Паровое отопление

Паровое отопление - в таких системах отопления используется водяной пар, а источником тепла является паровой котел. Забор пара производится из паровой турбины, а редукционно-охладительная установка снижает давление и температуру пара в энергетических котлах до безопасных значений. Далее пар поступает в отопительные приборы — радиаторы, конвекторы, оребренные или гладкие трубы. В отопительных приборах образуется конденсат, который затем возвращается к источнику тепла самотеком (в замкнутых системах) или подается насосом (в разомкнутых системах).

Изменить температуру в помещении можно регулируя расход пара. В случае когда сделать это невозможно, подача пара на время прекращается. При наступлении морозов дом обычно заранее прогревается, чтобы потом была возможность использовать его тепловую инерцию — на техническом языке это называется "перетоп". Температура пара в системе не должна превышать 130°С, а давление может быть ниже атмосферного (в вакуум-паровых системах) или выше (до 6 атм).

Паровое отопление работает по принципу конвекции: отопительные приборы нагревают воздух в помещении до определенного уровня, когда уменьшается потеря тепла (рис. 1).


схема парового отопления с проходом пара через радиатор
Рис. 1. Схема парового отопления с проходом пара через радиатор.

Преимущества данной системы отопления — высокая теплопередающая способность, сравнительно небольшая масса теплоносителя, постоянство температуры в процессе передачи тепла. Последний параметр обеспечивает одинаковую температуру на разных участках теплопередающей поверхности.

Удельная теплота парообразования или конденсации, которая выделяется на стенках отопительных приборов, составляет 2300 кДж/кг, однако при остывании пара на 50°С получается только 100 кДж/кг.

К недостаткам паровой системы отопления относится то, что величину подвода тепла в помещение трудно регулировать. Это не относится к вакуум-паровым системам с низким давлением. Еще один недостаток — высокая температура (100°С) при атмосферном давлении.

Можно выделить три основных вида устройства паровых систем:
  • открытые замкнутые однотрубные системы;
  • двухтрубные системы;
  • системы с пониженным давлением.

Открытые замкнутые однотрубные системы

Эти системы считаются наиболее дешевыми и состоят из одного паропровода, связывающего паровой котел и отопительные приборы. В этом случае паропровод нужно прокладывать с небольшим уклоном для возврата конденсата самотеком в источник тепла. Течение теплоносителя происходит в двух направлениях по одной трубе, поэтому ее сечение должно быть большим, чтобы поток пара не мог увлечь за собой текущий навстречу охлажденный конденсат.

В верхней точке трубопровода, идущего от котла, предусмотрено выпускное устройство.

Недостатком однотрубной системы является невозможность регулирования теплового потока, а также то, что в данной системе отопительный прибор может функционировать только при полностью открытом или полностью закрытом приборном вентиле.

Чтобы обеспечить частичное регулирование, требуются специальные дополнительные устройства, что не всегда экономически выгодно и оправданно (рис. 2).


открытая замкнутая однотрубная паровая система отопления с возвратом конденсата самотеком
Рис. 1. Открытая замкнутая однотрубная паровая система отопления
с возвратом конденсата самотеком.

Двухтрубные паровые системы

В таких системах приходится увеличивать расход труб, поскольку требуется проведение отдельного обратного трубопровода для отвода конденсата от отопительных приборов. Сначала пар подается по входному трубопроводу к отопительным приборам через регулирующий вентиль, а затем осевший на стенках приборов конденсат должен поступать в обратный трубопровод через термостатирующие конденсатоотводчики. Такая система отопления позволяет регулировать температуру обогрева и существенно снижает шум в трубопроводе, который возникает в однотрубных системах.

Системы с пониженным давлением

Данные системы обеспечивают регулирование теплоподвода за счет изменения температуры пара, выходящего из парогенератора, с одновременным изменением скрытой теплоты конденсации и удельного объема теплоносителя. Таким образом, регулирование производится уже в парогенераторе.

Следует заметить, что для автономного отопления паровые системы используются крайне редко, поскольку строительными нормами запрещается использование парового отопления в жилых и общественных зданиях, а также потому, что эти системы требуют значительных денежных вложений, физических усилий и постоянного контроля работы системы.