Come realizzare il riscaldamento a vapore con le tue mani: dispositivo, regole e requisiti
Ogni casa dovrebbe essere calda, altrimenti viverci sarà molto scomodo, anche se è molto spaziosa e bella.I proprietari risolvono il problema del riscaldamento in diversi modi, in base alle proprie capacità e alle condizioni climatiche.
Alcune persone installano il riscaldamento a vapore nelle loro case: assemblare un sistema del genere con le proprie mani è abbastanza semplice. Come farlo? Proviamo a capirlo.
Il contenuto dell'articolo:
- Principio di funzionamento del riscaldamento a vapore
- Perché scegliere il riscaldamento a vapore?
- Elementi base di un sistema a vapore
- Tipologie di impianti di riscaldamento
- Come attrezzare un locale caldaia?
- Preparazione per l'installazione di un sistema a vapore
- Tecnologia di installazione del riscaldamento a vapore
- Conclusioni e video utile sull'argomento
Principio di funzionamento del riscaldamento a vapore
Molte persone confondono i sistemi di riscaldamento a vapore e ad acqua. In effetti, in apparenza sono molto simili. In entrambi i casi devono essere presenti caldaia, tubazioni e radiatori. Ma per un sistema a vapore il refrigerante è vapore, per un sistema ad acqua è acqua.
Questa è la differenza fondamentale tra i due sistemi. La caldaia non riscalda, ma fa evaporare l'acqua, il vapore risultante si sposta attraverso i tubi fino ai radiatori.
Al loro interno avviene il raffreddamento e la condensazione del vapore. Durante il processo di condensazione, un chilogrammo di vapore rilascia più di 2000 kJ di calore, mentre il raffreddamento dell’acqua a 50°C produrrà solo 120 kJ.
È chiaro che il trasferimento di calore del vapore è molte volte maggiore, il che spiega l'elevata efficienza di questo tipo di riscaldamento. La condensa che si forma all'interno dei radiatori defluisce nella parte inferiore dei componenti e si sposta per gravità verso la caldaia.
Secondo il metodo di restituzione del liquido di raffreddamento che si è trasformato in condensa, tutti i tipi di sistemi di riscaldamento a vapore sono suddivisi in due tipi:
- Chiuso. In questo caso non ci sono interruzioni nel circuito e la condensa scorre attraverso i tubi disposti ad una certa angolazione direttamente nella caldaia per il successivo riscaldamento.
- Aprire. Il sistema si distingue per la presenza di un serbatoio di accumulo, che riceve la condensa dai radiatori. Da questo serbatoio viene pompato nuovamente nella caldaia mediante una pompa.
In base alle modalità di assemblaggio e di posa delle tubazioni, i circuiti di riscaldamento a vapore si dividono in tipologie assolutamente simili agli impianti ad acqua.
In base ai parametri di pressione assoluta, gli impianti di riscaldamento a vapore si dividono in tipologie ad alta pressione con un valore in eccesso >0,07 MPa; bassa pressione con sovrappressione compresa tra 0,005 e 0,07 MPa; vuoto con pressione assoluta <0,1 MPa.
Se nei circuiti a bassa pressione sono presenti zone o dispositivi che comunicano con l'atmosfera, sono classificati come aperti; in caso contrario, sono classificati come chiusi.
Perché scegliere il riscaldamento a vapore?
Bisogna ammettere che i sistemi di riscaldamento a vapore non possono essere considerati molto apprezzati. Tale riscaldamento è piuttosto raro. Diamo uno sguardo più da vicino ai suoi vantaggi e svantaggi.
Tra i primi, senza dubbio, ci sono:
- Efficienza del sistema di riscaldamento. È così alto che basterà un piccolo numero di radiatori per riscaldare i locali, e in alcuni casi si potrà farne a meno: ci saranno abbastanza tubi.
- Bassa inerzia del sistema, grazie alla quale il circuito di riscaldamento si riscalda molto rapidamente. Letteralmente pochi minuti dopo l'avvio della caldaia, le stanze iniziano a sentirsi calde.
- Non vi è praticamente alcuna perdita di calore nel sistema, il che lo rende molto economico rispetto ad altri.
- Possibilità di utilizzo raro, poiché a causa della poca acqua nelle tubazioni il sistema non sbrina. In alternativa può essere installato nelle case di campagna dove di tanto in tanto si recano persone.
Il vantaggio principale del riscaldamento a vapore è considerato la sua efficienza. I costi iniziali della sua sistemazione sono piuttosto modesti; durante il funzionamento richiede investimenti relativamente piccoli.
Tuttavia, nonostante i tanti vantaggi, gli svantaggi del sistema sono molto significativi. Sono collegati principalmente al fatto che il vapore acqueo, la cui temperatura è molto elevata, viene utilizzato come refrigerante.
Grazie a ciò, tutti gli elementi del sistema si riscaldano fino a 100 °C e anche di più. È chiaro che qualsiasi contatto accidentale provocherà ustioni. Pertanto tutti i radiatori, i tubi e le altre parti strutturali devono essere chiusi. Soprattutto se in casa ci sono bambini.
L'elevata temperatura dei radiatori e dei tubi provoca una circolazione attiva dell'aria nella stanza, il che è piuttosto scomodo e talvolta pericoloso, ad esempio in caso di reazione allergica alla polvere.
Quando si utilizza il riscaldamento a vapore, l'aria nelle stanze diventa troppo secca. Tubi caldi e radiatori lo seccano.Richiede un utilizzo aggiuntivo umidificatori.
Non tutti i materiali di finitura utilizzati per decorare ambienti riscaldati in questo modo resistono alla vicinanza a radiatori e tubi caldi. Pertanto, la loro scelta è molto limitata.
L'opzione più accettabile in questo caso è l'intonaco cementizio verniciato con vernice resistente al calore. Tutto il resto è discutibile. Il riscaldamento a vapore presenta un altro inconveniente che incide sul comfort di chi vive in casa: il rumore prodotto dal vapore che passa attraverso le tubazioni.
Gli svantaggi più significativi includono la scarsa adattabilità del sistema. Il trasferimento di calore della struttura non può essere controllato, il che porta al surriscaldamento dei locali.
Ci sono soluzioni possibili. Il primo è l'installazione dell'automazione, che accenderà la caldaia quando le stanze si saranno raffreddate. In questo caso, chi vive in casa si sentirà piuttosto a disagio a causa delle costanti fluttuazioni della temperatura.
Un metodo più “delicato” ma dispendioso in termini di manodopera consiste nel disporre diversi rami paralleli che dovranno essere messi in funzione secondo necessità.
Lo svantaggio principale del riscaldamento a vapore, per cui è poco utilizzato, è l'aumento del pericolo di emergenza. È necessario comprendere che se si verifica uno scoppio, dal tubo o dal radiatore sotto pressione fuoriuscirà vapore caldo, il che è estremamente pericoloso.
Questo è il motivo per cui tali sistemi sono ora vietati nei condomini e sono meno comunemente utilizzati nella produzione. Nelle abitazioni private possono essere equipaggiati sotto la responsabilità personale del proprietario.
Elementi base di un sistema a vapore
Il sistema a vapore comprende diversi elementi essenziali. Diamo un'occhiata a ciascuno di essi in modo più dettagliato.
La caldaia a vapore è il cuore del sistema
La funzione principale del dispositivo di riscaldamento è convertire l'acqua in vapore, che successivamente entra nella tubazione. I principali elementi strutturali del dispositivo sono i collettori, il tamburo e le condutture.
Inoltre, c'è un contenitore con acqua, chiamato spazio acquatico. Durante il funzionamento dell'apparecchio sopra di esso si forma uno spazio di vapore. Sono separati dal cosiddetto specchio di evaporazione.
All'interno dello spazio vapore è possibile installare apparecchiature aggiuntive progettate per la separazione del vapore. Il funzionamento della caldaia si basa sul principio dello scambio termico tra fumi, acqua e vapore.
Esistono due tipi di dispositivi di riscaldamento a vapore: a tubi di fuoco e a tubi d'acqua. Nel primo caso, i gas riscaldati si muovono all'interno di una tubazione posta all'interno di un contenitore pieno d'acqua.
Cedono calore al liquido, che raggiunge il punto di ebollizione. Le varietà di tubi dell'acqua funzionano in modo leggermente diverso. Qui l'acqua si muove attraverso i tubi posati all'interno della camera con i gas di scarico. Si riscalda e bolle.
L'acqua e il vapore all'interno della caldaia possono muoversi in modo forzato o naturale. Nel primo caso, nel progetto è inclusa una pompa, nel secondo viene utilizzata la differenza di densità di acqua e vapore.
Tutti i tipi di caldaie a vapore utilizzano approssimativamente lo stesso principio di conversione dell'acqua in vapore:
- Il liquido preparato viene fornito ad un serbatoio situato nella parte superiore della caldaia.
- Da qui l'acqua scorre attraverso i tubi nel collettore.
- Il liquido proveniente dal collettore sale nel tamburo superiore, passando attraverso la zona di riscaldamento.
- All'interno del tubo con acqua, a seguito del riscaldamento, si forma vapore che sale.
- Il vapore, se necessario, viene fatto passare attraverso un separatore, dove viene separato dall'acqua. Dopo di che entra nella linea del vapore.
Una caldaia a vapore può utilizzare un'ampia varietà di combustibili. A seconda di ciò, vengono apportate alcune modifiche al suo design. Toccano la camera di combustione. Per il combustibile solido, viene installata una griglia su cui vengono posizionati carbone, legna da ardere, ecc.
Bruciatori speciali vengono utilizzati per combustibili liquidi e gassosi. Esistono anche pratiche possibilità di combinazione.
A seconda dell'area riscaldata, viene selezionata la potenza della caldaia.
Questo può essere fatto in base ai valori medi:
- 25 kW per edifici fino a 200 mq. M;
- 30 kW per case con una superficie da 200 a 300 mq. M;
- 35-60 kW per edifici da 300 a 600 mq. M.
Se sono necessari dati più accurati, utilizzare il metodo di calcolo standard, dove per ogni 10 mq. i contatori rappresentano 1 kW di potenza dell'apparecchiatura. Non dobbiamo dimenticare che la formula viene utilizzata per le case con un'altezza del soffitto pari o inferiore a 2,7 m.
Per gli edifici più alti è necessaria una maggiore potenza. Quando si sceglie una caldaia, è necessario prestare particolare attenzione alla sua certificazione. Qualsiasi sistema di riscaldamento a vapore è potenzialmente pericoloso, quindi è obbligatorio testare l'apparecchiatura.
Tubi di riscaldamento e radiatori
La temperatura del liquido di raffreddamento nei sistemi a vapore varia da 100 a 130 °C, un valore molto più elevato rispetto ai sistemi a liquido, dove varia da 70 a 90 °C. Pertanto, si sconsiglia vivamente di utilizzare apparecchiature simili per l'organizzazione dei sistemi.
Innanzitutto, questo vale per i tubi in metallo-plastica e polipropilene. Le temperature massime di esercizio di questi materiali variano tra 90-100 °C, pertanto il loro utilizzo è severamente vietato.
Per le condutture principali dei sistemi a vapore vengono solitamente utilizzati tre tipi di tubi. L'opzione più economica è l'acciaio. Resistono facilmente a temperature di 130 °C, che sono più che sufficienti, e sono abbastanza durevoli.
Tuttavia, la condensa che si forma all'interno delle parti distrugge rapidamente i tubi, poiché l'acciaio è suscettibile alla corrosione e l'ambiente aggressivo formato dal vapore non fa che aumentare questo svantaggio.
Un altro svantaggio degli elementi in acciaio è la necessità di collegamento mediante saldatura, che richiede molto tempo e fatica. I tubi in acciaio zincato sono molto più resistenti alla corrosione. Resistono bene anche alle alte temperature.
Per collegarli viene solitamente utilizzato il metodo filettato, il che semplifica notevolmente il processo. Lo svantaggio principale dei tubi zincati è il loro costo elevato.
Viene considerata l'opzione ideale tubi di rame. Il materiale resiste alle alte temperature, è sufficientemente plastico e allo stesso tempo durevole e non è soggetto a corrosione. La saldatura viene utilizzata per collegare parti in rame.
Le condotte in rame sono molto durevoli e resistenti, ma il loro costo è molto elevato. Pertanto, l'opzione più accettabile in termini di qualità e prezzo sono i tubi in acciaio con rivestimento anticorrosione o zincati.
I radiatori per sistemi a vapore sono selezionati in base alla forza. È importante che resistano alle alte temperature e siano resistenti alla corrosione. Sulla base di ciò, l'opzione migliore può essere considerata massiccia batterie in ghisa, il peggiore - pannello in acciaio.
Data l'elevata efficienza del sistema, in alcuni casi è del tutto accettabile l'utilizzo di tubi in acciaio alettati.
Unità di strumentazione
Il sistema di riscaldamento a vapore è caratterizzato da un elevato rischio di emergenza, quindi è obbligatoria la presenza di dispositivi di monitoraggio. La pressione nel sistema viene monitorata e, se necessario, normalizzata. Per questi scopi, viene solitamente utilizzato un cambio.
Il dispositivo è dotato di una valvola attraverso la quale il vapore in eccesso viene rimosso dal sistema. Per installazioni potenti, potrebbero essere necessarie non una, ma molte di queste valvole.
Tipologie di impianti di riscaldamento
In pratica, puoi trovare un numero abbastanza elevato di varianti del riscaldamento a vapore. In base al numero di tubi, si distinguono i tipi di sistemi a vapore a uno e due tubi. Nel primo caso, il vapore si muove continuamente attraverso il tubo.
Nella prima parte del suo percorso cede calore alle batterie e gradualmente si trasforma in uno stato liquido. Quindi si muove come condensa. Per evitare ostacoli nel percorso del liquido refrigerante, il diametro del tubo deve essere sufficientemente grande.
Uno svantaggio significativo di un sistema monotubo è la differenza nel riscaldamento dei radiatori. Quelli situati più vicini alla caldaia si riscaldano di più. Quelli più lontani sono più piccoli. Ma questa differenza sarà evidente solo nei grandi edifici. IN impianti a due tubi il vapore si muove attraverso un tubo, la condensa esce attraverso un altro. In questo modo è possibile rendere uguale la temperatura in tutti i radiatori.
Ma allo stesso tempo, il consumo di tubi aumenta in modo significativo. Come l'acqua, il riscaldamento a vapore può essere a circuito singolo o doppio. Nel primo caso, il sistema viene utilizzato solo per il riscaldamento degli ambienti, nel secondo anche per il riscaldamento dell'acqua per il fabbisogno domestico. Anche la disposizione del riscaldamento è diversa.
Vengono praticate tre opzioni:
- Con cablaggio superiore. La linea principale del vapore è posata sopra i dispositivi di riscaldamento e i tubi vanno da essa ai radiatori. Ancora più in basso, vicino al pavimento, viene posata una tubazione della condensa. Il sistema è il più stabile e facile da implementare.
- Con cablaggio inferiore. La linea principale si trova sotto i dispositivi di riscaldamento a vapore. Di conseguenza, il vapore si muove attraverso lo stesso tubo, che dovrebbe avere un diametro leggermente più grande del solito, in una direzione e si condensa nella direzione opposta. Ciò provoca colpi d'ariete e depressurizzazione della struttura.
- Con cablaggio misto. Il tubo del vapore è montato leggermente sopra il livello dei radiatori. Per il resto tutto è uguale a quello del sistema con cablaggio superiore, grazie al quale è possibile conservarne tutti i vantaggi.Lo svantaggio principale è l'alto rischio di lesioni dovuto al facile accesso ai tubi caldi.
Quando si organizza uno schema con compulsione naturale, è necessario ricordare che la conduttura del vapore è installata con una leggera pendenza nella direzione del movimento del vapore e la conduttura del condensato - condensa.
La pendenza dovrebbe essere compresa tra 0,01 e 0,005, ovvero Per ogni metro lineare di ramo orizzontale devono esserci 1,0 - 0,5 cm di pendenza. La posizione inclinata delle tubazioni del vapore e della condensa eliminerà il rumore del vapore che passa attraverso i tubi e garantirà il libero drenaggio della condensa.
In base al livello di pressione interna del sistema si distinguono due tipologie principali:
- Vuoto. Si presuppone che il sistema sia completamente sigillato, all'interno del quale è installata una pompa speciale per creare il vuoto. Di conseguenza, il vapore si condensa a temperature più basse, il che rende tale sistema relativamente sicuro.
- Atmosferico. La pressione all'interno del circuito supera più volte la pressione atmosferica. In caso di incidente ciò è estremamente pericoloso. Inoltre, i radiatori che funzionano in tale sistema si riscaldano fino a temperature molto elevate.
Esistono molte opzioni per organizzare il riscaldamento a vapore, quindi ognuno può scegliere l'opzione migliore per la propria casa, tenendo conto di tutte le caratteristiche dell'edificio.
Come attrezzare un locale caldaia?
Una caldaia a vapore funzionante con qualsiasi combustibile deve essere installata solo in un locale appositamente attrezzato a tale scopo.
Gli standard sviluppati per apparecchi a vapore standard con una pressione fino a 0,07 MPa, che producono vapore a una temperatura di 120-130 °C, forniscono una serie di requisiti per tali locali caldaie:
- la distanza dalle pareti all'apparecchio riscaldante non può essere inferiore a 100 cm;
- l'altezza della stanza deve essere almeno di 220 cm;
- il livello minimo di resistenza al fuoco delle porte è di 30 minuti, delle pareti – 75 minuti;
- disponibilità di ventilazione di alta qualità;
- la presenza di porte e finestre fronte strada.
Il locale caldaia è meglio attrezzato stanza separata, ma è consentita anche la compartimentazione di un locale idoneo. La parte interna deve essere rifinita con materiali non combustibili. Le piastrelle di ceramica sono le più adatte per questi scopi.
Preparazione per l'installazione di un sistema a vapore
Per effettuare correttamente il riscaldamento a vapore, è necessario iniziare preparando il progetto. Il suo sviluppo è un compito complesso, che può essere risolto al meglio da specialisti. Ci sono molte cose che devono essere prese in considerazione nel progetto finito.
Innanzitutto vengono calcolati i carichi termici di ciascun locale e dell'edificio nel suo insieme. Viene selezionata la fonte di vapore e vengono determinati il meccanismo e il grado di automazione del sistema.
Inoltre, è necessario determinare il consumo di vapore, in base a ciò vengono selezionati l'attrezzatura e lo schema per il suo utilizzo. Una volta che il progetto è pronto, puoi iniziare a elaborare un piano di installazione.
Per completarlo avrai bisogno di una pianta dell'edificio sulla quale siano segnate le posizioni delle attrezzature. Di solito iniziano con la caldaia. La sua posizione è determinata. Se il sistema ha circolazione naturale, la caldaia deve essere al di sotto del livello delle batterie.
In questo caso, di solito viene abbassato nel seminterrato o nel pavimento del seminterrato, in modo che la condensa possa defluire da sola verso l'apparecchio. Successivamente viene applicata alla planimetria della casa la disposizione dell'intero impianto di riscaldamento. Inoltre, viene annotata tutta l'attrezzatura necessaria.
Gli esperti consigliano di eseguire questa operazione direttamente “sul posto”, trovandosi nella stanza in cui verrà posizionata l'attrezzatura. Questo è l'unico modo per notare e tenere conto di tutte le sporgenze e gli ostacoli che devi aggirare.
Tutte le transizioni e gli angoli devono essere contrassegnati sul diagramma. Dopo averlo completato, puoi procedere al calcolo della quantità di materiale richiesto per la sua implementazione. Ancora una volta vale la pena prestare attenzione all'importanza di scegliere l'attrezzatura giusta.
Il sistema a vapore è potenzialmente pericoloso, quindi non dovresti lesinare su materiali e attrezzature. Tutto deve essere di alta qualità e certificato, altrimenti non si possono evitare problemi seri.
Tecnologia di installazione del riscaldamento a vapore
Il lavoro inizia con l'installazione di una caldaia per il riscaldamento. È montato in una stanza prepreparata su una base di cemento. In alcuni casi, viene preparata una piccola base separata per l'attrezzatura.
Il dispositivo è installato sulla base rigorosamente in orizzontale, la correttezza viene verificata dal livello dell'edificio. Eventuali errori rilevati vengono immediatamente corretti.
La caldaia posta sul basamento è collegata al sistema di evacuazione dei gas di scarico. La connessione deve essere forte e completamente sigillata.
La fase successiva è appendere i radiatori.Per fare ciò, nei punti indicati nello schema di installazione, vengono fissati nel muro appositi ganci sui quali sono fissate le batterie. Se si intende utilizzare tubi alettati, questi vengono fissi.
Viene controllata la resistenza dei trasmettitori di calore. Successivamente, puoi iniziare a sistemare il vaso di espansione. Viene fissato nel punto più alto a breve distanza dalla caldaia del riscaldamento, è meglio che questa distanza sia la minima possibile.
Ora puoi installare un gruppo di dispositivi di controllo. Sono installati all'uscita della caldaia. Come minimo, qui dovrebbero essere posizionati un manometro e una valvola di sicurezza.
Tutte le apparecchiature installate sono collegate tra loro tramite tubi. Il metodo di connessione dipende dal materiale con cui sono realizzati. In ogni caso è opportuno verificare attentamente la correttezza e l'affidabilità dei collegamenti effettuati.
Per gli impianti aperti, a fine linea viene installata una vasca di raccolta condensa e montata una pompa. Il tubo che va da questo al dispositivo di riscaldamento dovrebbe avere un diametro inferiore rispetto agli altri tubi.
La caldaia a vapore è collegata al circuito di riscaldamento. In questo caso devono essere installate tutte le valvole di intercettazione ed i filtri necessari, che trattengono le grandi particelle di sporco eventualmente contenute nell'acqua.
Se l'apparecchiatura funziona a gas, la linea del carburante è collegata. In questo caso è vietato utilizzare tubi flessibili, solo tubi rigidi.
Successivamente, puoi condurre una corsa di prova. Per fare ciò, l'acqua viene versata nel circuito, dopo di che l'apparecchiatura viene messa in funzione. Dapprima alla temperatura minima di esercizio, per poi aumentarla gradualmente, monitorando il corretto funzionamento e l'integrità dell'impianto.
Se vengono identificati i minimi difetti, l'apparecchiatura viene arrestata e tutti i malfunzionamenti nel suo funzionamento vengono eliminati.
Conclusioni e video utile sull'argomento
Come trasformare un forno in una caldaia a vapore:
Principio di funzionamento di una caldaia a vapore:
Riscaldamento a vapore fatto in casa:
Il riscaldamento a vapore è un modo molto semplice ed economico per riscaldare una casa. Molti sono attratti dalla minima perdita di calore, dall'elevata efficienza e dai bassi costi operativi.
Tuttavia, va ricordato che il riscaldamento a vapore è potenzialmente pericoloso e un'emergenza in questo caso può causare lesioni gravi. Pertanto, il suo calcolo e la sua organizzazione dovrebbero essere presi sul serio.
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Sebbene un sistema di riscaldamento del genere sia piuttosto raro, di recente ho deciso di installarlo nella mia dacia e non me ne sono pentito. In primo luogo, è molto conveniente, poiché le stanze si riscaldano molto più velocemente rispetto al riscaldamento dell'acqua. In secondo luogo, non è costoso, i costi di installazione sono minimi e i risparmi futuri sono notevoli.Per una residenza estiva, questa è l'opzione migliore, poiché scaricare la condensa dal sistema per la conservazione è molto più semplice e veloce che preparare il circuito dell'acqua per lo "svernamento".
Non per niente il riscaldamento a vapore è già stato abbandonato in tutto il mondo. Questa non è la soluzione ottimale. Inoltre, è costoso e pericoloso.