Tvaika apkure privātmājā un vasarnīcā uz krāsns vai katla bāzes

Efektīva mājokļa apkure – ir viens no svarīgākajiem uzdevumiem katram mājas īpašniekam. Interesants variants šī uzdevuma risinājumam var būt tvaika apkures sistēma, kuras darbības principi un iekārtojums atšķiras no ierastajām ūdens shēmām.

Šī nav vienkāršākā iespēja, kurai ir savas stiprās un vājās puses. Mēs pastāstīsim par iekārtošanas un organizācijas noteikumiem, sistēmas darbības īpatnībām ar tvaika veida siltumnesēju. Jūs uzzināsiet, kā iekārtot tvaika apkuri privātmājā un kā to pareizi ekspluatēt.

Tvaika sistēmas darbības princips

Kad ūdens vārās pastāvīgā spiedienā, tas saglabā savu temperatūru nemainīgu. Šādas vārīšanās rezultātā radušais tvaiks satur ievērojamu siltumenerģijas daudzumu. Kondensācijas brīdī, t.i., tvaikam pārvēršoties šķidrumā, šī enerģija atbrīvojas un tiek nodota apkārtējai videi.

Šis princips tiek izmantots tvaika apkures sistēmu darbībā. Ūdens vārās katlā, tvaiks pārvietojas pa caurulēm uz radiatoriem, tur kondensējas un atbrīvo siltumu, tādējādi sildot gaisu telpā.

Kondensācijas procesā iegūtais ūdens turpina kustību pa caurulēm un atgriežas īpašā uzkrājējā, pēc tam nonāk pie sildītāja dabiskā veidā vai piespiedu kārtā ar sūkņa palīdzību.

Atkarībā no spiediena tvaika apkures sistēmas tiek iedalītas:

• vakuuma-tvaika;
• zema spiediena;
• augsta spiediena.

Pirmajās spiediens ir mazāks par 0,1 MPa, otrajās – vēl zemāks – līdz 0,07 MPa, bet trešajās – vairāk par 0,07 MPa. Atvērtās zemā spiediena sistēmas ir pieejamas atmosfēras gaisam, bet tās var būt arī slēgtas, t.i., pilnīgi hermētiskas.

Šajā shēmā ir demonstrēti tvaika apkures izvadīšanas principi. Sildītāja ierīcei jāatrodas zemāk nekā radiatori, kondensāta vadam piešķir slīpumu.

Šādās sistēmās parasti izmanto tā saukto sauso piesātināto tvaiku, kas nesatur ūdens suspendētās daļiņas. Tvaika daudzums sistēmā ietekmē tās darbību. Ja tvaika ir pārāk maz, tas radīs problēmas kondensāta brīvai notecei, un apkures ierīces apakšā sakrāsies auksts gaiss.

Pietiekams tvaika tilpums uzlabo kondensāta aizplūdes procesu, kas tiek atspiests pret sienām un plūst pa tām kā plāna ūdens plēve.

Slēgtās sistēmās ūdens pēc kondensācijas nekavējoties nonāk siltummainī, bet bieži izmanto atvērtas sistēmas, kurās dzesēšanas šķidrums vispirms tiek savākts uzkrājējtvertnē, un pēc tam tiek pārsūknēts katlā sildīšanai.

Kondensāts var pilnībā aizpildīt caurules, pa kurām tas pārvietojas sildīšanai, vai tikai daļēji. Pēdējais variants ir vēlams, jo, izslēdzot sistēmu, caurules tajā paliks sausas.

Ja tvaika apkures dzesēšanas šķidrums pēc kondensācijas pārvietojas tieši katlā turpmākai sildīšanai, sistēmu sauc par slēgtu. Ja kondensāts vispirms tiek savākts uzkrājējtvertnē, no kuras ar sūkni tiek pārsūknēts katlā, sistēma pieder pie atvērtajām.

Zemspiediena sistēmu īpatnības

Izplatīts šādas sistēmas variants – slēgts, izmantojot kondensāta pašteces atgriešanu katlā, kas neaizpilda caurules pilnībā, un tiek izmantota augšējā cauruļu izvade.

Vispirms sistēmu piepilda ar ūdeni līdz vajadzīgajam līmenim, pēc tam sākas sildīšana. Kondensāts plūst pa kopējo stāvvadu un, sasniedzot noteikto līmeni, tiek izspiests katlā.

Tādā pašā sistēmā ar apakšējo izvadu ieteicams uzstādīt caurules ar nelielu slīpumu tvaika kustības virzienā, lai samazinātu trokšņa efektus. Kondensāta novadīšanas vietā tiek izveidots cilpveida hidrauliskais slēgs, kas novērš tvaika pārvietošanos uz kondensācijas maģistrāli.

Tvaika ātrums šādās sistēmās ir jābūt mērenam, ne vairāk kā 0,14 m/s. Citādi tvaiks aizķers arī mitruma daļiņas, kas sakrājušās uz sienām. Rezultātā sistēma darbojas ar lielu troksni, palielinās hidraulisko triecienu rašanās risks.

Kombinēto izvadu, t.i., augšējā un apakšējā izvada kombināciju, izmanto, ja caurules tiek ievilktas zem augšējā vai vidējā stāva grīdas. Šajā gadījumā cauruļu spraugu, pa kurām ūdens atgriežas katlā, aizslēgs kondensāts.

Ja spiediens sistēmā pārsniedz 0,02 MPa, tā ir jāpadara atvērta. Gaiss tiek izvadīts caur kondensāta uzkrājēju, un, lai tvaiks neatstātu sistēmu, tiek uzstādīts kondensāta novadītājs vai hidrauliskais slēgs. Ūdens no uzkrājēja tiek sūknēts uz siltummaini, kas ļauj uzstādīt uzkrājēju zemāk par līmeni, kurā atrodas siltummainis.

Siltumnesējs privātmājas ar katlumāju apkurei tiek uzkarsēts siltummainī, kas atrodas katlumājā. Sasniedzot darba temperatūru, tvaiks pārvietojas uz kolektoru, kas sadala plūsmu divās kontūrās: galvenajām telpām un katlumājai (+)

Priekšrocību un trūkumu novērtējums

Ar ko laba ir tvaika apkures sistēma? To ir samērā vienkārši izveidot pat uz parastas malkas krāsns bāzes. Tas ir īpaši aktuāli apvidos, kur nav centralizētas gāzes apgādes, un malka vai cita cietā kurināmā ir pilnībā pieejama.

Tvaiks kā siltumnesējs ievērojami pārspēj ūdeni. Telpu uzsilšanas ātrums ar to ir trīs reizes lielāks. Turklāt tvaika apkures sistēma diez vai var sabojāties ziemas aukstuma laikā apkures trūkuma dēļ.

Ja krāsns izdegusi, ūdens no sistēmas sakrāsies uzkrājējā vai siltummainī, bet caurules un radiatori paliks tukši. Ūdens apkurē siltumnesēja sasalšana, ar kuru ir piepildīta visa kontūra, kā zināms, noved pie cauruļu plīsuma.

Visbeidzot, tvaika apkures radiatoru izmēriem ir jābūt ievērojami mazākiem nekā ūdens sistēmām, jo iegūtās siltumenerģijas daudzums palielinās vairākas reizes. Tas nedaudz samazinās mājas apkures sistēmas uzstādīšanas izmaksas.

Dekoratīvie režģi tvaika apkures radiatoriem – tas ir ne tikai interjera dizaina elements, bet arī aizsardzības līdzeklis pret apdegumiem

Ar to tvaika sistēmas priekšrocību saraksts noslēdzas, un var pāriet pie tās trūkumiem, kas ir diezgan būtiski:

• augsts apdegumu risks;
• paaugstināts trokšņa līmenis darbības laikā;
• grūtības ar sistēmas darbības regulēšanu;
• nepieciešamība iegādāties dārgas caurules un tamlīdzīgi;

Drošības normas neiesaka tvaika apkuri dzīvojamām telpām, jo tā rada augstu risku mājā dzīvojošo cilvēku veselībai un dzīvībai.

Tā, radiatoru darba temperatūra būs ļoti augsta, pieskaroties tiem var gūt nopietnu apdegumu. Tāpēc visi radiatori būs jānosedz ar uzticamiem dekoratīviem režģiem.

Parastās PVC caurules šādai sistēmai nederēs, jo tām jāiztur augsts spiediens un temperatūra virs 100 grādiem. Šīs pašas prasības tiek izvirzītas arī pārējiem sistēmas elementiem. Tvaika apkures caurulēm jābūt vara vai no cinkota tērauda izgatavotām.

Vara caurules – ideāls, bet nebūt ne lēts sakaru variants tvaika apkures sistēmām. Šo cauruļu savienošanai būs nepieciešams metināšanas aparāts

Jebkurā gadījumā šo momentu nevar nosaukt par budžeta ziņā izdevīgu. Drošības jautājumiem jāpievērš vislielākā uzmanība. Visi montāžas darbi, piemēram, vara cauruļu metināšana, prasīs maksimāli kvalitatīvu izpildījumu. Ja savienojums plīsīs un caurumā izplūdīs tvaika strūkla, kāds no mājas iedzīvotājiem riskē gūt nopietnus apdegumus.

Nerūsējošā tērauda caurules spēj izturēt tādas tvaika apkures sistēmām raksturīgas slodzes kā augsta temperatūra un paaugstināts spiediens sistēmā

Vēl viens tvaika apkures trūkums – paaugstināts trokšņa līmenis. Lai novērstu šo problēmu, pareizi jāveic radiatoru montāža. Tos piekarina uz speciāliem pret troksni vērstiem kronšteiniem. Katlu vai krāsni vislabāk novietot atsevišķā telpā. Turklāt vara caurules var ievietot sienu biezumā, kas arī samazinās trokšņa līmeni.

Visbeidzot, regulēt apkures temperatūru telpās ar tvaika apkuri ir nedaudz apgrūtinoši. Nevar uzstādīt termoregulatoru un vienkārši samazināt tvaika daudzumu. Būs jāsamazina degvielas daudzums, kas ne vienmēr ir vienkārši, vai jāizvēdina telpas. Pirms darbu uzsākšanas pie tvaika apkures sistēmas montāžas jāņem vērā visi šie momenti.

Tvaika apkures sistēmas projektēšana

Pat nelielai telpai vislabāk ir sastādīt projektu. Sistēma, kas veidota, paļaujoties uz veiksmi, ar lielu varbūtību drīz prasīs pārveidošanu, bet uz papīra sastādīta shēma ļaus uzreiz atklāt vājās vietas un tās labot.

Piemēram, lai izveidotu sistēmu ar dabisku dzesēšanas šķidruma cirkulāciju, siltummainis un attiecīgi arī sildīšanas ierīce jānovieto mājas zemākajā punktā.

Tvaika un kondensāta cauruļvadi apkures sistēmās ar dabisku siltumnesēja kustību tiek ierīkoti ar slīpumu kustības virzienā (+)

Tas nozīmē, ka krāsns vai katls jānovieto zemāk par visiem radiatoriem, kā arī caurulēm, kas nav vertikālas, bet horizontālas vai leņķī pret vertikāli.

Ja nav iespējams novietot sildītāju šādi (mājā nav pagraba, pagrabs izmantots citiem mērķiem utt.), priekšroka jādod apkurei ar piespiedu cirkulāciju.

Shēmā attēlota apkures sistēma ar piespiedu cirkulāciju. Tās montāžai būs nepieciešams cirkulācijas sūknis un uzkrāšanas tvertne

Tāpēc tvaika apkures shēmā jāiekļauj sūknis, kas iesūknēs ūdeni siltummainī. Svarīgs moments apkures sistēmas projektēšanā – radiatoru pieslēgšanas secība. Secīgs pieslēgums jeb tā sauktā viencaurules sistēma paredz visu radiatoru savienošanu pēc kārtas.

Rezultātā siltumnesējs secīgi pārvietosies pa sistēmu, pakāpeniski atdziestot. Tas ir ekonomisks pieslēguma variants, kuru ir vieglāk uzstādīt un kurš izmaksās lētāk.

Taču vienmērīga sasilšana ar šādu metodi cietīs, jo pirmais radiators būs karstākais, bet pēdējā siltumnesējs nonāks jau pusatdzisušā stāvoklī.

Viencaurules radiatoru pieslēgums, kā redzams šajā shēmā, paredz secīgu montāžu. Uz pēdējo radiatoru siltumnesējs nonāk jau atdzisis

Viencaurules risinājums var būt pieņemams tikai tad, ja tvaika apkure tiek pieslēgta vasarnīcā vai nelielā mājā, platībā, kas ir mazāka par 80 kv. m. Bet plašai kotedžai vai divstāvu ēkai labāk derēs divcaurules sistēma, kurā radiatorus pieslēdz paralēli.

Viencaurules shēma nodrošina vienlaicīgu, nevis secīgu siltumnesēja nonākšanu katrā radiatorā, un telpu sasilšana notiek vienmērīgāk. Bet divcaurules kontūrā katram radiatoram būs jāpievada divas caurules: tiešā un “atgaitas”.

Šāda sistēma ir sarežģītāka īstenošanā, un tā arī izmaksās nedaudz vairāk nekā viencaurules sistēmas uzstādīšana. Tomēr lielākā daļa ūdens apkures sistēmu ir izveidotas pēc divcaurules shēmas, neraugoties uz grūtībām, un darbojas pilnīgi veiksmīgi.

Šajā shēmā ir parādīta divu cauruļu sistēma tvaika apkures radiatoru montāžai. Katrs radiators tiek pieslēgts kopējam stāvvadam un tam ir atgaitas caurule, kas nodrošina vienmērīgu siltumnesēja sadalījumu.

Ja kā siltuma avotu plānots izmantot malkas krāsni, tad nekavējoties jāaprēķina un jāprojektē īpašs siltummainis. Tas izskatās kā spira, kas metināta no metāla caurulēm. Šis elements tiek iebūvēts tieši krāsns konstrukcijā, nevis uzstādīts atsevišķi.

Tāpēc arī jaunās krāsns projekts ir jāpārdomā projektēšanas stadijā. Var izmantot jau esošo krāsni, bet tā būs daļēji jāizjauc, lai iemontētu siltummaini iekšā.

Lai iegūtu 9 kW siltuma, nepieciešams siltummainis ar virsmas laukumu aptuveni vienu kvadrātmetru. Jo lielāka ir apsildāmā platība, jo lielākiem jābūt siltummaiņa izmēriem.

Ja telpu plānots apsildīt ar katlu, tad viss ir nedaudz vienkāršāk: tas ir jāiegādājas un jāuzstāda. Parasti mājas tvaika apkurei ieteicams izvēlēties ūdenscauruļu katla modeli, kā visefektīvāko.

Lai gan ugunsdzēšanas cauruļu, dūmgāzu vai kombinētie dūmgāzu-ugunsdzēšanas cauruļu modeļi arī var būt pilnīgi pieņemams variants.

Dažreiz tvaika apkures organizēšanai izmanto paštaisītu katlu, kurā dedzina lietotu motoreļļu. Bet šis variants tiek uzskatīts par piemērotu palīgtelpām, piemēram, garāžā. Dzīvojamai mājai šāds variants nav pārāk labs.

Montāža uz malkas krāsns bāzes

Ja projekts ir sastādīts, ir laiks sagādāt vajadzīgos materiālus un instrumentus. Nepieciešamo sistēmas elementu daudzumu ļaus aprēķināt iepriekš sastādītais projekts.

Uz tā ir jābūt atzīmētiem visiem pagriezieniem, savienojumiem, tee, radiatoru uzstādīšanas vietām utt. Turklāt ir jāiegādājas cauruļu skavas, kā arī kronšteini, uz kuriem tiks uzstādīti radiatori.

Tvaika apkures sistēmas katls, kas iekārtots uz malkas krāsns bāzes, tiek uzstādīts tieši tajā. Pie katla pieslēdz tvaika vadu un kondensāta vadu.

Cauruļu garums arī tiek aprēķināts pēc shēmas. Lai nepieciešamības gadījumā samazinātu tvaika spiedienu sistēmā, būs nepieciešams redukcijas vārsts. Hidrauliskais slēgs ir nepieciešams, lai nodrošinātu iespēju pilnībā izžāvēt sistēmu tīrīšanai, tehniskai apkopei vai remontam.

Pirms katra radiatora ieteicams uzstādīt noslēgšanas vārstu, kas ļaus to atslēgt remontam, mazgāšanai vai nomaiņai. Arī uz radiatoriem uzstāda Maevska krānus, lai izlaistu sistēmā nokļuvušo gaisu. Lai gan tvaiks ir gāzveida, nevis šķidra viela, gaisa klātbūtne sistēmā var negatīvi ietekmēt tās efektivitāti.

Lai kondensācijas process notiktu tieši radiatoros, nevis akumulatorā vai stāvvadā, ieteicams uz izplūdes uzstādīt tēju ar aizbāzni, caur kuru plūdīs tikai ūdens. Ja plānota sistēmas uzstādīšana ar piespiedu cirkulāciju, būs nepieciešams cirkulācijas sūknis. Turklāt ir nepieciešama tvertne kondensētā mitruma savākšanai.

Pašteces sistēmas šādās ierīcēs nav vajadzīgas. Bet caurulei, pa kuru ūdens tiek novadīts uz siltummaini, jābūt pietiekami platai, lai nodrošinātu ātru šķidruma pārvietošanos tālākai sildīšanai.

Redukcijas vārsta trūkums tvaika apkures sistēmā, kura ierīce ir attēlota shēmā, var izraisīt nopietnus bojājumus pārmērīga spiediena dēļ.

Papildus parastajiem montāžas instrumentiem obligāti būs nepieciešama metināšanas iekārta vara cauruļu savienošanai. Cinkota tērauda konstrukcijām parasti ir vītņoti savienojumi, kas rūpīgi jānoblīvē. Ja plānota tvaika apkures uzstādīšana no krāsns, tad būs jāsāk ar siltummaiņa izgatavošanu.

Tvaika apkures siltummainis, kas tiek iestrādāts malkas krāsnī, sastāv no dobu metāla cauruļu sistēmas, pa kurām cirkulē ūdens. Elementam var būt patvaļīga forma, kas atbilst krāsns izmēriem un formai.

To metina no metāla caurulēm ar biezumu 2,5-3 mm vai pat nedaudz biezākām. Siltummaini var izgatavot gan kā spoli, gan jebkurā citā formā. Galvenais, lai ierīce ietilptu malkas krāsns iekšpusē, kā arī lai tās virsma būtu pietiekami liela ūdens uzsildīšanai un tvaika veidošanai.

Siltummaiņa metināšanas kvalitātei jābūt bez pārspīlējuma ideālai. Pat mikroskopiski dobumi šuvēs nav pieļaujami, jo ierīce tiks pakļauta paaugstinātam spiedienam no karsta tvaika. Pēc tam, kad siltummainis ir gatavs uzstādīšanai, jāpārbauda katra metinājuma šuve.

Lai to izdarītu, vispirms visas šuves nosmērē ar baltu krītu. Pēc tam vienu no siltummaiņa atverēm aizver, bet otrajā ielej petroleju, līdz ierīce ir piepildīta līdz augšai. Tagad ir nepieciešams nedaudz pagaidīt, un pēc tam novērtēt šuvju stāvokli. Ja ir plaisas, caur tām izsūksies petroleja, un šādās vietās krīts kļūs tumšāks.

Atklātās nepilnības labo, un pēc tam pārbaudi veic atkārtoti, lai pārliecinātos par ierīces viengabalainību. Tagad to vajag izskalot, un pēc tam sākt malkas krāsns mūrēšanu. Siltummaini droši iestrādā kurtuvē, un tā ieejai un izejai pievieno caurules, kuras pēc tam izmanto siltummaiņa savienošanai ar mājas apkures sistēmu.

Krāsns mūrēšanu pabeidz parastajā šādām būvēm atbilstošā kārtībā. Pēc tam veic apkures sistēmas cauruļu un radiatoru montāžu saskaņā ar iepriekš izstrādātu projektu. Vispirms uzstāda radiatorus, izmantojot kronšteinus, kas slāpēs tvaika apkures radīto troksni.

Katram radiatoram uzstāda Majevska krānus, lai varētu izlaist gaisu. Aizslēgkrānu būs nepieciešams par vienu vairāk nekā radiatoru, jo sistēmas pašā sākumā jāuzstāda viens kopējs aizslēgkrāns. Pirms šī krāna uzstāda arī redukcijas vārstu un redukcijas-dzesēšanas iekārtu.

Beigās, ja to paredz projekts, uzstāda siltumnesēja uzkrājēju un cirkulācijas sūkni. Sistēmām, kas iekārtotas ar dabisko, nevis piespiedu cirkulāciju, tvertne un sūknis nav nepieciešami. Bet caurulei, kas ved uz siltummaini, jāpiešķir neliels slīpums, aptuveni 3 mm uz katru metru.

Mūsdienu katli mājas tvaika apkurei – tie ir uzticamas ierīces, kas darbojas ar dažādu kurināmo un aprīkotas ar automatizētām kontroles sistēmām

Sistēmas ar tvaika katlu montē aptuveni tāpat: saskaņā ar projektu un ar pielāgošanos iekārtas īpatnībām. Piemēram, redukcijas vārsts un dzesētājs, visticamāk, nebūs nepieciešami, jo tvaika spiediena un temperatūras kontroles sistēma jau ir iebūvēta katlā.

Daži noderīgi padomi

Uzstādot tvaika apkures sistēmu, jāatceras, ka visiem tās elementiem jāiztur augsta temperatūra, virs 100 grādiem. Piemēram, parastais membrānas izplešanās trauks kā rezerves tvertne gadījumā, ja palielinās siltumnesēja tilpums, nederēs, jo tā maksimums – ir 85 grādi.

Krāsns dūmvads, kurā iebūvēts siltummainis, ātrāk piesārņosies nekā parastas krāsns dūmvads. Tāpēc dūmvada tīrīšanu jāplāno un jāveic biežāk.

Krāsni ar siltummaini pēc vēlēšanās var izmantot arī ēdiena gatavošanai, taču tas nav pārāk ērti. Vasarā, kad apkure nav vajadzīga, šo krāsni nevar iekurt. Būs jāmeklē alternatīva. Vienkāršāk, ja mājā virtuvei ir iekārtota atsevišķa ērta krāsns.

Par to, kā pašu rokām projektēt un samontēt tvaika apkures sistēmu, detalizēti aprakstīts šajā rakstā, kuru mēs iesakām izlasīt.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Praktiskā pieredze, pārveidojot malkas krāsni par tvaika apkures katlu, ir parādīta šajā video:

Tvaika apkures montāžas procesa turpinājumu var apskatīt šajā failā:

Par atšķirību starp piespiedu un dabisko cirkulāciju apkures sistēmās detalizēti stāstīts šeit:

Tvaika apkure – nav visvienkāršāk realizējams autonomās apkures sistēmas variants. Bet pareizi projektējot un montējot, ar tvaika palīdzību var efektīvi un samērā lēti nodrošināt savu māju ar nepieciešamo siltuma daudzumu.

Lūdzu, komentējiet mūsu iesniegto izskatīšanai informāciju. Uzdodiet jautājumus, dalieties ar noderīgu informāciju un atstājiet fotoattēlus par raksta tēmu. Apakšā ir bloka forma, kas paredzēta ierakstu ievietošanai un saziņai.