Ångvärme i privat hus och på sommarstuga baserat på kamin eller panna

Effektiv uppvärmning av bostaden – en av de viktigaste uppgifterna för varje husägare. Ett intressant alternativ för att lösa detta problem kan vara ett ångvärmesystem, vars arbetsprinciper och konstruktion skiljer sig från de vanliga vattenbaserade systemen.

Detta är inte det enklaste alternativet, och det har sina styrkor och svagheter. Vi berättar om reglerna för konstruktion och organisation, samt om särdragen hos ett system med ångformig värmebärare. Du får lära dig hur du installerar ångvärme i ett privat hus och hur du använder det på rätt sätt.

Funktionsprincipen för ett ångsystem

När vatten kokar vid konstant tryck behåller det sin temperatur konstant. Ångan som bildas vid sådan kokning har en betydande mängd termisk energi. Vid kondensation, dvs. när ånga omvandlas till vätska, frigörs denna energi och överförs till omgivningen.

Denna princip används i ångvärmesystem. Vatten kokar i pannan, ånga transporteras genom rör till radiatorer, där den kondenserar och avger värme, vilket värmer upp luften i rummet.

Vattnet som erhålls vid kondensation fortsätter att röra sig genom rören och återvänder till en speciell behållare, och sedan tillförs värmaren naturligt eller med hjälp av en pump.

Beroende på trycket i ångvärmesystemet delas de in i:

• vakuum-ånga;
• lågtryck;
• högt tryck.

I de första är trycket mindre än 0,1 MPa, i de andra ännu lägre – upp till 0,07 MPa, och i de tredje över 0,07 MPa. Öppna system med lågt tryck har tillgång till luft från atmosfären, men de kan också vara slutna, det vill säga helt tätade.

Detta diagram visar principerna för distribution av ångvärme. Värmarenheten bör placeras lägre än radiatorerna, kondensatledningen ges en lutning.

I sådana system används vanligtvis så kallad torr mättad ånga, som inte innehåller suspenderade vattenpartiklar. Mängden ånga i systemet påverkar dess funktion. Om det finns för lite ånga skapar det problem för fri avrinning av kondensat, och kall luft samlas i botten av värmeapparaten.

En tillräcklig mängd ånga förbättrar processen för kondensatavrinning, som trängs undan till väggarna och rinner ner som en tunn vattenfilm.

I slutna system går vattnet efter kondensation direkt in i värmeväxlaren, men ofta används öppna system där värmeöverföringsmedlet först samlas i en lagringstank och sedan pumpas till pannan för uppvärmning.

Kondensat kan helt fylla rören som det rör sig genom för uppvärmning eller endast delvis. Det senare alternativet är att föredra eftersom rören i systemet förblir torra när systemet stängs av.

Om värmeöverföringsmedlet i ångvärme efter kondensation går direkt till pannan för efterföljande uppvärmning, kallas systemet slutet. Om kondensatet först samlas i en lagringstank, från vilken det pumpas till pannan med en pump, tillhör systemet kategorin öppna system.

Egenskaper hos lågtryckssystem

En vanlig variant av ett sådant system är slutet, med gravitationsåterföring av kondensat till pannan, som inte fyller rören helt, och med överliggande rördistribution.

Först fylls systemet med vatten till önskad nivå, därefter påbörjas uppvärmning. Kondensatet rinner ner i den gemensamma stigaren och när den når en angiven nivå trycks den in i pannan.

I ett sådant system med nedre fördelning rekommenderas att installera rör med en lätt lutning i ångans rörelseriktning för att minska bullereffekter. Vid kondensatavloppet anordnas en slingformad vattenlås som hindrar ånga från att röra sig till kondensatledningen.

Ånghastigheten i sådana system bör vara måttlig, högst 0,14 m/s. Annars kommer ångan att fånga upp fuktpartiklar som samlats på väggarna. Som ett resultat arbetar systemet med mycket buller och risken för vattenslag ökar.

Kombinerad fördelning, dvs. en blandning av övre och nedre fördelning, används om rören läggs under golvet på övre eller mellersta våningen i huset. Rörens öppning, genom vilka vattnet återvänder till pannan, kommer då att täckas av kondensat.

Om trycket i systemet överstiger 0,02 MPa bör det göras öppet. Luften avlägsnas genom kondensatbehållaren, och för att förhindra att ånga lämnar systemet installeras en kondensatavledare eller vattenlås. Vatten från behållaren pumpas av en pump till värmeväxlaren, vilket gör att behållaren kan placeras under nivån där värmeväxlaren finns.

Värmebäraren för uppvärmning av ett enfamiljshus med pannrum värms upp i värmeväxlaren som är placerad i pannrummet. När arbetstemperaturen uppnåtts flyttas ångan till en kollektor som delar upp flödet i två kretsar: för huvudrummen och för pannrummet (+)

Utvärdering av fördelar och nackdelar

Vad är bra med ångvärmesystemet? Det är relativt enkelt att bygga även baserat på en vanlig vedspis. Detta är särskilt relevant i områden där centraliserad gasförsörjning saknas, men ved eller annat fast bränsle är lättillgängligt.

Ånga som värmebärare är betydligt bättre än vatten. Uppvärmningshastigheten för rum är tre gånger högre. Dessutom kan ångvärmesystemet knappast gå sönder under vinterkylan på grund av brist på värme.

Om eldstaden brunnit ut samlas vattnet från systemet i behållaren eller i värmeväxlaren, medan rör och radiatorer förblir tomma. Vid vattenvärme leder frysning av värmebäraren, som fyller hela kretsen, som bekant till att rören spricker.

Slutligen bör radiatorerna för ångvärme vara betydligt mindre än för vattensystem, eftersom mängden termisk energi som erhålls ökar flera gånger. Detta minskar något kostnaderna för installation av husets värmesystem.

Dekorativa galler för radiatorer i ångvärmesystem – är inte bara ett inslag i inredningsdesign, utan också ett skydd mot brännskador

Härmed avslutas listan över fördelarna med ångsystemet, och vi kan gå över till dess nackdelar, som är ganska betydande:

• hög risk för brännskador;
• förhöjd bullernivå under drift;
• svårigheter med att reglera systemets funktion;
• behov av att köpa dyra rör och liknande.

Enligt säkerhetsnormer rekommenderas inte ångvärme för bostäder eftersom det utgör en hög risk för hälsa och liv för personer som bor i huset.

Arbets temperaturen på radiatorerna blir mycket hög, och vid beröring kan man få allvarliga brännskador. Därför måste alla radiatorer täckas med pålitliga dekorativa galler.

Vanliga PVC-rör passar inte för ett sådant system eftersom de måste tåla högt tryck och temperatur över 100 grader. Samma krav gäller för övriga systemkomponenter. Ångvärmes rör måste vara av koppar eller av galvaniserat stål.

Kopparrör – ett idealiskt, men inte billigt alternativ för kommunikationer i ångvärmesystem. För att sammanfoga dessa rör behövs en svetsapparat.

I vilket fall som helst är detta inte en budgetlösning. Säkerhetsfrågor måste ägnas största uppmärksamhet. Alla installationsarbeten, till exempel svetsning av kopparrör, kräver högsta kvalitetsutförande. Om en fog brister och en ångstråle bryter ut genom öppningen riskerar någon av husets boende att få allvarliga brännskador.

Rör av rostfritt stål klarar sådana belastningar som är typiska för ångvärmesystem, som hög temperatur och förhöjt tryck i systemet.

En annan nackdel med ångvärme – förhöjd bullernivå. För att åtgärda detta problem bör man montera radiatorerna korrekt. De hängs upp på speciella ljuddämpande konsoler. Pannan eller ugnen placeras bäst i ett separat rum. Dessutom kan kopparrör placeras i väggarnas tjocklek, vilket också minskar bullernivån.

Slutligen är det lite svårt att reglera uppvärmningstemperaturen i rummen med ångvärme. Man kan inte installera en termostat och bara minska mängden ånga. Man måste minska bränslemängden, vilket inte alltid är enkelt, eller vädra rummen. Innan man påbörjar installationen av ångvärmesystem bör man ta hänsyn till alla dessa aspekter.

Projektering av ett ångvärmesystem

Även för ett litet utrymme är det bäst att göra en projektplan. Ett system som görs på 'måfå' kommer med stor sannolikhet snart att kräva ombyggnad, medan en schematisk ritning på papper gör att man omedelbart kan identifiera svagheter och åtgärda dem.

Till exempel, för att skapa ett system med naturlig cirkulation av värmebäraren, måste värmeväxlaren och därmed värmaren placeras på husets lägsta punkt.

Ångledningar och kondensatledningar i värmesystem med naturlig cirkulation installeras med lutning i riktning mot flödet (+)

Det innebär att ugnen eller pannan måste placeras lägre än alla radiatorer, liksom rör som inte står vertikalt utan horisontellt eller i vinkel mot vertikalen.

Om det inte går att placera värmeapparaten på detta sätt (huset saknar källare, källaren används för andra ändamål etc.), bör man välja ett värmesystem med forcerad cirkulation.

På schemat visas ett värmesystem med forcerad cirkulation. För installationen behövs en cirkulationspump och en ackumulatortank.

Därför måste en pump som trycker in vatten i värmeväxlaren inkluderas i ångvärme-schemat. En viktig punkt vid projektering av värmesystemet – ordningen för anslutning av radiatorerna. Seriell anslutning eller så kallat enrörssystem innebär att alla radiatorer kopplas i följd.

Som ett resultat kommer värmebäraren att förflytt sig successivt genom systemet och gradvis kallna. Detta är ett ekonomiskt anslutningsalternativ som är enklare att installera och billigare i kostnad.

Men jämnheten i uppvärmningen kommer att påverkas, eftersom den första radiatorn blir hetast och till den sista kommer värmebäraren redan halvt avsvalnad.

Enrörsanslutning av radiatorer, som framgår av detta schema, innebär montering i serie. Till den sista radiatorn kommer värmebäraren redan kallnad.

En enrörslösning kan vara acceptabel endast för ångvärme i en sommarstuga eller ett litet hus med en yta under 80 kvm. För en rymlig villa eller ett tvåvåningshus passar ett tvårörssystem bättre, där radiatorerna ansluts parallellt.

Ett schema med ett rör ger samtidig, inte sekventiell, tillförsel av värmebärare till varje radiator, och rummens uppvärmning blir jämnare. Men vid en tvårörskrets måste man dra två rör till varje radiator: framledning och returledning.

Ett sådant system är svårare att genomföra och blir något dyrare än installation av ett enrörssystem. Men de allra flesta vattenvärmesystem är byggda med två rör, trots svårigheterna, och fungerar helt framgångsrikt.

På denna ritning visas ett tvårörssystem för installation av radiatorer i ångvärme. Varje radiator ansluts till en gemensam stigledning och har en returledning, vilket ger en jämn fördelning av värmebäraren.

Om du planerar att använda en vedeldad kamin som värmekälla, bör du direkt beräkna och konstruera en speciell värmeväxlare. Den ser ut som en serpentin som är svetsad av metallrör. Detta element byggs direkt in i kaminens konstruktion, inte installeras separat.

Därför bör även utformningen av den nya kaminen planeras under projekteringsfasen. Du kan också använda en befintlig kamin, men den måste delvis demonteras för att kunna montera in värmeväxlaren.

För att få 9 kW värme krävs en värmeväxlare med en yta på ungefär en kvadratmeter. Ju större uppvärmd yta, desto större måste värmeväxlaren vara.

Om du planerar att värma lokalen med en panna, är det lite enklare: du behöver köpa och installera den. För ångvärme i ett hus rekommenderas vanligtvis en vattenrörspanna eftersom den är mest effektiv.

Även om eldrörs-, rökgas- eller kombinerade rökgas-eldrörsmodeller också kan vara ett fullt acceptabelt alternativ.

Ibland används en hembyggd panna för ångvärme, där man bränner spillolja från fordon. Men detta alternativ anses lämpligt endast för utrymmen som garage. För ett bostadshus är detta alternativ inte så bra.

Installation baserad på en vedeldad spis

Om projektet är klart, är det dags att skaffa nödvändiga material och verktyg. Det tidigare utarbetade projektet gör det möjligt att beräkna den nödvändiga mängden systemkomponenter.

På den ska alla svängar, anslutningar, T-rör, platser för radiatorer etc. markeras. Dessutom måste du köpa rörklämmor och konsoler som radiatorerna ska monteras på.

Pannan för ångvärmesystemet, som är baserat på en vedeldad kamin, installeras direkt i kaminen. Ångledningen och kondensatledningen ansluts till pannan.

Rörlängder beräknas också enligt schemat. För att vid behov kunna minska ångtrycket i systemet behövs en tryckreduceringsventil. En vattenlås behövs för att kunna tömma systemet helt för rengöring, underhåll eller reparation.

Före varje radiator rekommenderas en avstängningsventil som gör att du kan stänga av den för reparation, spolning eller byte. På radiatorerna monteras också Mayevskiventiler för att släppa ut luft som kommit in i systemet. Även om ånga är en gasformig substans och inte en vätska, kan förekomsten av luft i systemet påverka dess effektivitet negativt.

För att kondensationsprocessen ska ske just i radiatorerna, inte i ackumulatorn eller i stigaren, rekommenderas att installera en T-koppling med plugg vid utloppet, genom vilken endast vatten passerar. Om installation av ett system med forcerad cirkulation planeras, behövs en cirkulationspump. Dessutom behövs en behållare för uppsamling av kondenserad fukt.

Självfallsystem behöver inte sådana anordningar. Men röret genom vilket vattnet leds till värmeväxlaren måste vara tillräckligt brett för att säkerställa snabb förflyttning av vätskan för vidare uppvärmning.

Avsaknad av en reduktionsventil i ångvärmesystemet, vars anordning visas i schemat, kan leda till allvarliga skador på grund av övertryck.

Förutom vanliga monteringsverktyg behövs definitivt en svetsapparat för koppling av kopparrör. Konstruktioner av galvaniserat stål har vanligtvis gängade förband som måste tätas noggrant. Om installation av ångvärme från en kamin planeras, måste man börja med att tillverka värmeväxlaren.

Värmeväxlaren för ångvärme, som installeras i en vedspis, består av ett system av ihåliga metallrör genom vilka vattnet cirkulerar. Elementet kan ha en godtycklig form som motsvarar spisens storlek och form.

Den svetsas av metallrör med en tjocklek på 2,5–3 mm eller något tjockare. Värmeväxlaren kan göras i form av en spiral eller i någon annan form. Huvudsaken är att anordningen får plats inuti vedspisen, och att dess yta är tillräckligt stor för att värma vattnet och bilda ånga.

Kvaliteten på svetsningen av värmeväxlaren måste utan överdrift vara perfekt. Även mikroskopiska hålrum i fogarna är oacceptabla, eftersom anordningen kommer att utsättas för högt tryck från het ånga. När värmeväxlaren är redo för installation bör varje svetsfog kontrolleras.

För detta smörjs först alla fogar med vit krita. Därefter stängs en av värmeväxlarens öppningar och i den andra hälls fotogen tills anordningen är fylld till toppen. Nu måste man vänta en stund och sedan bedöma fogarnas skick. Om det finns sprickor kommer fotogen att sippra genom dem, och på sådana ställen blir kritan mörkare.

Upptäckta brister åtgärdas och sedan utförs kontrollen på nytt för att försäkra sig om enhetens integritet. Nu ska den spolas rent och därefter påbörjas murningen av vedspisen. Värmeväxlaren monteras pålitligt i eldstaden, och till dess in- och utlopp ansluts rör som sedan används för att ansluta värmeväxlaren till husets värmesystem.

Murning av ugnen avslutas i den ordning som är vanlig för sådana konstruktioner. Därefter utförs montering av rör och radiatorer i värmesystemet enligt den tidigare upprättade ritningen. Först monteras radiatorerna med hjälp av fästen som dämpar ljudet från ångvärmesystemet.

På varje radiator monteras en luftventil (Mayevski-ventil) för att kunna släppa ut luft. Det behövs en avstängningsventil mer än antalet radiatorer, eftersom en gemensam avstängningsventil måste installeras i början av systemet. Före denna ventil placeras även en tryckreduceringsventil och en reduktionskylanläggning.

I slutet, om det anges i projektet, installeras en ackumulatortank för värmebärare och en cirkulationspump. För system med naturlig cirkulation, inte forcerad, behövs ingen tank eller pump. Men röret som leder till värmeväxlaren måste ges en liten lutning, cirka 3 mm per meter.

Moderna ångpannor för hemmet – är pålitliga enheter som arbetar med olika bränslen och är utrustade med automatiserade kontrollsystem.

System med ångpanna monteras på ungefär samma sätt: enligt ritningen och med hänsyn till utrustningens egenskaper. Till exempel kommer tryckreduceringsventil och kylare troligen inte att behövas, eftersom kontrollsystemet för ångtryck och temperatur redan är inbyggt i pannan.

Några användbara tips

Vid montering av ångvärmesystem bör man komma ihåg att alla dess komponenter måste tåla hög temperatur, över 100 grader. Till exempel passar en vanlig membranexpansionstank som reservbehållare vid volymökning av värmebärare inte eftersom dess max är 85 grader.

Skorstenen till ugnen där värmeväxlaren är inbyggd kommer att bli smutsigare snabbare än en vanlig ugns skorsten. Därför måste sotning av skorstenen planeras och utföras oftare.

Ugnen med värmeväxlare kan även användas för matlagning om så önskas, men det är inte särskilt bekvämt. Under sommarperioden, när uppvärmning inte behövs, kan denna ugn inte tändas. Man måste hitta ett alternativ. Det är enklare om köket i hemmet har en separat bekväm spis.

Om hur man designar och monterar ett ångvärmesystem med egna händer beskrivs i detalj i denna artikel, som vi rekommenderar att läsa.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Praktisk erfarenhet av att omvandla en vedspis till en ångpanna presenteras i denna video:

Fortsättningen av monteringsprocessen för ångvärme kan ses i denna fil:

Om skillnaden mellan forcerad och naturlig cirkulation i värmesystem beskrivs i detalj här:

Ångvärme – är inte det enklaste alternativet för ett autonomt värmesystem. Men med korrekt design och installation kan man med ånga effektivt och relativt billigt förse sitt hem med den nödvändiga mängden värme.

Kommentera gärna den information vi har presenterat för granskning. Ställ frågor, dela användbar information och lämna bilder relaterade till artikelns ämne. Längst ner finns ett blockformulär avsett för att lägga upp inlägg och kommunicera.