それぞれの家は暖かくなければなりません、そうでなければ、それが非常に広々としていて美しいとしても、そうでなければその中に住むことは非常に不快です。所有者は、自分の能力と気候条件に基づいて、さまざまな方法で暖房の問題を解決します。
一部の住宅には蒸気暖房が装備されています。このようなシステムを自分の手で組み立てるのは非常に簡単です。どうやってするの?それを理解してみましょう。
蒸気加熱の動作原理
多くの人々は、蒸気と水の加熱のシステムを混同しています。実際、見た目は非常によく似ています。どちらの場合も、ボイラー、パイプ、ラジエーターが常にあります。しかし、蒸気システムの場合、蒸気は水-水のための熱媒体として機能します。
これが2つのシステムの根本的な違いです。ボイラーは加熱されませんが、水を蒸発させ、その結果生じる蒸気はパイプを通ってラジエーターに移動します。
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蒸気加熱システムでは、乾燥蒸気が熱媒体として使用され、熱凝縮中に熱が発生します
ボイラーを出る蒸気の方向性のある動きのために、蒸気ラインが設置されています。彼らによれば、クーラントは敷地内に入ります
蒸気加熱システムでは、ボイラーは冷却液を130度に加熱します。これは、加熱ユニットを選択する際に考慮する必要があります。
蒸気加熱システムのデバイスには、特定の温度条件で動作するデバイスが選択されます。選択する重要な要素は容量です。デバイス内では、蒸気は凝縮し、体積が400〜1,500倍減少します
冷却剤の量の具体的な削減により、蒸気パイプラインよりもはるかに狭い復水パイプラインを配置して、プラスチックから復水を輸送するためのパイプを作ることができます
多くの場合、大口径パイプは蒸気加熱器具として単純に使用され、そこから復水が最初に復水タンクに流れ、次にボイラーに流れます。
熱伝達を高めるために、パイプには金属フィンが装備されています。効率を数十倍に増やします
蒸気加熱回路のパイプも環境への熱伝達を生成するため、システムは主にオープンな方法で配置されます。例外は、ガス管や器具に近接している場合です
蒸気加熱の動作原理
消費者への蒸気移動
伝熱ボイラー
蒸気加熱用の器具の選択
エリア内の温度差の説明
従来の蒸気加熱器具
オープンパイプラインアセンブリスキーム
その中で、蒸気の冷却と凝縮が起こります。凝縮の過程で、1キログラムの蒸気は2000 kJ以上の熱を放出しますが、50°Cの水冷では120 kJしか生成しません。
蒸気の熱伝達が何倍も大きいことは明らかであり、これはこのタイプの加熱の高効率を説明しています。ラジエーターの内部で形成された凝縮水は、部品の下部に流れ込み、重力によってボイラーに向かって流れます。
復水となった冷媒を戻す方法によると、あらゆるタイプの蒸気加熱システムは2種類に分けられます。
- 閉まっている。 この場合、回路に隙間はなく、復水は特定の角度で配置されたパイプを通ってボイラーに直接流れ、その後の加熱に使用されます。
- 開いた。 このシステムは、ラジエーターからの凝縮水が入る貯蔵タンクの存在によって区別されます。このタンクから、ポンプを使用してボイラーにポンプで戻されます。
パイプの組み立てと配線の方法に従って、蒸気加熱回路は水システムに完全に類似したタイプに分類されます。
蒸気加熱システムの動作原理は非常に簡単です。蒸気発生器で受け取った蒸気を熱媒体として使用します
加熱システムの絶対圧力パラメーターに応じて、蒸気は過剰指数> 0.07 MPaの高圧品種に分けられます。低圧、過剰圧力は0.005〜0.07 MPaの範囲。絶対圧力<0.1 MPaの真空。
大気と連通している低圧回路にセクションまたはデバイスがある場合、それらは閉じていなくても開いていると分類されます。
蒸気加熱回路は、水システムの原理に基づいて構築されています。蒸気はライザーに沿って上昇し、高速道路に沿って暖房器具に移動します。蒸気の熱エネルギーが消費者に伝達される間に形成された戻り凝縮液の代わりにのみ収集されます。
なぜ蒸気暖房を選ぶのですか?
確かに、蒸気加熱システムは非常に人気があると見なすことはできません。このような加熱はかなりまれです。その長所と短所を詳細に検討します。
最初に、間違いなく、次のものが含まれます。
- 暖房システムの効率。非常に高いため、少ない数のラジエーターで部屋を暖房するのに十分であり、場合によっては、それらを使わずに済むことがあります。十分な数のパイプがあります。
- システムの慣性が低いため、加熱回路が非常に速くウォームアップします。ボイラーを始動して数分後には、部屋が暖かくなり始めます。
- システムの熱損失はほとんどないため、他のシステムと比較して非常に経済的です。
- 配管内の水量が少ないため、システムが解凍されないため、まれに使用される可能性があります。オプションとして、人が時々訪れるカントリーハウスにも設置できます。
蒸気加熱の主な利点は、その効率であると考えられています。その配置のための初期費用はかなり控えめであり、操作中にそれは比較的小さな投資を必要とします。
ただし、非常に多くの利点があっても、システムの欠点は非常に重要です。それらは主に、水蒸気が熱媒体として使用され、その温度が非常に高いという事実に関連しています。
蒸気加熱ラジエーター内では、水蒸気の凝縮が起こります。このプロセス中に、大量の熱エネルギーが放出されます。これは、システムの高効率を説明しています。
これにより、システムのすべての要素が100°C以上に加熱されます。それらとの偶発的な接触が火傷を引き起こすことは明らかです。したがって、すべてのラジエーター、パイプ、その他の構造部品を閉じる必要があります。特に家に子供がいる場合。
ラジエーターとパイプの高温は、室内の活発な空気循環を引き起こします。これは、ほこりに対するアレルギー反応など、非常に不快で、時には危険です。
蒸気暖房を使用すると、室内の空気が乾燥しすぎます。高温のパイプとラジエーターがそれを乾燥させます。これには加湿器の追加使用が必要です。
このように暖房された部屋を装飾するすべての仕上げ材が、白熱ラジエーターとパイプの近くに耐えることができるわけではありません。したがって、彼らの選択は非常に限られています。
この場合、最も受け入れられるオプションは、耐熱塗料で塗装されたセメント石膏です。他のすべてが問題です。蒸気加熱には別の欠点があり、家に住む人々の快適さに影響を与えます。それは、蒸気がパイプを通過するときに発生するノイズです。
より重大な欠点には、システムの調整性の低下が含まれます。構造の熱伝達を制御することはほとんどできず、建物の過熱につながります。
蒸気加熱は潜在的に危険なシステムであるため、機器の選択は非常に責任を持って扱われる必要があります。システムのパイプは金属のみである必要があります
解決策があります。 1つは自動化のインストールで、部屋が冷えるとボイラーがオンになります。この場合、家の中での生活は一定の温度変動からかなり不快になります。
より「穏やか」ですが、骨の折れる方法は、必要に応じて運用する必要があるいくつかの並列ブランチを配置することです。
蒸気加熱の主な欠点は、あまり使用されないため、非常に危険が増すことです。パイプやラジエーターから突風が発生した場合、高温の蒸気が圧力下で暴れるため、非常に危険であることを理解する必要があります。
そのため、このようなシステムは現在、複数のアパートの建物では禁止されており、製造ではあまり使用されていません。民家では、所有者の個人的な責任の下でそれらを装備することができます。
蒸気システムの主な要素
蒸気システムにはいくつかの重要な要素が含まれています。それぞれについて詳しく見ていきましょう。
蒸気ボイラー-システムの心臓部
ヒーターの主な機能は、水を蒸気に変換し、その後パイプラインに流入させることです。デバイスの主な構造要素は、コレクター、ドラム、パイプラインです。
さらに、水のスペースと呼ばれる水の容器があります。その上で、デバイスの動作中に、蒸気空間が形成されます。それらは、いわゆる蒸発ミラーによって分離されています。
図は、家庭用蒸気ボイラーの品種の1つを概略的に示しています
蒸気空間の内部には、蒸気の分離用に設計された追加の機器を設置できます。ボイラーの操作は、煙道ガス、水、蒸気の熱交換の原理に基づいています。
蒸気加熱装置には、火管と水管の2種類があります。最初のケースでは、加熱されたガスは、水でタンク内に敷設されたパイプライン内を移動します。
それらは沸騰状態に達する液体に熱を放ちます。水道管の種類は少し異なります。ここで、水は煙道ガス室内に敷設されたパイプを通って流れます。彼女は温まり、沸騰する。
ボイラー内の水と蒸気は、強制的または自然に移動できます。最初のケースでは、ポンプが設計に含まれ、2番目のケースでは、水と蒸気の密度の差が使用されます。
すべての種類の蒸気ボイラーで、水を蒸気に変換するほぼ同じ原理が使用されています。
- 調合液はボイラー上部のタンクに供給されます。
- ここから、水はパイプを通ってコレクターに流れ込みます。
- マニホールドからの液体は、加熱ゾーンを通過して上部ドラムに上昇します。
- 加熱の結果、水が入ったパイプの内部で蒸気が発生し、上昇します。
- 必要に応じて、蒸気はセパレーターを通過し、そこで水から分離されます。それから彼は蒸気ラインに入ります。
蒸気ボイラーはさまざまな燃料を使用できます。これに応じて、デザインに特定の変更が加えられます。彼らは燃焼室に触れます。固形燃料は火格子が設置され、その上に石炭や薪などが置かれます。
液体および気体燃料には、特別なバーナーが使用されます。実用的な組み合わせオプションもあります。
ホームマスターの間では、ストーブを使用した蒸気加熱の配置が特に人気があります。写真は、炉に可能な変更の1つを示しています
加熱領域に応じて、ボイラー出力が選択されます。
これは平均値に基づいて行うことができます:
- 200 sq。までの建物では25 kW m;
- 200から300平方メートルの範囲の住宅用の30 kW。 m;
- 300〜600平方メートルの建物では35〜60 kW。メートル
より正確なデータが必要な場合は、標準の計算方法を使用して、10平方メートルごとに計算します。メートルは1 kWの機器電力を占めていました。この式は、天井の高さが2.7 m以下の家に使用されることを忘れないでください。
より高い建物の場合は、より多くの電力を取る必要があります。ボイラーを選択するときは、その認定に特別な注意を払う必要があります。蒸気加熱システムは潜在的に危険なので、試験装置は必須です。
パイプとラジエーター
蒸気システムの冷却剤の温度範囲は100〜130°Cで、70〜90°Cの液体よりもはるかに高くなります。したがって、システムを装備するために同様の機器を使用することは強くお勧めしません。
まず第一に、これは金属プラスチックとポリプロピレンパイプに関係します。これらの材料の最大動作温度は90〜100°Cの間で変化するため、その使用は固く禁じられています。
蒸気加熱システムを配置するための理想的なオプションは、銅パイプです。それらは腐食の影響を受けず、高温に耐えますが、非常に高価です。
蒸気システムのパイプラインには、通常3種類のパイプが使用されます。最も安価なオプションは鋼です。それらは130℃の温度に十分耐え、十分な強度を持っています。
しかし、鋼は腐食しやすいため、部品の内部に形成された凝縮物はパイプをかなり早く破壊し、蒸気によって形成された攻撃的な雰囲気はこの不利な点を補強するだけです。
鋼製要素のもう1つの欠点は、溶接による接合の必要性であり、これには多くの時間と労力がかかります。亜鉛メッキ鋼管は、腐食に対してはるかに耐性があります。また、高温にも耐えます。
スレッド方式は通常、それらを接続するために使用され、プロセスを大幅に簡略化します。亜鉛メッキパイプの主な欠点は、コストが高いことです。
銅パイプが理想的です。材料は高温に耐え、十分に延性と耐久性があり、腐食の影響を受けません。はんだ付けは、銅の部品を接続するために使用されます。
銅製のパイプラインは非常に耐久性があり、丈夫ですが、コストは非常に高くなります。したがって、品質と価格の点で最も許容できるオプションは、防食コーティングまたは亜鉛メッキされた鋼管です。
蒸気加熱に最適なのは、鋳鉄のラジエーターです。バッテリー内部の高温蒸気による過酷な負荷に耐えることができます。
蒸気システム用のラジエーターは、強度の原則に従って選択されます。高温に耐え、腐食に強いことが重要です。これに基づいて、大規模な鋳鉄バッテリーが最良のオプションと見なすことができ、スチールパネルのバッテリーが最悪です。
場合によってはシステムの効率が高いことを考えると、フィン付き鋼管の使用はまったく問題ありません。
計装ユニット
蒸気加熱システムは緊急事態の危険性が高まっているという特徴があるため、監視装置の存在が必須です。システム内の圧力は監視され、必要に応じて正常化されます。ギアボックスは通常、これらの目的で使用されます。
装置にはバルブが装備されており、それを介して過剰な蒸気がシステムから除去されます。強力な設置では、1つではなくいくつかのそのようなバルブが必要になる場合があります。
暖房システムの種類
実際には、蒸気加熱のかなり多くのバリエーションを見つけることができます。パイプの数によって、蒸気システムの1パイプと2パイプの種類が区別されます。最初のケースでは、蒸気はパイプを連続的に移動します。
彼の旅の最初の部分で、彼はバッテリーに熱を与え、徐々に液体状態に変わります。それからそれは凝縮物のように動きます。クーラントに障害物がないように、パイプの直径は十分に大きくなければなりません。
蒸気が部分的に凝縮せず、凝縮水ラインに侵入することがあります。凝縮水排出用の分岐への侵入を防ぐために、各ラジエーターまたは加熱装置のグループの後にスチームトラップを設置することをお勧めします
単管システムの大きな欠点は、ラジエーターの加熱の違いです。ボイラーに近いものほど加熱されます。それらの次は小さいです。ただし、この違いは大きな建物でのみ顕著になります。2パイプシステムでは、蒸気は1つのパイプを通って移動し、復水は別のパイプを通って流れます。したがって、すべてのラジエーターの温度を等しくすることが可能です。
しかし同時に、パイプの消費量は大幅に増加します。水のように、蒸気加熱は単一または二重回路にすることができます。最初のケースでは、システムは部屋の暖房にのみ使用され、2番目のケースでは、家庭用の水の暖房にも使用されます。加熱の分布も異なります。
3つのオプションが実行されます。
- トップ有線。 主蒸気ラインは暖房器具の上に置かれ、ラジエーターへのパイプはそこから落ちます。さらに下には、凝縮水ラインが床自体に敷設されています。このシステムは、最も安定していて、実装が最も簡単です。
- 下部配線付き。 ラインは蒸気暖房器具の下にあります。その結果、蒸気は通常の直径よりもわずかに大きいはずの同じパイプ内を一方向に移動し、反対方向に復水します。これは、水撃と構造の減圧を引き起こします。
- 混合配線付き。 蒸気管はラジエーターのレベルの少し上に取り付けられています。他のすべてはトップワイヤードシステムと同じであり、そのおかげでそのすべての利点を維持することが可能です。主な欠点は、高温のパイプに簡単にアクセスできるため、怪我のリスクが高いことです。
自然の強制力を持つ回路を配置する場合、蒸気管は蒸気の移動方向にわずかな傾斜をもって取り付けられ、復水管は復水であることを覚えておく必要があります。
勾配は0.01-0.005、つまり水平ブランチの各線形メーターに対して、1.0〜0.5 cmのバイアスが必要です。蒸気と復水パイプラインの傾斜した位置は、パイプを通過する蒸気のノイズを排除し、自由な復水排水を提供します。
蒸気加熱システムは、1パイプおよび2パイプスキームに従って構築されます。シングルパイプの中でも、暖房装置に水平に接続されたバリエーションが普及しています。デバイスを垂直に接続した回路の場合は、2パイプバージョンを選択することをお勧めします
システムの内部圧力のレベルに応じて、2つの主要な種類が区別されます。
- 真空 システムの完全な密閉が想定され、その中に特別なポンプが作成され、真空が作成されます。その結果、蒸気は低温で凝縮し、そのようなシステムを比較的安全にします。
- 大気。 回路内の圧力は大気圧の数倍です。事故が発生した場合、これは非常に危険です。さらに、そのようなシステムで作動するラジエーターは非常に高温に加熱されます。
蒸気暖房を配置するための多くのオプションがあるので、誰もが建物のすべての機能を考慮して、自分の家に最適なオプションを選択できます。
図は開回路蒸気加熱システムを示しています
ボイラー室を装備するには?
あらゆる燃料で作動する蒸気ボイラーは、このために特別に装備された部屋にのみ設置する必要があります。
0.07 MPaまでの圧力を持つ標準の蒸気器具用に開発された、120〜130°Cの温度の蒸気を生成する標準は、このようなボイラー室にいくつかの要件を提供します。
- 壁からヒーターまでの距離は100 cm以上にする必要があります。
- 部屋の高さは少なくとも220 cmである必要があります。
- ドアの最小耐火性-30分、壁-75分。
- 質の高い換気の存在;
- 通りに面したドアと窓の存在。
ボイラー室は別室に設置するのが最適ですが、適当な部屋をふさぐこともできます。内部は不燃性材料で仕上げられている必要があります。セラミックタイルはこれらの目的に最適です。
ボイラー室の壁は、セラミックタイルなどの不燃性材料で仕上げる必要があります
蒸気システムの設置の準備
蒸気加熱を適切に行うには、プロジェクトの準備から始める必要があります。その開発は困難な作業であり、専門家が最善の方法で解決します。完成したプロジェクトでは、多くの点を考慮する必要があります。
まず、各施設と建物全体の熱負荷の計算。蒸気源が選択され、システムのメカニズムと自動化の程度が決定されます。
また、蒸気消費量は必然的に決定され、これに基づいて設備とその使用方法が選択されます。プロジェクトの準備ができたら、インストール計画の作成を開始できます。
その実装には、設備の場所が適用される建築計画が必要になります。通常はボイラーから始めます。その場所が決定されます。システムに自然循環がある場合、ボイラーはバッテリーレベルより低くなければなりません。
この場合、それは通常地下室または地下室に下げられているので、凝縮液はそのままデバイスに排出されます。次に、暖房システム全体のレイアウトが住宅平面図に適用されます。また、必要な備品はすべて記載されています。
専門家は、機器が配置される部屋で、この操作を直接「所定の場所」で実行することをお勧めします。これは、円で囲まなければならないすべての突起物と障害物に気づき、考慮に入れる唯一の方法です。
設置を開始する前に、将来のシステムの計画が必ず実行され、そこにすべての機器とラジエーターの取り付けポイントがマークされます
すべての遷移と角度は、必ずダイアグラム上でマークされます。完成したら、その実装に必要な材料の量を計算することができます。ここでも、適切な機器を選択することの重要性に注意を払う価値があります。
蒸気システムは偶発的に危険である可能性があるため、材料や装置を節約するべきではありません。すべてが高品質で認定されている必要があります。そうでない場合、深刻な問題を回避することはできません。
蒸気加熱設置技術
暖房ボイラーの設置から作業を開始します。コンクリートベースの準備された部屋に取り付けられます。場合によっては、機器用に別の小さな土台が用意されます。
デバイスはベースに厳密に水平に設置され、正確さは建物のレベルによってチェックされます。気づいたエラーはすぐに取り除かれます。
ベースに配置されたボイラーは排気システムに接続されています。接続は強く、完全にタイトでなければなりません。
次のステップは、ラジエーターのサスペンションです。これを行うには、取り付け図に示されている場所で、バッテリーが取り付けられている壁に特殊なフックを打ち込みます。フィン付きチューブを使用する場合は、固定されています。
フィン付きチューブは、ラジエーターの代わりに蒸気加熱システムで使用できます。熱伝導面の面積が増えるため、高いシステム熱伝達パラメーターが大幅に強化されます
熱放射器の強度がチェックされます。次に、拡張タンクの装備を開始できます。ボイラーから少し離れた最高点に固定されています。この距離をできるだけ小さくすることをお勧めします。
これで、制御デバイスのグループをインストールできます。それらはボイラーの出口に取り付けられています。少なくとも、圧力計とリリーフバルブをここに配置する必要があります。
設置されているすべての機器はパイプで相互接続されています。接続方法は、接続元の素材によって異なります。いずれの場合も、行われた接続の正確性と信頼性を慎重に確認する必要があります。
開放型システムの場合、凝縮液タンクがラインの最後に設置され、ポンプが取り付けられます。そこから暖房器具に至るパイプは、他のパイプよりも直径が小さくなければなりません。
蒸気ボイラーは暖房回路に接続されています。同時に、必要なすべての遮断弁とフィルターを取り付ける必要があります。これにより、水に含まれる可能性のある大きな汚れの粒子が遅延します。
装置がガスで作動している場合、燃料ラインが接続されています。この場合、フレキシブルホースは使用できません。固定アイライナーのみです。
その後の緊急事態を回避するために、すべての接続は標準に従って正確に行われます
次に、テスト実行を行うことができます。これを行うには、回路に水を注ぎ、その後装置を稼働させます。最初に、最低動作温度で、システムの正しい動作と整合性を監視しながら徐々に上昇させます。
わずかな欠陥が特定された場合、装置は停止し、その動作におけるすべての誤動作が排除されます。
ストーブを蒸気ボイラーに変換する方法:
蒸気ボイラーの動作原理:
自家製スチーム暖房:
蒸気暖房はあなたの家を暖房する非常にシンプルで経済的な方法です。その多くは、最小限の熱損失、高効率、および低メンテナンスに魅力があります。
ただし、蒸気加熱は潜在的に危険であり、この場合の緊急事態は重大な怪我につながる可能性があることを忘れないでください。したがって、その計算と整理を真剣に考える必要があります。
資料を読んだ後、質問がありましたので、回答をお願いします。下のブロックにコメントを残して、蒸気暖房の手配に関する経験を共有し、トピックのディスカッションに参加してください。