suportar altes temperatures, més de 100 graus.Per exemple, un expansor de membrana normal no funcionarà com a dipòsit de reserva en cas d'augment del volum de refrigerant, perquè el seu màxim és de 85 graus.
La xemeneia d'una estufa amb intercanviador de calor integrat s'embrutarà més ràpidament que la d'una estufa convencional. Aixo es perqué neteja de la xemeneia s'ha de planificar i executar més sovint.
Si es desitja, també es pot utilitzar un forn amb intercanviador de calor per cuinar, però això no és molt convenient. A l'estiu, quan no es necessita calefacció, aquesta estufa no es pot encendre. Haurem de buscar una alternativa. És més fàcil si hi ha una estufa separada i còmoda per a la cuina de la casa.
Es descriu detalladament com dissenyar i muntar un sistema de calefacció de vapor amb les vostres pròpies mans. En aquest article, que recomanem per llegir.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
En aquest vídeo es presenta l'experiència pràctica de convertir una estufa de llenya en una caldera de calefacció de vapor:
La continuació del procés d'instal·lació de calefacció de vapor es pot veure en aquest fitxer:
La diferència entre la circulació forçada i la natural en els sistemes de calefacció es descriu en detall aquí:
La calefacció per vapor no és l'opció més fàcil d'implementar per a un sistema de calefacció autònom. Però amb un disseny i instal·lació adequats, el vapor es pot utilitzar per proporcionar a la vostra llar la quantitat de calor necessària de manera eficaç i relativament econòmica.
Si us plau, comenta la informació que hem proporcionat per a la seva consideració. Fes preguntes, comparteix informació útil i deixa fotos relacionades amb el tema de l'article. A la part inferior hi ha un formulari de bloc dissenyat per a la publicació i la comunicació.
És evident que aquest escalfament és molt eficaç, però en realitat cal avaluar no tant els seus avantatges com els seus inconvenients. Personalment, veig el principal desavantatge no només del cost d'instal·lar calefacció de vapor, sinó també del fet que sorgiran problemes amb la regulació de la temperatura. Per cert, aquests sistemes requereixen una cura molt precisa. Recomano quedar-se amb calefacció d'aigua convencional.
No he vist calefacció de vapor a Finlàndia. Els amics hi tenen casa pròpia, però a l'hivern no la fan servir. Aboquen "anticongelant" al sistema de calefacció tradicional, però quan s'esperen gelades per sota dels -15 graus, encara està completament drenat del sistema. En aquest cas, el vapor causaria menys problemes, però els costos de reequipar el sistema són enormes, i ningú accepta fer-ho. És millor instal·lar aquest sistema de calefacció inicialment durant la construcció a petició dels clients.