Kako napraviti parno grijanje vlastitim rukama: uređaj, pravila i zahtjevi

U svakom domu mora biti toplo, inače će u njemu biti vrlo neugodno živjeti, čak i ako je vrlo prostran i lijep. Vlasnici rješavaju problem grijanja na različite načine, polazeći od vlastitih mogućnosti i klimatskih uvjeta.

Neki u svojim domovima uređuju parno grijanje: sastaviti takav sustav vlastitim rukama dovoljno je jednostavno. Kako to učiniti? Pokušajmo razjasniti.

Princip rada parnog grijanja

Mnogi brkaju sustav parnog i vodenog grijanja. Doista, izvana su vrlo slični. U oba slučaja nužno su prisutni kotao, cijevi i radijatori. Ali za parni sustav kao nosač topline služi para, za vodeni – voda.

U tome je temeljna razlika dvaju sustava. Kotao ne zagrijava, nego isparava vodu, a dobivena para se kreće kroz cijevi prema radijatorima.

Unutar njih dolazi do hlađenja i kondenzacije pare. Tijekom kondenzacije kilogram pare oslobađa više od 2000 kJ topline, dok voda koja se hladi za 50 °C daje samo 120 kJ.

Jasno je da je prijenos topline pare višestruko veći, što objašnjava visoku učinkovitost takvog grijanja. Kondenzat koji nastaje unutar radijatora slijeva se u donji dio dijelova i gravitacijom se kreće prema kotlu.

Prema načinu povrata toplinskog medija koji se pretvorio u kondenzat, sve vrste parnih sustava grijanja dijele se na dvije vrste:

• Zatvoreni. U ovom slučaju nema prekida u krugu, a kondenzat otječe cijevima položenim pod određenim kutom izravno u kotao za naknadno zagrijavanje.
• Otvoreni. Sustav se odlikuje postojanjem spremnika u koji dolazi kondenzat iz radijatora. Iz tog se spremnika pomoću pumpe vraća natrag u kotao.

Prema načinima sastavljanja i razvoda cijevi, parni krugovi grijanja dijele se na vrste potpuno analogue vodenim sustavima.

Načelo rada sustava parnog grijanja vrlo je jednostavno: kao toplinski medij koristi se para dobivena u parogeneratoru.

Prema parametrima apsolutnog tlaka, sustavi parnog grijanja dijele se na vrste: visokog tlaka s povećanim pokazateljem >0,07 MPa; niskog tlaka s povećanim tlakom u rasponu 0,005–0,07 MPa; vakuumske s apsolutnim tlakom <0,1 MPa.

Ako u krugovima niskog tlaka postoje dijelovi ili uređaji koji su povezani s atmosferom, oni se svrstavaju u kategoriju otvorenih, ako nisu – zatvorenih.

Krugovi parnog grijanja grade se prema načelu vodenih sustava. Para se diže usponskim vodom, kreće se glavnim vodovima do grijaćih tijela. Samo se umjesto povratnog voda skuplja kondenzat nastao pri prijenosu toplinske energije pare na potrošača.

Zašto se odabire grijanje parom?

Treba priznati da se sustavi parnog grijanja ne mogu ubrojiti među vrlo popularne. Takvo je grijanje prije rijetkost. Detaljno ćemo razmotriti njegove prednosti i nedostatke.

U prve se, bez sumnje, ubrajaju:

• Učinkovitost sustava grijanja. Toliko je visoka da je za grijanje prostorija dovoljno malo radijatora, a u nekim se slučajevima može i bez njih: dovoljne su cijevi.
• Mala tromost sustava, zahvaljujući čemu se krug grijanja vrlo brzo zagrijava. Doslovno nekoliko minuta nakon pokretanja kotla u sobama se osjeti toplina.
• Toplinski gubici u sustavu gotovo da i ne postoje, što ga čini vrlo ekonomičnim u usporedbi s drugima.
• Mogućnost rijetkog korištenja, jer zbog male količine vode u cijevima sustav se ne smrzava. Kao opcija može se instalirati u vikendicama koje se posjećuju s vremena na vrijeme.

Glavnom prednošću parnog grijanja smatra se njegova ekonomičnost. Početni troškovi za njegovu ugradnju su prilično skromni, a tijekom rada zahtijeva relativno mala ulaganja.

Međutim, čak i uz toliko prednosti, nedostaci sustava su vrlo značajni. Oni su povezani prvenstveno s činjenicom da se kao nositelj topline koristi vodena para, čija je temperatura vrlo visoka.

Unutar radijatora parnog grijanja dolazi do kondenzacije vodene pare. Tijekom ovog procesa oslobađa se velika količina toplinske energije, što objašnjava visoku učinkovitost sustava.

Zahvaljujući tome svi elementi sustava zagrijavaju se do 100 °C i više. Jasno je da će svaki slučajni dodir s njima izazvati opeklinu. Stoga svi radijatori, cijevi i drugi dijelovi konstrukcije moraju biti obavezno pokriveni. Osobito ako su u kući djeca.

Visoka temperatura radijatora i cijevi potiče aktivnu cirkulaciju zraka u prostoriji, što je prilično neudobno, a ponekad i opasno, na primjer, kod alergijske reakcije na prašinu.

Kod korištenja parnog grijanja zrak u sobama postaje previše suh. Vruće cijevi i radijatori ga presušuju. To zahtijeva dodatno korištenje ovlaživača.

Daleko nisu svi završni materijali kojima se dekoriraju prostorije grijane na ovaj način, sposobni izdržati blizinu užarenih radijatora i cijevi. Stoga je njihov izbor vrlo ograničen.

Najprihvatljivija opcija u ovom slučaju je cementna žbuka obojena termootpornom bojom. Sve ostalo je upitno. Parno grijanje ima još jedan nedostatak koji utječe na udobnost stanara kuće: buku koju proizvodi para koja prolazi kroz cijevi.

Među značajnije nedostatke može se ubrojati loša podesivost sustava. Toplinsku predaju konstrukcije gotovo je nemoguće kontrolirati, što dovodi do pregrijavanja prostorija.

Parno grijanje spada u potencijalno opasne sustave po pitanju nezgoda, stoga se prema odabiru opreme treba odnositi vrlo odgovorno. Cijevi za sustav moraju biti samo metalne.

Postoje opcije rješenja. Prva je ugradnja automatike koja će uključivati kotao kada se prostorije ohlade. U tom slučaju će stanarima kuće biti prilično neudobno zbog stalnih oscilacija temperatura.

Blaži, ali radno intenzivniji način je uređenje nekoliko paralelnih grana koje će trebati puštati u rad po potrebi.

Glavni nedostatak parnog grijanja, zbog kojeg se rijetko koristi, jest njegova povećana opasnost od nesreća. Treba shvatiti da će u slučaju puknuća cijevi ili radijatora pod tlakom izbijati vruća para, što je iznimno opasno.

Upravo su zbog toga takvi sustavi danas zabranjeni u višestambenim zgradama i rjeđe se koriste u proizvodnji. U privatnim kućama mogu se urediti na osobnu odgovornost vlasnika.

Osnovni elementi parnog sustava

Sastav parnog sustava uključuje nekoliko obveznih elemenata. Razmotrimo svaki od njih detaljnije.

Parni kotao – srce sustava

Glavna funkcija grijaćeg uređaja jest pretvaranje vode u paru koja potom odlazi u cjevovod. Glavnim konstrukcijskim elementima uređaja smatraju se kolektori, bubanj i cjevovodi.

Osim toga, prisutan je spremnik s vodom koji se naziva vodeni prostor. Iznad njega tijekom rada uređaja nastaje parni prostor. Njih dijeli takozvano zrcalo isparavanja.

Na slici je shematski prikazana jedna od vrsta kućanskog parnog kotla

Unutar parnog prostora može se ugraditi dodatna oprema namijenjena separaciji pare. U osnovi rada kotla leži načelo izmjene topline dimnih plinova, vode i pare.

Razlikuju se dvije vrste parnih grijaćih uređaja: plamenocijevni i vodenocijevni. U prvom slučaju, unutar cjevovoda položenog unutar spremnika s vodom, kreću se zagrijani plinovi.

Oni predaju toplinu tekućini koja dostiže stanje vrenja. Vodenocijevne varijante rade nešto drugačije. Ovdje se kroz cijevi položene unutar komore s dimnim plinovima kreće voda. Ona se zagrijava i ključa.

Voda i para unutar kotla mogu se kretati prisilno ili prirodno. U prvom slučaju u konstrukciju je uključena pumpa, u drugom se koristi razlika gustoća vode i pare.

U svim vrstama parnih kotlova koristi se približno isti princip pretvaranja vode u paru:

1. Pripremljena tekućina dovodi se u spremnik smješten u gornjem dijelu kotla.
2. Odatle voda kroz cijevi otječe u kolektor.
3. Tekućina iz kolektora diže se u gornji bubanj, pritom prolazeći kroz zonu zagrijavanja.
4. Unutar cijevi s vodom uslijed zagrijavanja nastaje para koja se diže prema gore.
5. Para se po potrebi propušta kroz separator, gdje se odvaja od vode. Nakon toga odlazi u parovod.

Parni kotao može koristiti različite vrste goriva. Ovisno o tome, u njegovu konstrukciju unose se određene izmjene. One se odnose na komoru izgaranja. Za kruto gorivo postavlja se rešetka na koju se stavljaju ugljen, drva i sl.

Za tekuće i plinovito gorivo koriste se posebni plamenici. Postoje i praktične kombinirane varijante.

Među kućnim majstorima posebno je popularno uređenje parnog grijanja pomoću peći. Na fotografiji je prikazana jedna od mogućih varijanti preinake peći.

Ovisno o površini koja se grije, odabire se snaga kotla.

To se može učiniti na temelju prosječnih vrijednosti:

• 25 kW za zgrade do 200 m²;
• 30 kW za kuće površine od 200 do 300 m²;
• 35–60 kW za zgrade od 300 do 600 m².

Ako su potrebni precizniji podaci, koristi se standardna metoda izračuna, gdje na svakih 10 m² dolazi 1 kW snage opreme. Ne treba zaboraviti da se formula koristi za kuće s visinom stropa od 2,7 m ili manje.

Za više zgrade potrebno je uzeti veću snagu. Posebnu požornost pri odabiru kotla treba obratiti na njegovu certifikaciju. Svaki sustav parnog grijanja potencijalno je opasan, stoga je testiranje opreme obavezno.

Cijevi i radijatori grijanja

Temperatura nosača topline u parnim sustavima kreće se od 100 do 130 °C, što je puno više nego u tekućinskim sustavima, gdje iznosi od 70 do 90 °C. Stoga se upotreba slične opreme za uređenje sustava strogo ne preporučuje.

Prije svega, to se odnose na metaloplastične i polipropilenske cijevi. Granične radne temperature za ove materijale kreću se u rasponu od 90–100 °C, stoga je njihova upotreba kategorički zabranjena.

Idealna opcija za uređenje sustava parnog grijanja su bakrene cijevi. One nisu podložne koroziji, podnose visoke temperature, ali su vrlo skupe.

Za glavne cjevovode parnih sustava obično se koriste tri vrste cijevi. Najjeftinija opcija su čelične. One lako podnose temperaturu od 130 °C, što je više nego dovoljno, i odlikuju se dovoljnom čvrstoćom.

Međutim, kondenzat koji nastaje unutar dijelova prilično brzo uništava cijevi, jer je čelik podložan koroziji, a agresivno okruženje stvoreno parom samo pojačava taj nedostatak.

Još jedan nedostatak čeličnih elemenata je potreba spajanja zavarivanjem, što oduzima puno snage i vremena. Puno su otpornije na koroziju cijevi od pocinčanog čelika. One također dobro podnose visoke temperature.

Za njihovo spajanje obično se koristi navojna metoda, što znatno pojednostavljuje postupak. Glavni nedostatak pocinčanih cijevi je njihova visoka cijena.

Idealnom varijantom smatraju se bakrene cijevi. Materijal podnosi visoke temperature, dovoljno je plastičan i pritome čvrst, nije podložan koroziji. Za spajanje bakenih djelova koristi se lemljenje.

Bakreni cjevovodi su vrlo trajni i čvrsti, međutim njihova je cijena vrlo visoka. Stoga je najprihvatljivija opcija u pogledu omjera kvalitete i cijene – čelične cijevi s antikorozivnim premazom ili pocinčane.

Najbolji izbor za parno grijanje – su lijevanoželjezni radijatori. Oni mogu izdržati ozbiljna opterećenja uvjetovana prisutnošću vruće pare unutar baterija.

Radijatori za parne sustave biraju se prema načelu čvrstoće. Važno je da izdrže visoke temperature i budu otporni na koroziju. Na temelju toga, najboljom se opcijom mogu smatrati masivne baterije od lijevanog željeza, a najlošijom – čelični panelni radijatori.

S obzirom na visoku učinkovitost sustava, u nekim je slučajevima sasvim dopuštena uporaba rebrastih čeličnih cijevi.

Blok kontrolno-mjernih uređaja

Sustav parnog grijanja odlikuje se povećanom opasnošću od nesreća, stoga je prisutnost kontrolnih uređaja obvezna. Prati se tlak u sustavu, a po potrebi se normalizira. U tu se svrhu obično koristi reduktor.

Uređaj je opremljen ventilom kroz koji se višak pare uklanja iz sustava. Za snažne instalacije može biti potreban ne jedan, nego nekoliko takvih ventila.

Vrste sustava grijanja

U praksi se može susresti prilično velik broj varijacija parnog grijanja. Prema broju cijevi razlikuju se jednotrubne i dvotrubne inačice parnih sustava. U prvom slučaju para se neprekidno kreće kroz cijev.

U prvom dijelu svog puta predaje toplinu baterijama i postupno prelazi u tekuće stanje. Dalje se kreće kao kondenzat. Kako ne bi došlo do prepreka na putu toplinskog medija, promjer cijevi mora biti dovoljno velik.

Zna se dogoditi da se para djelomično ne kondenzira i probije u kondenzatovod. Kako bi se isključilo njezino prodiranje u granu namijenjenu odvodu kondenzata, preporučuje se ugradnja odvajača kondenzata nakon svakog radijatora ili skupine uređaja za grijanje.

Značajan nedostatak jednotrubnog sustava je razlika u zagrijavanju radijatora. Oni koji su smješteni bliže kotlu griju se više. Oni koji su dalje – manje. Ali ta će razlika biti primjetna samo u zgradama velike površine. U dvotrubnim sustavima para se kreće kroz jednu cijev, a kondenzat odlazi kroz drugu. Na taj se način uspijeva izjednačiti temperatura u svim radijatorima.

No pritom se znatno povećava potrošnja cijevi. Kao i vodeno, parno grijanje može biti jednokružno ili dvokružno. U prvom se slučaju sustav koristi samo za grijanje prostorija, u drugom – i za zagrijavanje vode za kućanske potrebe. Razlikuje se i razvod grijanja.

Primjenjuju se tri varijante:

• S gornjim razvodom. Magistralni parovod se polaže iznad uređaja za grijanje, od njega se spuštaju cijevi prema radijatorima. Još niže, uz sami pod, polaže se kondenzatovod. Sustav je najstabilniji i najjednostavniji za izvedbu.
• S donjim razvodom. Magistrala se postavlja ispod uređaja za parno grijanje. Kao rezultat toga, kroz jednu te istu cijev, koja mora biti nešto većeg promjera nego uobičajeno, u jednom smjeru se kreće para, a u suprotnom – kondenzat. To izaziva hidrauličke udare i gubitak brtvljenja konstrukcije.
• S mješovitim razvodom. Cijev parovoda montira se nešto iznad razine radijatora. Sve ostalo je kao u sustavu s gornjim razvodom, čime se uspijevaju sačuvati sve njegove prednosti. Glavni nedostatak – visoka opasnost od ozljeda zbog lakog pristupa užarenim cijevima.

Prilikom uređenja sheme s prirodnom cirkulacijom treba zapamtiti da se parovod montira s blagim nagibom u smjeru kretanja pare, a kondenzatovod – kondenzata.

Nagib treba biti 0,01 – 0,005, tj. na svaki metar dužine horizontalne grane treba dolaziti 1,0 – 0,5 cm nagiba. Kosi položaj parovoda i kondenzatovoda otklonit će buku pare koja prolazi kroz cijevi i osigurati slobodno otjecanje kondenzata.

Parni sustavi grijanja izvode se prema jednocjevnoj i dvocjevnoj shemi. Među jednocjevnim prevladavaju varijante s horizontalnim priključkom na uređaje za grijanje. U slučaju izvođenja kruga s vertikalnim priključkom uređaja bolje je odabrati dvocjevnu varijantu.

Prema razini unutarnjeg tlaka sustavi se razlikuju u dvije glavne vrste:

• Vakuumski. Pretpostavlja se potpuna nepropusnost sustava, unutar kojeg se ugrađuje posebna pumpa koja stvara vakuum. Kao rezultat, para se kondenzira pri nižim temperaturama, što čini takav sustav relativno sigurnim.
• Atmosferski. Tlak unutar kruga nekoliko puta premašuje atmosferski. U slučaju nesreće to je izrazito opasno. Osim toga, radijatori koji rade u takvom sustavu zagrijavaju se do vrlo visokih temperatura.

Mogućnosti uređenja parnog grijanja su mnoge, stoga svatko može odabrati optimalnu opciju za svoj dom uzimajući u obzir sve značajke zgrade.

Na slici je prikazana shema otvorenog sustava parnog grijanja

Kako urediti kotlovnicu?

Parni kotao, koji radi na bilo kojem gorivu, smije se montirati samo u posebno opremljenoj prostoriji za to.

Normativi razvijeni za standardne parne uređaje s tlakom do 0,07 MPa, koji proizvode paru temperature 120-130 °C, predviđaju niz zahtjeva za takve kotlovnice:

• udaljenost od zidova do uređaja za grijanje ne može biti manja od 100 cm;
• visina prostorije mora iznositi najmanje 220 cm;
• minimalna razina vatrootpornosti vrata – 30 min, zidova – 75 min;
• postojanje kvalitetne ventilacije;
• postojanje vrata i prozora koji izlaze na ulicu.

Kotlovnicu je najbolje urediti u zasebnoj prostoriji, ali je dopušteno i pregrađivanje odgovarajuće sobe. Unutrašnjost je potrebno obložiti negorivim materijalima. Najbolje za tu svrhu odgovara keramička pločica.

Zidovi u kotlovnici moraju biti obloženi negorivim materijalima, na primjer, keramičkom pločicom

Priprema za montažu parnog sustava

Kako bi se pravilno izvelo parno grijanje, potrebno je započeti s pripremom projekta. Njegova izrada složen je zadatak koji je najbolje prepustiti stručnjacima. U gotovom projektu moraju biti uzeti u obzir brojni aspekti.

Prije svega, provodi se proračun toplinskih opterećenja za svaku prostoriju i za zgradu u cjelini. Odabire se izvor pare, a također se određuje mehanizam i stupanj automatizacije sustava.

Osim toga, obvezno se određuje potrošnja pare, te se na temelju toga odabire oprema i shema njezina korištenja. Nakon što je projekt gotov, može se pristupiti izradi plana montaže.

Za njegovu provedbu potreban je plan zgrade na koji se ucrtavaju mjesta postavljanja opreme. Obično se počinje s kotlom. Određuje se njegova lokacija. Ako sustav ima prirodnu cirkulaciju, kotao mora biti smješten ispod razine radijatora.

U tom se slučaju obično spušta u podrum ili u prizemlje, tako da kondenzat može samostalno otjecati do uređaja. Zatim se na plan kuće ucrtava razvod cijelog sustava grijanja. Pritom se označava sva potrebna oprema.

Stručnjaci savjetuju izvođenje ove operacije upravo „na licu mjesta“, nalazeći se u prostoriji gdje će biti smještena oprema. Samo se tako mogu uočiti i uzeti u obzir sve izbočine i prepreke koje će trebati zaobići.

Prije početka montaže obvezno se izrađuje plan-shema budućeg sustava na kojem se označava sva oprema i mjesta pričvršćivanja radijatora

Svi prijelazi i kutovi obvezno se označavaju na shemi. Nakon što je dovršena, može se prijeći na izračun količine potrebnog materijala za njezinu provedbu. Još jednom valja obratiti pozornost na važnost pravilnog odabira opreme.

Parni sustav potencijalno je opasan od nesreća, stoga ne treba štedjeti na materijalima i uređajima. Sve mora biti visoke kvalitete i certificirano, inače se ozbiljni problemi ne mogu izbjeći.

Tehnologija montaže parnog grijanja

Radovi započinju ugradnjom kotla za grijanje. Postavlja se u unaprijed pripremljenoj prostoriji na betonsku podlogu. U nekim slučajevima za opremu se priprema zasebni mali temelj.

Uređaj se postavlja na podlogu strogo vodoravno, ispravnost se provjerava građevinskom razinom. Uočene nepravilnosti odmah se otklanjaju.

Kotao postavljen na podlogu spaja se sa sustavom za odvod ispušnih plinova. Spoj mora biti čvrst i potpuno nepropusan.

Sljedeća faza je vješanje radijatora. Za to se na mjestima označenim na shemi montaže u zid zabijaju posebne kuke na koje se pričvršćuju baterije. Ako se predviđa uporaba rebrastih cijevi, onda se one učvršćuju.

Rebraste cijevi mogu se koristiti u sustavima parnog grijanja umjesto radijatora. Visoki parametri toplinske predaje sustava bit će značajno pojačani zahvaljujući povećanoj površini koja provodi toplinu.

Provjerava se čvrstoća pričvršćenja toplinskih emitera. Zatim se može pristupiti postavljanju ekspanzijske posude. Ona se pričvršćuje na najvišoj točki na maloj udaljenosti od kotla za grijanje, najbolje da ta udaljenost bude što manja.

Sada se može instalirati skupina kontrolnih instrumenata. Ugrađuju se na izlazu iz kotla. Ovdje se barem moraju nalaziti manometar i ispusni ventil.

Sva ugrađena oprema međusobno se povezuje cijevima. Način spajanja ovisi o materijalu od kojeg su izrađene. U svakom slučaju treba pažljivo provjeriti ispravnost i pouzdanost izvedenih spojeva.

Za otvorene sustave na kraju glavnog voda postavlja se spremnik za prikupljanje kondenzata i ugrađuje se pumpa. Cijev koja ide od pumpe do uređaja za grijanje mora imati manji promjer od ostalih cijevi.

Parni kotao se priključuje na krug grijanja. Pritom se obavezno ugrađuje sva potrebna zaporna armatura i filtri koji će zadržati velike čestice prljavštine koje se mogu nalaziti u vodi.

Ako oprema radi na plin, vrši se priključak na plinsku magistralu. U tom slučaju zabranjena je uporaba savitljivih crijeva – samo kruti priključak.

Svi spojevi izvode se točno prema normama kako bi se kasnije izbjegla pojava opasne situacije.

Zatim se može provesti probno pokretanje. U tu svrhu u krug se ulijeva voda, nakon čega se oprema pokreće. Prvo na minimalnoj radnoj temperaturi, zatim se postupno povećava, pritom prateći ispravnost rada i cjelovitost sustava.

Pri otkrivanju i najmanjih nedostataka oprema se zaustavlja i otklanjaju se svi kvarovi u njezinu radu.

Zaključci i koristan video na temu

Kako preraditi peć u parni kotao:

Princip rada parnog kotla:

Samogradno parno grijanje:

Grijanje na paru vrlo je jednostavan i ekonomičan način grijanja kuće. Mnoge privlače njegovi minimalni gubici topline, visoka učinkovitost i niski troškovi rada.

Međutim, treba imati na umu da je grijanje parom potencijalno opasno, a hitna situacija u ovom slučaju može dovesti do ozbiljnih ozljeda. Stoga se njegovom proračunu i uređenju treba pristupiti s punom ozbiljnošću.

Nakon čitanja materijala pojavila su se pitanja i željeli biste dobiti odgovore na njih? Ostavite, molimo, svoje komentare u donjem bloku, podijelite svoja iskustva s uređenjem grijanja na paru, sudjelujte u raspravi o temi.