Cómo calentar con vapor con tus propias manos: dispositivo, reglas y requisitos.
Cada casa debe ser cálida, de lo contrario será muy incómodo vivir en ella, incluso si es muy espaciosa y hermosa.Los propietarios resuelven el problema de la calefacción de diferentes formas, según sus propias capacidades y condiciones climáticas.
Algunas personas instalan calefacción a vapor en sus hogares: montar un sistema de este tipo con sus propias manos es bastante sencillo. ¿Cómo hacerlo? Intentemos resolverlo.
El contenido del artículo:
- Principio de funcionamiento del calentamiento por vapor.
- ¿Por qué elegir la calefacción por vapor?
- Elementos básicos de un sistema de vapor.
- Tipos de sistema de calefacción
- ¿Cómo equipar una sala de calderas?
- Preparándose para instalar un sistema de vapor
- Tecnología de instalación de calefacción por vapor.
- Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Principio de funcionamiento del calentamiento por vapor.
Mucha gente confunde los sistemas de calentamiento de agua y vapor. De hecho, en apariencia son muy similares. En ambos casos debe haber caldera, tuberías y radiadores. Pero en un sistema de vapor el refrigerante es vapor, en un sistema de agua es agua.
Ésta es la diferencia fundamental entre los dos sistemas. La caldera no calienta, sino que evapora el agua, el vapor resultante pasa a través de las tuberías hasta los radiadores.
En su interior se produce enfriamiento y condensación de vapor. Durante el proceso de condensación, un kilogramo de vapor libera más de 2000 kJ de calor, mientras que el enfriamiento con agua a 50 °C producirá sólo 120 kJ.
Está claro que la transferencia de calor del vapor es muchas veces mayor, lo que explica la alta eficiencia de este tipo de calentamiento. El condensado que se forma en el interior de los radiadores fluye hacia la parte inferior de las piezas y se desplaza por gravedad hacia la caldera.
Según el método de devolución del refrigerante convertido en condensado, todos los tipos de sistemas de calentamiento de vapor se dividen en dos tipos:
- Cerrado. En este caso, no hay interrupciones en el circuito y el condensado fluye a través de tuberías colocadas en un cierto ángulo directamente hacia la caldera para su posterior calentamiento.
- Abierto. El sistema se distingue por la presencia de un tanque de almacenamiento que recibe el condensado de los radiadores. Desde este depósito se bombea de nuevo a la caldera mediante una bomba.
Según los métodos de montaje y tendido de tuberías, los circuitos de calefacción de vapor se dividen en tipos que son absolutamente similares a los sistemas de agua.
Según los parámetros de presión absoluta, los sistemas de calentamiento de vapor se dividen en tipos de alta presión con un valor de exceso de >0,07 MPa; baja presión con exceso de presión en el rango de 0,005-0,07 MPa; vacío con presión absoluta <0,1 MPa.
Si en los circuitos de baja presión existen áreas o dispositivos que se comunican con la atmósfera, se clasifican como abiertos; en caso contrario, se clasifican como cerrados.
¿Por qué elegir la calefacción por vapor?
Hay que admitir que los sistemas de calefacción a vapor no pueden considerarse muy populares. Este tipo de calentamiento es bastante raro. Echemos un vistazo más de cerca a sus ventajas y desventajas.
Entre los primeros, sin duda, se encuentran:
- Eficiencia del sistema de calefacción. Es tan alto que una pequeña cantidad de radiadores será suficiente para calentar el local, y en algunos casos podrás prescindir de ellos: habrá suficientes tuberías.
- Baja inercia del sistema, por lo que el circuito de calefacción se calienta muy rápidamente. Literalmente, unos minutos después de encender la caldera, las habitaciones comienzan a sentirse cálidas.
- Prácticamente no hay pérdida de calor en el sistema, lo que lo hace muy económico en comparación con otros.
- Posibilidad de uso poco frecuente, ya que debido a la pequeña cantidad de agua en las tuberías el sistema no se descongela. Alternativamente, se puede instalar en casas de campo donde viene gente de vez en cuando.
Se considera que la principal ventaja del calentamiento con vapor es su eficiencia. Los costos iniciales de su instalación son bastante modestos; durante su funcionamiento se requieren inversiones relativamente pequeñas.
Sin embargo, incluso con tantas ventajas, las desventajas del sistema son muy importantes. Se deben principalmente al hecho de que como refrigerante se utiliza vapor de agua, cuya temperatura es muy alta.
Gracias a esto, todos los elementos del sistema se calientan hasta 100 °C e incluso más. Está claro que cualquier contacto accidental con ellos provocará una quemadura. Por lo tanto, todos los radiadores, tuberías y otras partes estructurales deben estar cerrados. Especialmente si hay niños en casa.
La alta temperatura de radiadores y tuberías provoca una circulación activa del aire en la habitación, lo que resulta bastante incómodo y, a veces, peligroso, por ejemplo, en caso de una reacción alérgica al polvo.
Cuando se utiliza calefacción por vapor, el aire de las habitaciones se vuelve demasiado seco. Las tuberías calientes y los radiadores lo secan.Requiere uso adicional humidificadores.
No todos los materiales de acabado utilizados para decorar habitaciones calentadas de esta manera pueden soportar la proximidad a radiadores y tuberías calientes. Por tanto, su elección es muy limitada.
La opción más aceptable en este caso es el yeso de cemento pintado con pintura resistente al calor. Todo lo demás es cuestionable. La calefacción a vapor tiene otro inconveniente que afecta al confort de quienes habitan la casa: el ruido que produce el vapor al pasar por las tuberías.
Desventajas más importantes incluyen una mala capacidad de ajuste del sistema. La transferencia de calor de la estructura no se puede controlar, lo que provoca un sobrecalentamiento de las instalaciones.
Hay posibles soluciones. El primero es la instalación de un automatismo, que encenderá la caldera cuando las habitaciones se enfríen. En este caso, quienes vivan en la casa se sentirán bastante incómodos por las constantes fluctuaciones de temperatura.
Un método más "suave" pero que requiere mucha mano de obra es organizar varias sucursales paralelas que deberán ponerse en funcionamiento según sea necesario.
La principal desventaja del calentamiento con vapor, por lo que se utiliza poco, es su mayor peligro de emergencia. Debe comprender que si se produce una explosión, saldrá vapor caliente de una tubería o radiador bajo presión, lo cual es extremadamente peligroso.
Es por eso que estos sistemas ahora están prohibidos en los edificios de apartamentos y se utilizan con menos frecuencia en la producción. En viviendas particulares podrán equiparse bajo la responsabilidad personal del propietario.
Elementos básicos de un sistema de vapor.
El sistema de vapor incluye varios elementos esenciales. Veamos cada uno de ellos con más detalle.
La caldera de vapor es el corazón del sistema.
La función principal del dispositivo de calefacción es convertir el agua en vapor, que posteriormente ingresa a la tubería. Los principales elementos estructurales del dispositivo son los colectores, el tambor y las tuberías.
Además, hay un recipiente con agua, que se llama espacio de agua. Durante el funcionamiento del dispositivo se forma un espacio de vapor encima. Están separados por el llamado espejo de evaporación.
Se pueden instalar equipos adicionales diseñados para la separación de vapor dentro del espacio de vapor. El funcionamiento de la caldera se basa en el principio de intercambio de calor entre los gases de combustión, el agua y el vapor.
Hay dos tipos de dispositivos de calentamiento de vapor: de tubo pirotécnico y de tubo de agua. En el primer caso, los gases calentados se mueven dentro de una tubería tendida dentro de un recipiente con agua.
Desprenden calor al líquido, que alcanza el punto de ebullición. Las variedades de tubos de agua funcionan de manera ligeramente diferente. Aquí, el agua circula a través de tuberías tendidas dentro de la cámara con los gases de combustión. Se calienta y hierve.
El agua y el vapor dentro de la caldera pueden moverse con fuerza o de forma natural. En el primer caso, el diseño incluye una bomba, en el segundo, se utiliza la diferencia en las densidades de agua y vapor.
Todos los tipos de calderas de vapor utilizan aproximadamente el mismo principio de convertir agua en vapor:
- El líquido preparado se suministra a un depósito ubicado en la parte superior de la caldera.
- Desde aquí el agua fluye a través de tuberías hacia el colector.
- El líquido del colector sube al tambor superior y pasa por la zona de calentamiento.
- Dentro de la tubería con agua, como resultado del calentamiento, se forma vapor, que sube.
- El vapor, si es necesario, pasa a través de un separador, donde se separa del agua. Después de lo cual ingresa a la línea de vapor.
Una caldera de vapor puede utilizar una amplia variedad de combustibles. Dependiendo de esto, se realizan ciertos cambios en su diseño. Tocan la cámara de combustión. Para combustible sólido se instala una rejilla sobre la que se coloca carbón, leña, etc.
Se utilizan quemadores especiales para combustibles líquidos y gaseosos. También existen prácticas posibilidades de combinación.
Dependiendo del área calentada, se selecciona la potencia de la caldera.
Esto se puede hacer en base a valores promedio:
- 25 kW para edificios de hasta 200 m2. metro;
- 30 kW para casas con una superficie de 200 a 300 m2. metro;
- 35-60 kW para edificios de 300 a 600 m2. metro.
Si se necesitan datos más precisos, utilice el método de cálculo estándar, donde por cada 10 m2. Los medidores representan 1 kW de potencia del equipo. No debemos olvidar que la fórmula se utiliza para casas con una altura de techo de 2,7 mo menos.
Para edificios más altos, se debe tomar más potencia. Al elegir una caldera, se debe prestar especial atención a su certificación. Cualquier sistema de calentamiento de vapor es potencialmente peligroso, por lo que es obligatorio probar el equipo.
Tuberías de calefacción y radiadores.
La temperatura del refrigerante en los sistemas de vapor oscila entre 100 y 130 °C, que es mucho más alta que en los sistemas líquidos, donde oscila entre 70 y 90 °C. Por lo tanto, no se recomienda utilizar equipos similares para organizar los sistemas.
En primer lugar, esto se aplica a las tuberías de metal, plástico y polipropileno. Las temperaturas máximas de funcionamiento para estos materiales varían entre 90-100 °C, por lo que su uso está estrictamente prohibido.
Para las tuberías principales de los sistemas de vapor, se suelen utilizar tres tipos de tuberías. La opción más económica es el acero. Soportan fácilmente temperaturas de 130 °C, que es más que suficiente, y son bastante duraderos.
Sin embargo, la condensación formada dentro de las piezas destruye rápidamente las tuberías, ya que el acero es susceptible a la corrosión y el ambiente agresivo formado por el vapor solo agrava esta desventaja.
Otra desventaja de los elementos de acero es la necesidad de conectarse mediante soldadura, lo que requiere mucho esfuerzo y tiempo. Los tubos de acero galvanizado son mucho más resistentes a la corrosión. También soportan bien las altas temperaturas.
Para conectarlos se suele utilizar el método roscado, lo que simplifica enormemente el proceso. La principal desventaja de los tubos galvanizados es su elevado coste.
Se considera la opción ideal. tubos de cobre. El material soporta altas temperaturas, es bastante plástico y al mismo tiempo duradero y no es susceptible a la corrosión. La soldadura se utiliza para conectar piezas de cobre.
Las tuberías de cobre son muy duraderas y resistentes, pero su coste es muy elevado. Así, la opción más aceptable en cuanto a calidad y precio son los tubos de acero con revestimiento anticorrosión o galvanizados.
Los radiadores para sistemas de vapor se seleccionan en función de su resistencia. Es importante que soporten altas temperaturas y sean resistentes a la corrosión. En base a esto, la mejor opción puede considerarse masiva. baterías de hierro fundido, lo peor - panel de acero.
Dada la alta eficiencia del sistema, en algunos casos es bastante aceptable utilizar tubos de acero con aletas.
Unidad de instrumentación
El sistema de calentamiento por vapor se caracteriza por un mayor riesgo de emergencia, por lo que es obligatoria la presencia de dispositivos de control. La presión en el sistema se controla y, si es necesario, se normaliza. Para estos fines, se suele utilizar una caja de cambios.
El dispositivo está equipado con una válvula a través de la cual se elimina el exceso de vapor del sistema. Para instalaciones potentes, es posible que se necesiten no una, sino varias de estas válvulas.
Tipos de sistema de calefacción
En la práctica, puede encontrar una cantidad bastante grande de variaciones del calentamiento con vapor. Según el número de tuberías, se distinguen los tipos de sistemas de vapor de una y dos tuberías. En el primer caso, el vapor se mueve continuamente a través de la tubería.
En la primera parte de su recorrido desprende calor a las baterías y poco a poco pasa a estado líquido. Luego se mueve como condensado. Para evitar obstáculos en el camino del refrigerante, el diámetro de la tubería debe ser lo suficientemente grande.
Una desventaja importante de un sistema monotubo es la diferencia en el calentamiento de los radiadores. Los que se encuentran más cerca de la caldera calientan más. Los que están más lejos son más pequeños. Pero esta diferencia sólo se notará en edificios grandes. EN sistemas de dos tubos el vapor se mueve a través de una tubería, el condensado sale por otra. De esta forma es posible igualar la temperatura en todos los radiadores.
Pero al mismo tiempo, el consumo de tuberías aumenta significativamente. Al igual que el agua, el calentamiento con vapor puede ser de circuito simple o doble. En el primer caso, el sistema se utiliza sólo para calefacción de espacios, en el segundo, también para calentar agua para las necesidades domésticas. La distribución de la calefacción también difiere.
Se practican tres opciones:
- Con cableado superior. La línea principal de vapor se coloca encima de los dispositivos de calefacción y desde ella van tuberías hasta los radiadores. Aún más abajo, cerca del piso, se coloca una tubería de condensado. El sistema es el más estable y fácil de implementar.
- Con cableado inferior. La línea principal se encuentra debajo de los dispositivos de calentamiento de vapor. Como resultado, el vapor se mueve a través de la misma tubería, que debe tener un diámetro ligeramente mayor de lo habitual, en una dirección, y el condensado en la dirección opuesta. Esto provoca golpes de ariete y despresurización de la estructura.
- Con cableado mixto. El tubo de vapor está montado ligeramente por encima del nivel de los radiadores. Todo lo demás es igual que en un sistema con cableado superior, gracias al cual es posible conservar todas sus ventajas.La principal desventaja es el alto riesgo de lesiones debido al fácil acceso a tuberías calientes.
Al diseñar un esquema con impulsión natural, debe recordarse que la tubería de vapor se instala con una ligera pendiente en la dirección del movimiento del vapor y la tubería de condensado, con condensado.
La pendiente debe ser 0,01 - 0,005, es decir Por cada metro lineal de ramal horizontal debe haber 1,0 - 0,5 cm de pendiente. La posición inclinada de las tuberías de vapor y condensado eliminará el ruido del vapor al pasar por las tuberías y garantizará el libre drenaje del condensado.
Según el nivel de presión interna del sistema, existen dos tipos principales:
- Vacío. Se supone que el sistema está completamente sellado, dentro del cual está instalada una bomba especial para crear un vacío. Como resultado, el vapor se condensa a temperaturas más bajas, lo que hace que este sistema sea relativamente seguro.
- Atmosférico. La presión dentro del circuito supera varias veces la presión atmosférica. En caso de accidente esto es extremadamente peligroso. Además, los radiadores que funcionan en un sistema de este tipo se calientan a temperaturas muy altas.
Hay muchas opciones para organizar la calefacción por vapor, por lo que todos pueden elegir la mejor opción para su hogar, teniendo en cuenta todas las características del edificio.
¿Cómo equipar una sala de calderas?
Una caldera de vapor que funcione con cualquier combustible debe instalarse únicamente en una habitación especialmente equipada para este fin.
Las normas desarrolladas para aparatos de vapor estándar con una presión de hasta 0,07 MPa, que producen vapor a una temperatura de 120-130 °C, establecen una serie de requisitos para este tipo de salas de calderas:
- la distancia desde las paredes hasta el dispositivo de calefacción no puede ser inferior a 100 cm;
- la altura de la habitación debe ser de al menos 220 cm;
- el nivel mínimo de resistencia al fuego de las puertas es de 30 minutos, de las paredes, de 75 minutos;
- disponibilidad de ventilación de alta calidad;
- la presencia de puertas y ventanas que dan a la calle.
La sala de calderas está mejor equipada en cuarto separado, pero también se permite dividir una habitación adecuada. El interior debe estar acabado con materiales no combustibles. Las baldosas cerámicas son las más adecuadas para estos fines.
Preparándose para instalar un sistema de vapor
Para calentar correctamente con vapor, debe comenzar con la preparación del proyecto. Su desarrollo es una tarea compleja, que es mejor que la resuelvan especialistas. Hay muchas cosas que se deben tener en cuenta en el proyecto terminado.
En primer lugar se calculan las cargas térmicas en cada uno de los locales y en el edificio en su conjunto. Se selecciona la fuente de vapor y se determina el mecanismo y el grado de automatización del sistema.
Además, se debe determinar el consumo de vapor, en base a esto se selecciona el equipo y el esquema para su uso. Una vez que el proyecto esté listo, puede comenzar a elaborar un plan de instalación.
Para completarlo, necesitará un plano de construcción en el que estén marcadas las ubicaciones de los equipos. Suelen empezar por la caldera. Su ubicación está determinada. Si el sistema tiene circulación natural, la caldera debe estar por debajo del nivel de las baterías.
En este caso, normalmente se baja al sótano o al suelo del sótano, para que el condensado pueda drenar por sí solo al dispositivo. Luego, el diseño de todo el sistema de calefacción se aplica al plano de la casa. Además, se anota todo el equipamiento necesario.
Los expertos aconsejan realizar esta operación directamente “en el lugar”, estando en la sala donde se ubicará el equipo. Sólo así podrás notar y tener en cuenta todos los salientes y obstáculos que tendrás que sortear.
Todas las transiciones y ángulos deben estar marcados en el diagrama. Una vez completado, puede proceder a calcular la cantidad de material necesario para su implementación. Una vez más, conviene prestar atención a la importancia de elegir el equipo adecuado.
El sistema de vapor es potencialmente peligroso, por lo que no conviene escatimar en materiales y equipos. Todo debe ser de alta calidad y certificado; de lo contrario, no se pueden evitar problemas graves.
Tecnología de instalación de calefacción por vapor.
El trabajo comienza con la instalación de una caldera de calefacción. Se monta en una habitación preparada previamente sobre una base de hormigón. En algunos casos, se prepara una pequeña base separada para el equipo.
El dispositivo se instala en la base estrictamente horizontalmente, la corrección se verifica mediante el nivel del edificio. Cualquier error detectado se corrige inmediatamente.
La caldera colocada en la base está conectada al sistema de eliminación de gases de escape. La conexión debe ser fuerte y completamente sellada.
El siguiente paso es colgar los radiadores.Para hacer esto, en los lugares indicados en el diagrama de instalación, se clavan en la pared ganchos especiales, en los que se fijan las baterías. Si se pretende utilizar tubos con aletas, entonces se fijan.
Se comprueba la fuerza de los emisores de calor. A continuación, puede proceder a organizar el tanque de expansión. Se fija en el punto más alto a poca distancia de la caldera de calefacción, lo mejor es que esta distancia sea la mínima posible.
Ahora puedes instalar un grupo de dispositivos de control. Se instalan a la salida de la caldera. Como mínimo, aquí se debe ubicar un manómetro y una válvula de alivio.
Todos los equipos instalados están conectados entre sí mediante tuberías. El método de conexión depende del material del que están hechos. En cualquier caso, conviene comprobar atentamente la corrección y fiabilidad de las conexiones realizadas.
Para sistemas abiertos, se instala un tanque de recolección de condensado al final de la línea y se monta una bomba. La tubería que va desde él hasta el dispositivo de calefacción debe tener un diámetro menor que las otras tuberías.
La caldera de vapor está conectada al circuito de calefacción. En este caso, se deben instalar todas las válvulas de cierre y filtros necesarios, que atraparán las grandes partículas de suciedad que pueda contener el agua.
Si el equipo funciona con gas, la línea de combustible está conectada. En este caso, está prohibido utilizar mangueras flexibles, solo mangueras rígidas.
A continuación, puede realizar una ejecución de prueba. Para hacer esto, se vierte agua en el circuito y luego se pone en funcionamiento el equipo. Primero a la temperatura mínima de funcionamiento, luego increméntela gradualmente, mientras se monitorea el correcto funcionamiento y la integridad del sistema.
Si se identifican los más mínimos defectos, se detiene el equipo y se eliminan todas las averías en su funcionamiento.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Cómo convertir un horno en una caldera de vapor:
Principio de funcionamiento de una caldera de vapor:
Calentamiento casero a vapor:
La calefacción por vapor es una forma muy sencilla y económica de calentar una casa. Muchos se sienten atraídos por su mínima pérdida de calor, su alta eficiencia y sus bajos costos operativos.
Sin embargo, hay que recordar que el calentamiento con vapor es potencialmente peligroso y, en este caso, una emergencia puede provocar lesiones graves. Por tanto, su cálculo y disposición deben tomarse en serio.
Después de leer el material, ¿tiene alguna pregunta y le gustaría que la respondan? Deje sus comentarios en el bloque a continuación, comparta su experiencia en la organización del calentamiento con vapor y participe en la discusión del tema.
Aunque un sistema de calefacción de este tipo es bastante raro, recientemente decidí instalarlo en mi casa de campo y no me arrepiento. En primer lugar, es muy conveniente, ya que las habitaciones se calientan mucho más rápido que cuando se calienta agua. En segundo lugar, no es caro, los costes de instalación son mínimos y los ahorros en el futuro son notables.Para una residencia de verano, esta es la mejor opción, ya que drenar el condensado del sistema para su conservación es mucho más fácil y rápido que preparar el circuito de agua para la "invernada".
No en vano, el calentamiento con vapor ya ha sido abandonado en todo el mundo. Ésta no es la solución óptima. Además, es caro y peligroso.