Stoomverwarming in een privéwoning en landhuis op basis van een kachel of boiler

Efficiënte woningverwarming is een van de belangrijkste taken voor elke huiseigenaar.Een interessante oplossing voor dit probleem zou een stoomverwarmingssysteem kunnen zijn, waarvan de werkingsprincipes en het ontwerp verschillen van de gebruikelijke watercircuits.

Dit is niet de gemakkelijkste optie en heeft zijn eigen sterke en zwakke punten. We zullen het hebben over de regels van ontwerp en organisatie, de kenmerken van het systeem met een dampkoelmiddel. U leert hoe u stoomverwarming in een privéwoning installeert en hoe u deze correct bedient.

Werkingsprincipe van het stoomsysteem

Wanneer water bij constante druk kookt, blijft de temperatuur constant. De stoom die ontstaat als resultaat van een dergelijk koken heeft een aanzienlijke hoeveelheid thermische energie. Op het moment van condensatie, d.w.z. Wanneer stoom vloeibaar wordt, komt deze energie vrij en wordt deze overgedragen aan de omgeving.

Dit principe wordt gebruikt bij de werking van stoomverwarmingssystemen. Water kookt in de ketel, stoom beweegt door de leidingen naar de radiatoren, waar het condenseert en oplost met warmte, waardoor de lucht in de kamer wordt verwarmd.

Het water dat tijdens het condensatieproces wordt verkregen, blijft door de leidingen stromen en keert terug naar een speciale opslagtank en stroomt vervolgens op natuurlijke wijze of met behulp van een pomp naar de verwarming.

Afhankelijk van de druk in het stoomverwarmingssysteem zijn ze onderverdeeld in:

• vacuüm-stoom;
• lage druk;
• hoge druk.

In de eerste is de druk minder dan 0,1 MPa, in de tweede - zelfs lager - tot 0,07 MPa, en in de derde - meer dan 0,07 MPa. Open lagedruksystemen hebben toegang tot lucht uit de atmosfeer, maar kunnen ook gesloten zijn. volledig afgesloten.

Dit diagram demonstreert de principes van de bedrading van stoomverwarming. Het verwarmingsapparaat moet lager worden geplaatst dan de radiatoren; de condensaatleiding moet schuin zijn

Dergelijke systemen maken meestal gebruik van zogenaamde droge verzadigde stoom, die geen zwevende waterdeeltjes bevat. De hoeveelheid stoom in het systeem beïnvloedt de werking ervan. Als er te weinig stoom is, zal dit problemen veroorzaken voor de vrije condensaatstroom en zal koude lucht zich op de bodem van het verwarmingsapparaat verzamelen.

Een voldoende volume stoom verbetert het uitstroomproces van condensaat, dat naar de wanden wordt geduwd en er naar beneden stroomt in de vorm van een dunne waterfilm.

In gesloten systemen komt het water na condensatie onmiddellijk in de warmtewisselaar terecht, maar vaak worden open-lussystemen gebruikt waarbij het koelmiddel eerst wordt opgevangen in een opslagtank en vervolgens in de ketel wordt gepompt voor verwarming.

Condensaat kan de leidingen waar het doorheen beweegt voor verwarming volledig of slechts gedeeltelijk vullen. De laatste optie verdient de voorkeur, omdat wanneer het systeem wordt uitgeschakeld, de leidingen erin droog blijven.

Als het stoomverwarmingskoelmiddel na condensatie rechtstreeks in de ketel terechtkomt voor daaropvolgende verwarming, wordt het systeem gesloten genoemd.Als condensaat eerst wordt opgevangen in een opslagtank, van waaruit het door een pomp in de ketel wordt gepompt, wordt het systeem als open geclassificeerd.

Kenmerken van lagedruksystemen

Een gebruikelijke versie van een dergelijk systeem is gesloten, waarbij gebruik wordt gemaakt van zwaartekrachtretour van condensaat naar de ketel, die de leidingen niet volledig vult, en er wordt een bovenste leidingverdeling gebruikt.

Eerst wordt het systeem gevuld met water tot het gewenste niveau, waarna het verwarmen begint. Het condensaat stroomt via een gemeenschappelijke stijgbuis naar beneden en wordt, wanneer een vooraf bepaald niveau wordt bereikt, in de ketel geperst.

In hetzelfde systeem met bodemverdeling wordt aanbevolen om leidingen met een lichte helling in de richting van de stoombeweging te installeren om geluidseffecten te verminderen. Op het punt waar het condensaat wordt afgevoerd, is een lusvormig waterslot geïnstalleerd, dat voorkomt dat stoom op de condensleiding terechtkomt.

De stoomsnelheid in dergelijke systemen moet gematigd zijn, niet meer dan 0,14 m/s. Anders zal de stoom ook vochtdeeltjes opvangen die zich op de muren hebben opgehoopt. Hierdoor werkt het systeem met meer geluid en vergroot het de kans op waterslag.

Gecombineerde bedrading, d.w.z. een combinatie van bovenste en onderste bedrading wordt gebruikt als leidingen onder de vloer van de bovenste of middelste verdieping van het huis worden gelegd. Het lumen van de leidingen waardoor water naar de ketel terugkeert, wordt in dit geval afgesloten door condensaat.

Als de druk in het systeem hoger is dan 0,02 MPa, moet het open worden gemaakt. De lucht wordt afgevoerd via een condensaatopslagtank en om te voorkomen dat stoom het systeem verlaat, is er een condensafvoer of waterslot geïnstalleerd. Water uit de opslagtank wordt in de warmtewisselaar gepompt, waardoor de opslagtank onder het niveau waarop de warmtewisselaar zich bevindt kan worden geïnstalleerd.

Het koelmiddel voor het verwarmen van een privéwoning met een stookruimte wordt verwarmd in een warmtewisselaar in de stookruimte. Bij het bereiken van de bedrijfstemperatuur beweegt de stoom zich naar een verdeelstuk dat de stroom in twee circuits verdeelt: voor de hoofdruimten en voor de stookruimte (+)

Voor- en nadelen beoordelen

Wat zijn de voordelen van een stoomverwarmingssysteem? Het is relatief eenvoudig te maken, zelfs op basis van een conventionele houtkachel. Dit geldt vooral in gebieden waar er geen gecentraliseerde gastoevoer is, maar brandhout of andere vaste brandstoffen wel redelijk toegankelijk zijn.

Stoom loopt als koelmiddel aanzienlijk voor op water. De verwarmingssnelheid is drie keer hoger. Bovendien is het onwaarschijnlijk dat een stoomverwarmingssysteem tijdens de winterkou uitvalt vanwege een gebrek aan verwarming.

Als de vuurhaard doorbrandt, verzamelt zich water uit het systeem in de opslagtank of warmtewisselaar en blijven de leidingen en radiatoren leeg. Het is bekend dat bij waterverwarming het bevriezen van de koelvloeistof, die het hele circuit vult, leidt tot leidingbreuk.

Ten slotte moeten de afmetingen van stoomverwarmingsradiatoren aanzienlijk kleiner zijn dan die van watersystemen, omdat de hoeveelheid thermische energie die daardoor wordt verkregen meerdere malen toeneemt. Dit zal de kosten voor het installeren van een verwarmingssysteem thuis enigszins verlagen.

Decoratieve roosters voor stoomverwarmingsradiatoren zijn niet alleen een onderdeel van het interieurontwerp, maar ook een middel ter bescherming tegen brandwonden

Hiermee is de lijst met voordelen van het stoomsysteem afgerond, en we kunnen verder gaan met de nadelen, die behoorlijk aanzienlijk zijn:

• hoog risico op brandwonden;
• verhoogd geluidsniveau tijdens bedrijf;
• moeilijkheden bij het aanpassen van de werking van het systeem;
• de noodzaak om dure pijpen aan te schaffen, enz.

Veiligheidsnormen bevelen geen stoomverwarming aan voor woongebouwen, omdat dit een hoog risico met zich meebrengt voor de gezondheid en het leven van de mensen die in het huis wonen.

De bedrijfstemperatuur van de radiatoren zal dus erg hoog zijn en als u ze aanraakt, kunt u ernstige brandwonden oplopen. Daarom zullen alle radiatoren bedekt moeten zijn met betrouwbare decoratieve roosters.

Gewone PVC-buizen zijn niet geschikt voor een dergelijk systeem, omdat ze bestand moeten zijn tegen hoge druk en temperaturen van meer dan 100 graden. Dezelfde eisen gelden voor andere elementen van het systeem. Stoomverwarmingsbuizen moeten van koper of gegalvaniseerd staal zijn.

Koperen leidingen zijn een ideale, maar helemaal niet goedkope, communicatieoptie voor stoomverwarmingssystemen. Om deze leidingen aan te sluiten heeft u een lasapparaat nodig

In ieder geval kan dit moment niet budgettair worden genoemd. Veiligheidskwesties moeten de grootst mogelijke aandacht krijgen. Alle installatiewerkzaamheden, bijvoorbeeld het lassen van koperen buizen, vereisen prestaties van de hoogste kwaliteit. Als de verbinding kapot gaat en er een stoomstroom door het gat ontsnapt, riskeert een van de bewoners van het huis ernstige brandwonden.

Roestvrijstalen buizen zijn bestand tegen de belastingen die kenmerkend zijn voor stoomverwarmingssystemen, zoals hoge temperaturen en verhoogde druk in het systeem

Een ander nadeel van stoomverwarming is het verhoogde geluidsniveau. Om dit probleem op te lossen, moet u de radiatoren correct installeren. Ze worden opgehangen aan speciale anti-geluidsbeugels. Het beste kunt u de ketel of kachel in een aparte ruimte plaatsen. Daarnaast kunnen er koperen leidingen in de dikte van de muren worden geplaatst, waardoor ook het geluidsniveau wordt verminderd.

Ten slotte is het een beetje moeilijk om de verwarmingstemperatuur te regelen in kamers met stoomverwarming. Je kunt geen thermostaat installeren en simpelweg de hoeveelheid stoom verminderen. U zult de hoeveelheid brandstof moeten verminderen, wat niet altijd gemakkelijk is, of het pand moeten ventileren. Voordat u begint met het installeren van een stoomverwarmingssysteem, moet met al deze punten rekening worden gehouden.

Ontwerp van een stoomverwarmingssysteem

Zelfs voor een kleine kamer kun je het beste een project opstellen. Een willekeurig systeem zal hoogstwaarschijnlijk binnenkort herwerkt moeten worden, en met een op papier opgesteld diagram kunt u onmiddellijk zwakke punten identificeren en corrigeren.

Om bijvoorbeeld een systeem met natuurlijke koelvloeistofcirculatie te creëren, moet de warmtewisselaar, en dienovereenkomstig het verwarmingsapparaat, zich op het laagste punt van het huis bevinden.

De stoom- en condensaatpijpleidingen van verwarmingssystemen met een natuurlijk type koelmiddelbeweging zijn hellend gerangschikt in de bewegingsrichting (+)

Dit betekent dat de kachel of ketel zich onder alle radiatoren moet bevinden, evenals leidingen die niet verticaal zijn, maar horizontaal of onder een hoek ten opzichte van de verticaal.

Als het niet mogelijk is om het verwarmingsapparaat op deze manier te plaatsen (het huis heeft geen kelder, de kelder wordt voor andere doeleinden gebruikt, etc.), dan moet de voorkeur worden gegeven aan verwarming met geforceerde circulatie.

Het diagram toont een verwarmingssysteem met geforceerde circulatie. Om het te installeren heeft u een circulatiepomp en een opslagtank nodig.

Daarom binnen stoomverwarmingsdiagram het is noodzakelijk om de pomp in te schakelen die water in de warmtewisselaar pompt. Een belangrijk punt bij het ontwerpen van een verwarmingssysteem is de volgorde waarin de radiatoren zijn aangesloten.Bij een sequentiële aansluiting of het zogenaamde éénpijpssysteem worden alle radiatoren in volgorde aangesloten.

Als gevolg hiervan zal de koelvloeistof achtereenvolgens door het systeem bewegen en geleidelijk afkoelen. Dit is een voordelige aansluitoptie, die eenvoudiger te installeren en goedkoper is.

Maar de uniformiteit van de verwarming met deze methode zal eronder lijden, omdat de eerste radiator de heetste zal zijn en het laatste koelmiddel in een halfgekoelde toestand zal binnenkomen.

Eenpijpsaansluiting van radiatoren, zoals blijkt uit dit diagram, omvat een sequentiële installatie. De koelvloeistof bereikt de laatste reeds afgekoelde radiateur

Een oplossing met één pijp is mogelijk alleen acceptabel bij het aansluiten van stoomverwarming in een landhuis of in een klein huis met een oppervlakte van minder dan 80 vierkante meter. m. En voor een ruim huisje of gebouw met twee verdiepingen is een tweepijpssysteem waarin radiatoren parallel zijn aangesloten geschikter.

Het ontwerp met één pijp zorgt ervoor dat de koelvloeistof gelijktijdig in plaats van opeenvolgend naar elke radiator stroomt, en dat de kamers gelijkmatiger worden verwarmd. Maar bij een tweepijpscircuit moeten op elke radiator twee leidingen worden aangesloten: direct en retour.

Een dergelijk systeem is moeilijker te implementeren en kost iets meer dan bij het installeren van een enkelpijpssysteem. De overgrote meerderheid van de waterverwarmingssystemen is echter, ondanks de moeilijkheden, gemaakt volgens een tweepijpsschema en functioneert behoorlijk succesvol.

Dit diagram toont een tweepijpsinstallatiesysteem voor stoomverwarmingsradiatoren. Elke radiator is aangesloten op een gemeenschappelijke stijgleiding en beschikt over een retourleiding, die zorgt voor een gelijkmatige verdeling van de koelvloeistof

Als u van plan bent een houtkachel als warmtebron te gebruiken, moet u onmiddellijk een speciale warmtewisselaar berekenen en ontwerpen. Het ziet eruit als een spoel die is gelast uit metalen buizen. Dit element wordt rechtstreeks in de ovenstructuur ingebouwd en wordt niet afzonderlijk geïnstalleerd.

Daarom moet het ontwerp van een nieuwe oven ook in de ontwerpfase worden overwogen. U kunt ook een bestaande kachel gebruiken, maar deze moet dan gedeeltelijk worden gedemonteerd om de warmtewisselaar erin te kunnen installeren.

Om 9 kW warmte te verkrijgen is een warmtewisselaar met een oppervlakte van ongeveer één vierkante meter nodig. Hoe groter het verwarmde oppervlak, hoe groter de warmtewisselaar moet zijn.

Als u van plan bent de kamer te verwarmen met een ketel, dan is alles een beetje eenvoudiger: u moet deze kopen en installeren. Meestal wordt voor stoomverwarming in een huis aanbevolen om een ​​waterpijpketelmodel te nemen, omdat dit het meest efficiënt is.

Hoewel vlampijp-, rookverbrandings- of gecombineerde rook-vuurpijpmodellen ook een volledig acceptabele optie kunnen zijn.

Soms gebruiken ze stoomverwarming om te organiseren zelfgemaakte ketel, waarin gebruikte motorolie wordt verbrand. Maar deze optie wordt geschikt geacht voor gebruik in bijkeukens, bijvoorbeeld in een garage. Voor een woongebouw is deze optie niet erg goed.

Installatie op basis van een houtkachel

Als het project is opgesteld, is het tijd om de benodigde materialen en gereedschappen in te slaan. Met een eerder opgesteld project kunt u het vereiste aantal systeemelementen berekenen.

Alle bochten, aansluitingen, T-stukken, installatielocaties van radiatoren, etc. moeten erop worden gemarkeerd. Daarnaast is het noodzakelijk om buisklemmen aan te schaffen, evenals beugels waarop de radiatoren worden geïnstalleerd.

De ketel van het stoomverwarmingssysteem, gebaseerd op een houtkachel, wordt er direct in geïnstalleerd. Op de ketel zijn een stoomleiding en een condensaatleiding aangesloten

De lengte van de buizen wordt ook berekend volgens het diagram. Om de stoomdruk in het systeem indien nodig te verlagen, heeft u een drukreduceerventiel nodig. De hydraulische afdichting is nodig om het systeem volledig te kunnen aftappen voor reiniging, onderhoud of reparatie.

Het wordt aanbevolen om vóór elke radiator een afsluitklep te installeren, zodat deze kan worden uitgeschakeld voor reparatie, doorspoelen of vervanging. Ook geïnstalleerd op radiatoren Mayevsky-kranenom eventueel in het systeem opgesloten lucht te laten ontsnappen. Hoewel stoom een ​​gasvormige substantie is en geen vloeistof, kan de aanwezigheid van lucht in het systeem de efficiëntie ervan negatief beïnvloeden.

Om ervoor te zorgen dat het condensatieproces plaatsvindt in de radiatoren, en niet in de opslagtank of stijgleiding, wordt aanbevolen om bij de uitlaat een T-stuk met een plug te installeren waardoor alleen water stroomt. Als u van plan bent een systeem met geforceerde circulatie te installeren, heeft u een circulatiepomp nodig. Bovendien hebt u een container nodig om gecondenseerd vocht op te vangen.

Zwaartekrachtstroomsystemen hebben dergelijke apparaten niet nodig. Maar de pijp die het water naar de warmtewisselaar voert, moet breed genoeg zijn om de vloeistof snel te laten bewegen voor verdere verwarming.

De afwezigheid van een drukreduceerventiel in het stoomverwarmingssysteem, waarvan het apparaat in het diagram wordt weergegeven, kan leiden tot ernstige schade als gevolg van overdruk

Naast de gebruikelijke installatiegereedschappen heb je hier zeker een lasapparaat voor nodig koperen leidingaansluitingen. Gegalvaniseerde staalconstructies hebben meestal schroefdraadverbindingen die zorgvuldig moeten worden afgedicht. Als u van plan bent stoomverwarming vanuit een oven te installeren, moet u beginnen met de vervaardiging van een warmtewisselaar.

Een stoomverwarmingswarmtewisselaar die in een houtkachel is ingebouwd, bestaat uit een systeem van holle metalen buizen waardoor water circuleert. Het element kan elke vorm hebben die overeenkomt met de grootte en vorm van de oven

Het is gemaakt van metalen buizen van 2,5-3 mm dik of zelfs iets dikker. De warmtewisselaar kan in de vorm van een spiraal of in elke andere vorm worden gemaakt. Het belangrijkste is dat het apparaat erin past houtkachel, en ook dat het oppervlak groot genoeg is om het water te verwarmen en stoom te genereren.

De laskwaliteit van de warmtewisselaar moet zonder overdrijven ideaal zijn. Zelfs microscopisch kleine gaatjes in de naden zijn onaanvaardbaar, omdat het apparaat wordt blootgesteld aan verhoogde druk van hete stoom. Zodra de warmtewisselaar klaar is voor installatie, moet elke las worden gecontroleerd.

Om dit te doen, bestrijkt u eerst alle naden met wit krijt. Hierna wordt een van de gaten in de warmtewisselaar gesloten en wordt kerosine in de tweede gegoten totdat het apparaat tot de bovenkant is gevuld. Nu moet je even wachten en dan de staat van de naden evalueren. Als er scheuren zijn, zal er kerosine doorheen sijpelen en op zulke plaatsen zal het krijt donkerder worden.

Geïdentificeerde gebreken worden gecorrigeerd en vervolgens wordt de test herhaald om de integriteit van het apparaat te garanderen. Nu moet je het wassen en dan beginnen met het leggen van de houtkachel.De warmtewisselaar is stevig in de vuurhaard ingebouwd en op de inlaat en uitlaat zijn leidingen aangesloten, die vervolgens worden gebruikt om de warmtewisselaar op het verwarmingssysteem van het huis aan te sluiten.

Het leggen van de oven wordt op de gebruikelijke manier voor dergelijke constructies voltooid. Vervolgens worden de leidingen geïnstalleerd en radiatoren voor verwarmingssystemen conform het eerder opgestelde project. Eerst worden radiatoren geïnstalleerd met behulp van beugels die het geluid van de werking van stoomverwarming dempen.

Op elke radiator zijn Mayevsky-kranen geïnstalleerd zodat lucht kan ontsnappen. U hebt één meer afsluiters nodig dan radiatoren, omdat u helemaal aan het begin van het systeem één gemeenschappelijke afsluitklep moet installeren. Voor deze kraan zijn tevens een drukreduceerventiel en een reduceerkoelunit gemonteerd.

Aan het einde wordt, indien het project daarin voorziet, een opslagtank voor koelvloeistof geïnstalleerd circulatiepomp. Voor systemen die zijn ontworpen met natuurlijke in plaats van geforceerde circulatie zijn een tank en pomp niet nodig. Maar de leiding die naar de warmtewisselaar leidt, moet een lichte helling krijgen, ongeveer 3 mm per meter.

Moderne ketels voor stoomverwarming in huis zijn betrouwbare apparaten die op verschillende brandstoffen werken en zijn uitgerust met geautomatiseerde controlesystemen

Systemen met een stoomketel worden op ongeveer dezelfde manier geïnstalleerd: volgens het ontwerp en aangepast aan de kenmerken van de apparatuur. Een drukreduceerventiel en een koeler zullen bijvoorbeeld hoogstwaarschijnlijk niet nodig zijn, omdat het stoomdruk- en temperatuurregelsysteem al in de ketel is ingebouwd.

Enkele nuttige tips

Wanneer u een stoomverwarmingssysteem installeert, moet u er rekening mee houden dat alle elementen bestand moeten zijn tegen hoge temperaturen, meer dan 100 graden.Een gewone membraanexpander zal bijvoorbeeld niet werken als reservetank bij een toename van het koelvloeistofvolume, omdat deze maximaal 85 graden is.

De schoorsteen van een kachel met ingebouwde warmtewisselaar zal sneller vuil worden dan die van een conventionele kachel. Daarom schoorsteen schoonmaken moet vaker worden gepland en uitgevoerd.

Indien gewenst kan er ook worden gekookt met een oven met warmtewisselaar, maar erg handig is dit niet. In de zomer, als er geen verwarming nodig is, kan deze kachel niet worden aangestoken. We zullen op zoek moeten naar een alternatief. Het is gemakkelijker als er een apart, handig fornuis voor de keuken in huis is.

Hoe u een stoomverwarmingssysteem met uw eigen handen ontwerpt en monteert, wordt in detail beschreven. In dit artikel, die wij aanbevelen om te lezen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Praktische ervaring met het ombouwen van een houtkachel naar een stoomverwarmingsketel wordt in deze video gepresenteerd:

Het vervolg van het installatieproces van de stoomverwarming kunt u in dit bestand bekijken:

Het verschil tussen geforceerde en natuurlijke circulatie in verwarmingssystemen wordt hier in detail beschreven:

Stoomverwarming is niet de gemakkelijkste optie om een ​​autonoom verwarmingssysteem te implementeren. Maar met het juiste ontwerp en de juiste installatie kan stoom worden gebruikt om uw huis effectief en relatief goedkoop van de nodige hoeveelheid warmte te voorzien.

Geef commentaar op de informatie die we ter overweging hebben verstrekt. Stel vragen, deel nuttige informatie en laat foto's achter die verband houden met het onderwerp van het artikel. Onderaan bevindt zich een blokformulier dat is ontworpen voor posten en communicatie.