Jak provést parní vytápění vlastníma rukama: zařízení, pravidla a požadavky

V každém domě musí být teplo, jinak se v něm bude žít velmi nepohodlně, i když bude velmi prostorný a krásný. Majitelé řeší problém vytápění různě, podle vlastních možností a klimatických podmínek.

Někteří zařizují v domech parní vytápění: sestavit takový systém svépomocí je poměrně jednoduché. Jak to udělat? Zkusme to pochopit.

Princip fungování parního vytápění

Mnozí si pletou systém parního a vodního vytápění. Skutečně, navenek jsou si velmi podobné. V obou případech je povinně přítomen kotel, trubky a radiátory. Ale pro parní systém je nosičem tepla pára, pro vodní – voda.

V tom je zásadní rozdíl obou systémů. Kotel vodu neohřívá, ale odpařuje, vzniklá pára se pohybuje potrubím k radiátorům.

Uvnitř nich dochází k ochlazování a kondenzaci páry. Během kondenzace uvolní kilogram páry více než 2000 kJ tepla, zatímco voda ochlazená o 50 °C poskytne pouze 120 kJ.

Je zřejmé, že přenos tepla páry je několikanásobně větší, což vysvětluje vysokou účinnost tohoto typu vytápění. Kondenzát, vznikající uvnitř radiátorů, stéká do spodní části dílů a samospádem směřuje ke kotli.

Podle způsobu vracení teplonosné látky, která se přeměnila na kondenzát, se všechny druhy parních otopných systémů dělí na dvě varianty:

• Uzavřená. V tomto případě nejsou v okruhu žádné přerušení a kondenzát odtéká potrubím uloženým pod určitým úhlem přímo do kotle k následnému ohřevu.
• Otevřená. Systém se vyznačuje přítomností akumulační nádrže, do které se dostává kondenzát z radiátorů. Z této nádrže je pomocí čerpadla čerpán zpět do kotle.

Podle způsobů montáže a vedení potrubí se parní otopné okruhy dělí na typy zcela analogické vodním systémům.

Princip činnosti systému parního vytápění je velmi jednoduchý: jako teplonosná látka se používá pára získaná v parogenerátoru

Podle parametrů absolutního tlaku se parní otopné systémy dělí na druhy vysokotlaké s přetlakem >0,07 MPa; nízkotlaké s přetlakem v rozmezí 0,005–0,07 MPa; vakuové s absolutním tlakem <0,1 MPa.

Pokud jsou v nízkotlakých okruzích úseky nebo zařízení spojená s atmosférou, řadí se do kategorie otevřených, pokud ne – uzavřených.

Parní otopné okruhy se budují podle principu vodních systémů. Pára stoupá stoupačkou, pohybuje se po hlavních větvích k otopným tělesům. Pouze místo zpátečky se shromažďuje kondenzát, který vznikl při předávání tepelné energie páry spotřebiteli.

Proč si vybrat vytápění párou?

Je třeba uznat, že systémy vytápění párou nelze zařadit mezi velmi oblíbené. Takové vytápění je spíše vzácností. Podrobně se podíváme na jeho výhody a nevýhody.

K těm prvním nepochybně patří:

• Účinnost topného systému. Je tak vysoká, že k vytápění místností postačí malý počet radiátorů, a v některých případech se lze obejít i bez nich: potrubí bude stačit.
• Malá setrvačnost systému, díky čemuž se otopný okruh prohřívá velmi rychle. Již za několik minut po spuštění kotle je v místnostech cítit teplo.
• Tepelné ztráty v systému prakticky chybí, což ho činí velmi hospodárným ve srovnání s jinými.
• Možnost občasného použití, protože kvůli malému množství vody v trubkách systém nerozmrzá. Jako varianta může být instalována v chatách, kam se jezdí jen čas od času.

Hlavní předností parního vytápění je jeho hospodárnost. Počáteční náklady na jeho zařízení jsou poměrně skromné, během provozu vyžaduje relativně malé investice.

Avšak i při takovém množství předností jsou nedostatky systému velmi významné. Souvisí především s tím, že jako teplonosné médium se používá vodní pára, jejíž teplota je velmi vysoká.

Uvnitř radiátoru parního vytápění dochází ke kondenzaci vodní páry. Během tohoto procesu se uvolňuje velké množství tepelné energie, což vysvětluje vysokou účinnost systému.

Díky tomu se všechny prvky systému zahřívají na 100 °C i více. Je jasné, že jakýkoli náhodný dotyk způsobí popáleninu. Proto musí být všechny radiátory, trubky a další části konstrukce bezpodmínečně zakryté. Zejména pokud jsou v domě děti.

Vysoká teplota radiátorů a trubek vyvolává aktivní cirkulaci vzduchu v místnosti, což je poměrně nepříjemné, a někdy i nebezpečné, např. při alergické reakci na prach.

Při použití parního vytápění se vzduch v místnostech stává příliš suchým. Vysušují ho horké trubky a radiátory. To vyžaduje dodatečné použití zvlhčovačů.

Zdaleka ne všechny dokončovací materiály, kterými jsou dekorovány místnosti vytápěné tímto způsobem, odolají sousedství s rozžhavenými radiátory a trubkami. Proto je jejich výběr velmi omezený.

Nejpřijatelnější variantou je v tomto případě cementová omítka natřená tepelně odolnou barvou. Vše ostatní je otazné. Parní vytápění má ještě jeden nedostatek ovlivňující pohodlí obyvatel domu: hluk, který produkuje pára procházející trubkami.

K výraznějším mínusům lze zařadit špatnou regulovatelnost systému. Tepelný výkon konstrukce lze prakticky jen stěží kontrolovat, což vede k přehřívání místností.

Parní vytápění patří mezi potenciálně havarijně nebezpečné systémy, proto je třeba k výběru zařízení přistupovat velmi zodpovědně. Trubky pro systém musí být pouze kovové.

Řešení existují. Prvním je instalace automatiky, která zapne kotel při ochlazení místností. V tom případě bude obyvatelům domu docela nepříjemné neustálé kolísání teplot.

Šetrnější, ale pracnější způsob – vybudování několika paralelních větví, které bude třeba uvádět do provozu podle potřeby.

Hlavní nevýhodou parního vytápění, kvůli které se málo používá, je jeho zvýšené nebezpečí havárie. Je třeba si uvědomit, že při vzniku prasknutí trubky nebo radiátoru pod tlakem bude stříkat horká pára, což je velmi nebezpečné.

Právě proto jsou tyto systémy dnes zakázány v bytových domech a méně často se používají ve výrobě. V soukromých domech však mohou být zřízeny na vlastní odpovědnost majitele.

Základní prvky parního systému

Součástí parního systému je několik povinných prvků. Pojďme se na každý z nich podívat podrobněji.

Parní kotel – srdce systému

Hlavní funkcí topného zařízení je přeměna vody na páru, která následně vstupuje do potrubí. Hlavními konstrukčními prvky zařízení jsou kolektory, buben a potrubí.

Kromě toho je přítomna nádrž s vodou, která se nazývá vodní prostor. Nad ní se během provozu zařízení vytváří parní prostor. Odděluje je tzv. zrcadlo odpařování.

Na obrázku je schematicky znázorněna jedna z odrůd domácího parního kotle

Uvnitř parního prostoru může být instalováno další zařízení určené k separaci páry. Základem činnosti kotle je princip výměny tepla spalin, vody a páry.

Rozlišují se dva druhy parních topných zařízení: žárotrubné a vodotrubné. V prvním případě se uvnitř potrubí vedeného v nádrži s vodou pohybují ohřáté plyny.

Předávají teplo kapalině, která se dostává do varu. Vodotrubné odrůdy fungují poněkud jinak. Zde se potrubím vedeným uvnitř komory se spalinami pohybuje voda. Ta se ohřívá a vaří.

Voda a pára uvnitř kotle se mohou pohybovat nuceně nebo přirozeně. V prvním případě je do konstrukce zahrnuto čerpadlo, ve druhém se využívá rozdíl hustot vody a páry.

Ve všech druzích parních kotlů se používá přibližně stejný princip přeměny vody na páru:

1. Připravená kapalina je přiváděna do nádrže umístěné v horní části kotle.
2. Odtud voda potrubím stéká do kolektoru.
3. Kapalina z kolektoru stoupá do horního bubnu, přičemž prochází zónou ohřevu.
4. Uvnitř trubky s vodou vzniká v důsledku ohřevu pára, která stoupá vzhůru.
5. Pára se v případě potřeby propouští přes separátor, kde se odděluje od vody. Poté vstupuje do parovodu.

Parní kotel může využívat různé druhy paliva. V závislosti na tom se do jeho konstrukce zavádějí určité změny. Týkají se spalovací komory. Pro tuhé palivo se zřizuje rošt, na který se umisťuje uhlí, dřevo apod.

Pro kapalná a plynná paliva se používají speciální hořáky. Setkáváme se také s praktickými kombinovanými variantami.

Mezi domácími kutilí je obzvláště oblíbené zařizování parního vytápění pomocí kamen. Na fotografii je představen jeden z možných variant přestavby kamen.

V závislosti na vytápěné ploše se volí výkon kotle.

To lze provést na základě průměrných hodnot:

• 25 kW pro budovy do 200 m²;
• 30 kW pro domy o ploše od 200 do 300 m²;
• 35-60 kW pro stavby o ploše od 300 do 600 m².

Pokud jsou potřeba přesnější údaje, používá se standardní metoda výpočtu, kde na každých 10 m² připadá 1 kW výkonu zařízení. Nesmíme zapomenout, že vzorec se používá pro domy s výškou stropu 2,7 m nebo méně.

Pro vyšší stavby je třeba brát vyšší výkon. Zvláštní pozornost při výběru kotle je třeba věnovat jeho certifikaci. Jakýkoli systém parního vytápění je potenciálně nebezpečný, proto je testování zařízení povinné.

Trubky a radiátory vytápění

Teplota tepelného nosiče v parních systémech se pohybuje v rozmezí od 100 do 130 °C, což je mnohem vyšší než v kapalinových, kde je od 70 do 90 °C. Proto se důrazně nedoporučuje používat pro zařizování systémů podobné zařízení.

Především se to týká kovoplastových a polypropylenových trubek. Limitní provozní teploty pro tyto materiály se pohybují v rozmezí 90-100 °C, proto je jejich použití kategoricky zakázáno.

Ideální variantou pro zařízení systému parního vytápění jsou měděné trubky. Nejsou náchylné ke korozi, snášejí vysoké teploty, ale jsou velmi drahé.

Pro hlavní potrubí parních systémů se obvykle používají tři druhy trubek. Nejlevnější variantou jsou ocelové. Snadno snášejí teplotu 130 °C, což je více než dost, a vyznačují se dostatečnou pevností.

Avšak kondenzát vznikající uvnitř dílů poměrně rychle ničí trubky, protože ocel podléhá korozi a agresivní prostředí vytvářené párou tento nedostatek jen zesiluje.

Další nevýhodou ocelových prvků je nutnost spojování svařováním, což zabere mnoho úsilí a času. Mnohem odolnější vůči korozi jsou trubky z pozinkované oceli. Rovněž dobře snášejí vysoké teploty.

Pro jejich spojení se obvykle používá závitová metoda, což výrazně zjednodušuje proces. Hlavní nevýhodou pozinkovaných trubek je jejich vysoká cena.

Ideální variantou jsou měděné trubky. Materiál snáší vysoké teploty, je dostatečně plastický a přitom pevný, není náchylný ke korozi. Pro spojení měděných dílů se používá pájení.

Měděné trubky jsou velmi odolné a pevné, ale jejich cena je velmi vysoká. Nejpřijatelnější variantou z hlediska poměru kvality a ceny jsou proto ocelové trubky s antikorozní úpravou nebo pozinkované.

Nejlepší volbou pro parní vytápění – jsou litinové radiátory. Ty dokážou odolat vážnému zatížení způsobenému přítomností horké páry uvnitř radiátorů.

Radiátory pro parní systémy se vybírají podle principu pevnosti. Důležité je, aby vydržely vysoké teploty a byly odolné vůči korozi. Na základě toho lze za nejlepší variantu považovat masivní litinové radiátory, za nejhorší – ocelové panelové.

Vzhledem k vysoké účinnosti systému je v některých případech zcela přijatelné použití žebrovaných ocelových trubek.

Blok měřicí a kontrolní techniky

Systém parního vytápění se vyznačuje zvýšeným nebezpečím havárie, proto je přítomnost kontrolních přístrojů povinná. Sleduje se tlak v systému, a v případě potřeby se normalizuje. K tomuto účelu se obvykle používá redukční ventil.

Zařízení je vybaveno ventilem, kterým se přebytečná pára odvádí ze systému. U výkonných zařízení může být zapotřebí ne jeden, ale několik takových ventilů.

Druhy otopné soustavy

V praxi se můžeme setkat s poměrně velkým množstvím variant parního vytápění. Podle počtu trubek se rozlišují jednotrubkové a dvoutrubkové druhy parních systémů. V prvním případě pára proudí potrubím nepřetržitě.

V první části své dráhy odevzdává teplo radiátorům a postupně přechází do kapalného stavu. Dále se pohybuje jako kondenzát. Aby na cestě teplonosné látky nevznikly překážky, musí být průměr potrubí dostatečně velký.

Stává se, že pára částečně nekondenzuje a proniká do kondenzátního potrubí. Aby se zabránilo jejímu pronikání do větve určené k odvádění kondenzátu, doporučuje se za každým radiátorem nebo skupinou topných těles instalovat odvaděče kondenzátu.

Významným nedostatkem jednotrubkového systému je rozdíl v ohřevu radiátorů. Ty, které jsou umístěny blíže ke kotli, se zahřívají více. Ty vzdálenější – méně. Tento rozdíl bude patrný pouze ve velkých budovách. V dvoutrubkových systémech pára proudí jedním potrubím, kondenzát odchází druhým. Tímto způsobem je dosaženo stejné teploty ve všech radiátorech.

Tím se však výrazně zvyšuje spotřeba potrubí. Stejně jako vodní, může být parní vytápění jednookruhové nebo dvouokruhové. V prvním případě se systém používá pouze k vytápění místností, ve druhém – také k ohřevu vody pro domácí potřeby. Liší se také rozvod vytápění.

Praktikují se tři varianty:

• S horním rozvodem. Hlavní parovod je veden nad topnými tělesy, od něj klesají trubky k radiátorům. Ještě níže, u podlahy, je uložen kondenzátní potrubí. Systém je nejstabilnější a nejsnáze realizovatelný.
• Se spodním rozvodem. Hlavní vedení je umístěno pod topnými tělesy. Výsledkem je, že stejnou trubkou, která musí mít o něco větší průměr než obvykle, proudí pára jedním směrem a kondenzát opačným. To vyvolává vodní rázy a netěsnost konstrukce.
• Se smíšeným rozvodem. Parovodní potrubí je instalováno mírně nad úrovní radiátorů. Vše ostatní je stejné jako u systému s horním rozvodem, díky čemuž jsou zachovány všechny jeho výhody. Hlavní nevýhodou je vysoké riziko úrazu kvůli snadnému přístupu k horkým trubkám.

Při zařizování schématu s přirozeným oběhem je třeba pamatovat, že parovod se montuje s mírným sklonem ve směru pohybu páry a kondenzátní potrubí ve směru kondenzátu.

Sklon by měl být 0,01 – 0,005, tj. na každý běžný metr vodorovné větve by mělo připadat 1,0 – 0,5 cm sklonu. Nakloněná poloha parovodu a kondenzátního potrubí zbaví hluku procházející páry a zajistí volný odtok kondenzátu.

Parní otopné systémy se staví podle jednotrubkového a dvoutrubkového schématu. Mezi jednotrubkovými převažují varianty s horizontálním připojením k topným tělesům. V případě stavby okruhu s vertikálním připojením těles je lepší zvolit dvoutrubkovou variantu.

Podle úrovně vnitřního tlaku se systémy dělí na dva základní typy:

• Vakuové. Předpokládá se úplná těsnost systému, uvnitř kterého je instalováno speciální čerpadlo vytvářející vakuum. V důsledku toho pára kondenzuje při nižších teplotách, což činí tento systém relativně bezpečným.
• Atmosférické. Tlak uvnitř okruhu několikrát převyšuje atmosférický tlak. V případě havárie je to extrémně nebezpečné. Kromě toho se radiátory v takovém systému zahřívají na velmi vysoké teploty.

Možností zařízení parního vytápění je mnoho, takže každý si může pro svůj dům vybrat optimální variantu s ohledem na všechny vlastnosti budovy.

Na obrázku je schéma otevřeného systému parního vytápění

Jak zařídit kotelnu?

Parní kotel pracující na jakékoli palivo musí být instalován pouze ve speciálně k tomu vybavené místnosti.

Normy vypracované pro standardní parní zařízení s tlakem do 0,07 MPa, vyrábějící páru o teplotě 120-130 °C, stanovují řadu požadavků pro takové kotelny:

• vzdálenost od stěn k topnému zařízení nesmí být menší než 100 cm;
• výška místnosti musí být minimálně 220 cm;
• minimální úroveň požární odolnosti dveří – 30 min, stěn – 75 min;
• přítomnost kvalitního větrání;
• přítomnost dveří a oken směřujících ven.

Kotelnu je nejlepší zařídit v samostatné místnosti, ale je povoleno i přepažení vhodné místnosti. Uvnitř ji musíte obložit nehořlavými materiály. Nejvhodnější je k tomu keramická dlažba.

Stěny v kotelně musí být obloženy nehořlavými materiály, například keramickou dlažbou.

Příprava na montáž parního systému

Aby bylo parní vytápění provedeno správně, je třeba začít přípravou projektu. Jeho vývoj je složitý úkol, který je nejlépe přenechat odborníkům. V hotovém projektu musí být zohledněno mnoho aspektů.

Především se provádí výpočet tepelných zátěží pro každou místnost a pro budovu jako celek. Vybírá se zdroj páry a také se určuje mechanismus a stupeň automatizace systému.

Kromě toho se povinně určuje spotřeba páry, na základě čehož se vybírá zařízení a schéma jeho použití. Poté, co je projekt hotov, lze přistoupit k sestavení plánu montáže.

K jeho provedení bude potřeba plán budovy, do kterého se vyznačí umístění zařízení. Obvykle se začíná kotlem. Určuje se jeho poloha. Pokud má systém přirozenou cirkulaci, musí být kotel umístěn níže než úroveň radiátorů.

V tomto případě se obvykle umisťuje do suterénu nebo do přízemí, aby kondenzát mohl samovolně stékat k zařízení. Poté se do plánu domu zakreslí rozvody celého topného systému. A vyznačí se všechno potřebné zařízení.

Odborníci doporučují provádět tuto operaci přímo „na místě“, v místnosti, kde bude zařízení umístěno. Jen tak lze zaznamenat a zohlednit všechny výstupky a překážky, které bude nutné obcházet.

Před zahájením montáže se povinně provede plán-schéma budoucího systému, na kterém je vyznačeno veškeré zařízení a místa uchycení radiátorů.

Všechny přechody a rohy se povinně vyznačí na schématu. Poté, co je hotovo, lze přejít k výpočtu množství materiálu potřebného pro jeho realizaci. Ještě jednou je třeba upozornit na důležitost správného výběru zařízení.

Parní systém je potenciálně havarijně nebezpečný, proto se nevyplatí šetřit na materiálech a přístrojích. Vše musí být vysoce kvalitní a certifikované, jinak se nelze vyhnout vážným problémům.

Technologie montáže parního vytápění

Práce začínají instalací topného kotle. Ten se montuje v předem připravené místnosti na betonový základ. V některých případech se pro zařízení připravuje samostatný malý základ.

Přístroj se instaluje na základnu přísně vodorovně, správnost se kontroluje vodováhou. Zjištěné odchylky se ihned odstraňují.

Kotel umístěný na základně se připojuje k systému odvodu spalin. Spojení musí být pevné a zcela těsné.

Další etapou je zavěšení radiátorů. K tomu se na místech označených v montážním schématu zatloukají do zdi speciální háky, na které se upevňují otopná tělesa. Pokud se předpokládá použití žebrovaných trubek, upevňují se ony.

Žebrované trubky mohou být použity v systémech parního vytápění místo radiátorů. Vysoké parametry přenosu tepla systému budou výrazně posíleny díky zvětšené ploše povrchu vedoucího teplo.

Kontroluje se pevnost upevnění tepelných zářičů. Dále lze přistoupit k zařízení expanzní nádoby. Ta se upevňuje v nejvyšším bodě v malé vzdálenosti od topného kotle, nejlépe co nejmenší.

Nyní lze nainstalovat skupinu kontrolních přístrojů. Montují se na výstupu z kotle. Zde by měly být alespoň manometr a pojistný ventil.

Veškeré instalované zařízení se propojuje trubkami. Způsob spojení závisí na materiálu, ze kterého jsou vyrobeny. V každém případě je třeba důkladně zkontrolovat správnost a spolehlivost provedených spojů.

U otevřených systémů se na konci potrubí instaluje nádrž na sběr kondenzátu a montuje se čerpadlo. Hrdlo, které vede od něj k topnému zařízení, musí mít menší průměr než ostatní trubky.

Parní kotel se připojuje k topnému okruhu. Přitom se povinně instaluje veškeré potřebné uzavírací armatury a filtry, které budou zachycovat velké částice nečistot, jež mohou být obsaženy ve vodě.

Pokud zařízení pracuje na plyn, provádí se připojení palivového potrubí. Použití flexibilních hadic je v tomto případě zakázáno – pouze pevné připojení.

Všechna spojení se provádějí přesně podle norem, aby se předešlo vzniku havarijní situace

Dále lze provést zkušební spuštění. Do okruhu se napustí voda, poté se zařízení uvede do provozu. Nejprve na minimální pracovní teplotě, poté se postupně zvyšuje, přičemž se sleduje správnost provozu a celistvost systému.

Při zjištění sebemenších nedostatků se zařízení zastaví a odstraní se všechny závady v jeho provozu.

Závěry a užitečné video k tématu

Jak přestavět kamna na parní kotel:

Princip činnosti parního kotle:

Domácí parní vytápění:

Parní vytápění je velmi jednoduchý a ekonomický způsob vytápění domu. Mnohé přitahují jeho minimální tepelné ztráty, vysoká účinnost a nízké provozní náklady.

Je však třeba mít na paměti, že parní vytápění je potenciálně nebezpečné a havarijní situace v tomto případě může vést k vážným zraněním. Proto je třeba k jeho výpočtu a instalaci přistupovat s veškerou vážností.

Po přečtení materiálu máte otázky a chtěli byste na ně získat odpovědi? Prosím, zanechte své komentáře v bloku níže, sdílejte své zkušenosti s instalací parního vytápění a zapojte se do diskuse k tématu.