Schema's van de opstelling van stoomverwarming + voorbeeld van de berekening van een stoomsysteem

Eigenaren van particuliere woningen worden onvermijdelijk geconfronteerd met de kwestie van het verwarmen van hun huis. Iedereen probeert een optie te kiezen die de ruimte kwalitatief verwarmt, met een minimaal brandstofverbruik.

Veel eigenaren van buitenvastgoed en vakantiehuizen worden aangetrokken door het stoomverwarmingsschema, waarbij stoom in enkele minuten de ruimte kan verwarmen. Voordat u besluit een dergelijk systeem te installeren, moet u de kenmerken van de werking ervan bestuderen en de voor- en nadelen tegen elkaar afwegen.

Wij helpen u deze kwesties te begrijpen. We beschrijven ook verschillende stoomverwarmingsschema's, geven de rekenmethode en de regels voor de inrichting van het systeem.

Stoomverwarming: schema's en kenmerken van de inrichting

Zonder een verwarmingssysteem is het leven in een buitenhuis in de herfst-, lente- en vooral wintermaanden onmogelijk. Voor vakantiehuizen en cottages die periodiek door eigenaren worden bezocht, wordt vaak gekozen voor een stoomverwarmingsoptie.

Het kan een zeer snelle verwarming van het hele huis garanderen, wat de eigenaar en zijn gasten die ervoor kiezen het weekend in het vakantiehuis door te brengen, aangenaam zal verrassen.

Fundamentele kenmerken van verwarming met stoom

Stoomverwarming is gemakkelijk te realiseren in woningen die door de eigenaren zelden worden bezocht. Dit komt door de eigenschappen van het verwarmingsmedium dat door de leidingen stroomt. Het betreft stoom die pas ontstaat wanneer de verwarmingsketel in bedrijf is.

Immers, wanneer er niemand thuis is op de datsja en het buiten vriest -15°C of meer, hoeft u zich geen zorgen te maken dat de leidingen zullen barsten, zoals het geval is bij water als verwarmingsmedium.

Woningen verliezen een bepaalde hoeveelheid warmte. Bovendien is er voor het herstel ervan een verschillende hoeveelheid energie nodig. Deze indicator is afhankelijk van de regio waar u verblijft (+).

Stoomverwarming heeft zijn voordelen:

• grote hoeveelheid warmte die vrijkomt bij condensatie;
• er zal een kleiner oppervlak aan warmteafgevers in de ruimte nodig zijn;
• snelle start en stop van het systeem;
• besparing op verwarmingskosten;
• vorstbestendigheid.

Wat betreft de hoeveelheid warmte die vrijkomt tijdens het condensatieproces van stoom, deze is vele malen groter dan de warmte die wordt afgegeven door het verwarmde water dat in het verwarmingssysteem circuleert.

1 kg stoom met een temperatuur van 130°C komt bij condensatie energie vrij gelijk aan 2300 kJ/kg. Wat het volume betreft, neemt condensaat 400 tot 1500 keer minder ruimte in dan dezelfde massa stoom.

Voor stoomverwarming kunnen koperen buizen worden gebruikt, indien het gezinsbudget de hoge kosten kan dragen.

Deze eigenschap maakt het mogelijk buizen met een kleinere diameter te gebruiken. In kleine kamers kan men zonder radiatoren – de warmte die door de buis wordt uitgestraald, is voldoende om ze te verwarmen.

Nog een kenmerk is de snelle verwarming van de ruimte. Het is handig dat wanneer u voor een paar uur de stad uit gaat, u zich niet lang hoeft bezig te houden met de verwarming. De bespaarde tijd kunt u besteden aan aangenamere bezigheden, zoals het grillen van een sjasliek en langer met vrienden praten.

Vanwege de specificiteit van het verwarmingsmedium kan men buizen met een speciale constructie gebruiken – geribbelde of gefineerde buizen.

Wanneer u in de koude tijd van het jaar van de datsja vertrekt, hoeft u geen tijd te besteden aan het conserveren van het verwarmingssysteem, het aftappen van water en andere maatregelen die bedoeld zijn om het systeem tegen defecten te beschermen.

Bij afwezigheid van brandstof in de stoomketel komt er geen stoom in de stoomleiding. Bijgevolg is er geen water in de condensaatleiding. Daarom zullen er geen problemen met bevriezing van het systeem optreden.

Finnenbuizen kunnen worden uitgevoerd in de vorm van een register, dat in plaats van radiatoren wordt gebruikt.

Nadelen van het stoomverwarmingssysteem

Stoomverwarming heeft, naast zijn voordelen, ook nadelen.

Ten eerste, een hoge mate van gevaar. Dit komt door de specifieke eigenschappen van het warmtemedium.

Wanneer stoom onder druk door de buis stroomt, dan:

• bij een breuk van de stoomleiding kan het een persoon ernstig verwonden;
• bij onopzettelijk aanraken van het buisoppervlak of de radiator kan men gemakkelijk brandwonden oplopen;
• bij verkeerd gebruik van overkrachtige apparatuur kan deze exploderen.

Ten tweede, het aanbakken van stof dat op het oppervlak van de stoomleiding terechtkomt. Onder invloed van hoge temperatuur ontbinden stofdeeltjes. Hun afbraakproducten hebben een negatieve invloed op de bewoners van het huis, vooral als er allergici onder hen zijn.

Voor de stoomleiding is het handig om koperen buizen te gebruiken. Maar ermee werken is moeilijk – er zijn soldeervaardigheden of een specialist op dit gebied nodig.

Ten derde, de uitgedroogde lucht die alle bewoners van de woning moeten inademen. Om het binnenklimaat te verbeteren, moet u een luchtbevochtiger kiezen. Dit is een extra kostenpost waarmee u al in de ontwerpfase van het verwarmingssysteem rekening moet houden.

Ten vierde, de temperatuur van het warmtemedium kan eenvoudigweg niet naar wens worden geregeld of verlaagd. Dit nadeel veroorzaakt veel problemen bij het gebruik van het stoomverwarmingssysteem in huizen met permanente bewoning.

De oplossing voor deze situatie is het aanleggen van meerdere takken van de stoomleiding, die vervolgens indien nodig in gebruik worden genomen.

Het aanraken van de buizen van stoomverwarming is gevaarlijk – u kunt gemakkelijk brandwonden oplopen.

Ten vijfde, is het noodzakelijk om speciale stoomarmaturen te gebruiken die ontworpen zijn voor gebruik met stoom. Dit geldt ook voor het materiaal van buizen en radiatoren van de verwarming.

Er moet rekening worden gehouden dat de levensduur van de condensaatleiding aanzienlijk korter zal zijn in vergelijking met waterverwarming, waar retourleidingen van hetzelfde materiaal zijn geïnstalleerd. Dit geldt vooral voor droge condensaatleidingen.

Ten zesde, moet u zorgen voor een geschikte wandafwerking. Papieren behang heeft immers niet de vereiste hittebestendigheid. Hier is cementpleister, geverfd met geschikte verf, geschikt.

Een van de hittebestendige materialen is asbestplaat. Men kan er muren mee bekleden om brandbaar materiaal te beschermen tegen de hoge temperatuur van de stoomleiding.

Nog een interessante optie is een afwerking in de loftstijl. Hiervoor kan de binnenkant van de muur waar de stoomleiding langs komt, worden bekleed met hittebestendige baksteen. Dit schept niet alleen een unieke sfeer, maar beschermt ook de bewoners tegen de invloed van de hete buis op het muurmateriaal.

De loftstijl combineert industriële kenmerken met luxe meubelstukken.

Ten zevende, de noodzaak van het inrichten van een ruimte voor een ketelhuis. Het is niet toegestaan om een stoomketel in een woonkamer te plaatsen. Dit is zeer gevaarlijk. De locatie van de ketel moet worden uitgerust met hittebestendige materialen en goed geventileerd zijn.

Onder de hittebestendige materialen bieden fabrikanten een grote verscheidenheid aan baksteen. Men kan de gewenste kleur en tint kiezen, die perfect in het interieur past.

Schema's voor stoomverwarming

Het verwarmingssysteem dat stoom als warmtedrager gebruikt, kent verschillende schema's.

Men kan ze classificeren volgens de volgende parameters:

• de druk in het systeem;
• de manier van verbinding met de atmosfeer;
• het schema van de buisverbinding;
• de manier van condensretour.

De druk in een functionerend stoomverwarmingssysteem kan hoog of lager zijn.

Afhankelijk van de absolute waarde ervan onderscheidt men systemen:

• lage druk – minder dan 0,7 kgf/cm²;
• hoge druk – meer dan 0,7 kgf/cm²;
• vacuümstoom – minder dan 1 kgf/cm².

De eerste optie wordt aanbevolen voor huishoudelijk gebruik. Speciale ketels, ontworpen voor stoomverwarming, maken het mogelijk om een lagedruksysteem te realiseren in een particuliere woning of op het land. Ze kunnen werken op verschillende brandstoffen – kolen, hout, gas, stookolie.

Voor de stoomketelruimte is het belangrijk om een aparte ruimte in te richten om alle gezinsleden te beschermen tegen mogelijke gevaren.

De tweede optie is gevaarlijk voor gebruik in huiselijke omstandigheden. Voor het werken met hoge druksystemen zijn de juiste kennis en specialisatie vereist. Als een onvoorbereide klusser besluit om een hogedruk stoomverwarming in zijn datsja te bouwen, dan riskeert hij, in het beste geval, zonder datsja te blijven.

Een ketel die werkt met hoge druk, onderscheidt zich door grote afmetingen en een zeer hoge kostprijs. Deze variant wordt in de industrie gebruikt. Maar veel thuisklussers proberen via experimenten een dergelijke installatie zelf te realiseren. Een dergelijke variant is uiterst gevaarlijk om in een verwarmingssysteem te gebruiken.

Voor huizen en cottages worden huishoudelijke ketels gebruikt die stoom produceren. Dit zijn aggregaten met lage druk (+).

Het vacuüm-stoomsysteem onderscheidt zich van de eerste twee door de aanwezigheid van een luchtvanger en een extra apparaat dat het vacuüm van de volledige binnenruimte waarborgt.

Afhankelijk van de manier van verbinding met de atmosfeer onderscheiden we open en gesloten schema's voor stoomverwarming. In het eerste geval heeft het systeem een verbinding met de atmosfeer – het is open. In het tweede geval is het volledig geïsoleerd van de invloed van de atmosferische druk en de toevoer van lucht uit de omgeving.

Het éénpijpschema voor stoomverwarming verschilt niet van een waterverwarmingssysteem, behalve in de diameter van de leidingen voor stoom en condensaat.

Naar de manier van leidingtracering zijn de schema's voor stoomverwarming:

• horizontaal éénpijps;
• verticaal tweepijps.

De eerste worden gewoonlijk gebruikt in één- en twee-verdiepingshuizen en gebouwen met een plafondhoogte tot 2,7 m en een oppervlakte tot 80 m², waar de temperatuur niet geregeld hoeft te worden. De tweede zijn meer geschikt voor de implementatie van een stoomverwarmingssysteem in gebouwen met 3 of meer verdiepingen.

Het tweepijpschema is effectief in huizen met een groot aantal verdiepingen en een groot te verwarmen oppervlak.

Bovendien kunnen de stoomverwarmingssystemen worden gemonteerd:

• met boven-, midden- of onderverdeling;
• met natte of droge leiding voor de beweging van condensaat;
• met doodlopende of gelijkstromende beweging van zowel stoom als condensaat.

De manier van condensaatretour maakt onderscheid tussen een gesloten en een open schema. In het eerste geval stroomt het water dat tijdens de condensatie wordt gevormd, door de zwaartekracht naar de ketel. In dit geval moet de aanbevolen helling van de stoom- en condensaatleidingen worden aangehouden – van 1,0 tot 0,5 cm helling per strekkende meter.

Bovendien moet de helling correct worden gemaakt in de richting van de stoombeweging voor de stoomleiding en in de richting van de condensaatbeweging voor de retourleiding. De ketel zelf moet bij dit schema beslist lager zijn geplaatst dan het niveau van de retourleiding.

Het schema van een stoomketelinstallatie met open netwerken impliceert het gebruik van watervoeding met pompen. Toelichting: 1 – netwerkpomp, 2 – bijvulpomp, 3 – watertank, 4 – bijvulregelaar, 5 – ruwwaterpomp, 6 – koeler, 7 – waterverwarmer, 8 – filter, 9 – condensaatvat, 10 – condensaatpomp, 11 – verwarmer voor gezuiverd water, 12 – ontgasser, 13 – stoomscheider, 14 – voedingpomp, 15 – stoomketel, 16 – reductie-koelinstallatie, 17 – netwerkwaterverwarmer, 18 – condensaatkoeler van netwerkwaterverwarmers (+)

In het schema van een open stoomverwarmingssysteem is er een speciale tank voor het verzamelen van condensaat – een reservoir. Van daaruit kan de vloeistof met behulp van een pomp naar de ketel worden geleid of uit het verwarmingssysteem worden verwijderd. In het tweede geval moet een continue bijvulling van de ketel met vers water worden gerealiseerd voor een ononderbroken stoomproductie.

Voor een buitenhuis is het de voorkeur om te kiezen voor een gesloten stoomverwarmingsschema met bovenleiding en een natte condensaatleiding, dat wil zeggen met het gehele volume van het kanaal gevuld met water. Voor open schema's wordt gebruikgemaakt van een droge leiding voor het condensaat, die gedeeltelijk met condensaat is gevuld.

De diameters van de leidingen voor het verzamelen en transporteren van condensaat kunnen worden gekozen aan de hand van referentie-informatie voor ontwerpers (+)

Hoe u het stoomsysteem correct berekent

Zodra u uw keuze op een stoomverwarmingssysteem heeft laten vallen, moet u een project opstellen voor de plaatsing in het gebouw en voorlopige berekeningen uitvoeren.

Er zijn twee opties:

• de berekening van de belangrijkste componenten van de stoomverwarming zelf uitvoeren;
• een beroep doen op een professional – een ontwerper.

De tweede manier om deze kwestie op te lossen is het meest verkieslijk. Alleen een specialist met meer dan één succesvol gerealiseerd project voor het installeren van een verwarmingssysteem kan immers rekening houden met alle wensen van de eigenaar, zonder de wettelijke vereisten te vergeten.

Als u niet de mogelijkheid of de wens heeft om een ontwerper in te schakelen, kunt u beginnen met het zelf berekenen van het stoomverwarmingssysteem. U kunt gebruikmaken van normen en nuttige aanbevelingen uit gespecialiseerde literatuur, bijvoorbeeld uit het handboek voor ontwerpers.

Voor de berekening moet u het plattegrond van uw huis nemen en de oppervlakte berekenen die verwarmd moet worden. Vervolgens de locaties van de verwarmingsradiatoren aangeven.

Bij stoomverwarming gebruikt men vaak registers in plaats van radiatoren, vervaardigd uit gegalvaniseerde of geribbelde buizen. Ze kunnen een designeruitstraling hebben.

U selecteert radiatoren op basis van het benodigde vermogen. Het is daarbij belangrijk om rekening te houden met de technische specificaties van het gewenste apparaat – het moet de belasting bij gebruik met stoom aankunnen.

Gietijzeren radiatoren kunt u beter niet gebruiken in een stoomverwarmingssysteem van een zelden bezochte datsja. Als ze langere tijd koud hebben gestaan, kunnen ze de plotselinge opwarming niet aan en barsten.

Het beste berekent u de lengte van de stoom- en condensleidingen terwijl u zich in de ruimte zelf bevindt. Zo kunt u gemakkelijker de hoogte van de aanleg en de plaatsen van de radiatoren plannen, indien nodig.

Voor stoomverwarming kunt u metalen buizen van gegalvaniseerd staal of koper gebruiken

Nadat u het benodigde aantal strekkende meters buis hebt berekend, mag u de stoomarmaturen niet vergeten – afsluiters, T-stukken, en indien nodig condenspotten en een pomp.

Voor het bepalen van het vermogen van de stoomketel moet u het volume van alle te verwarmen ruimtes berekenen en dit getal vermenigvuldigen met de factor van de benodigde energie voor het verwarmen van 1 m³. Deze factor is afhankelijk van de regio waar u woont. Zo is de factor voor het Europese deel 40 W.

U kunt het vermogen van de ketel berekenen voor een huis met 3 kamers en een plafondhoogte van 2,6 m.

Eerst moet u de oppervlakte van de afzonderlijke ruimtes berekenen:

• 1e kamer: 5*2,95=14,75 m²;
• 2e kamer: 3*2,45=7,35 m²;
• 3e kamer: 2*5,4=10,8 m².

Vervolgens moet u het volume van het hele huis berekenen: 14,75*2,6+7,35*2,6+10,8*2,6= 38,09+19,11+28,08= 57,02 m³.

Nu moet u het verkregen volume vermenigvuldigen met de warmtebehoefte: 57,02*40 W=2288 W. Bij de verkregen waarde moet u een vermogensreserve van ten minste 20% toevoegen: 2288*1,2=2745,6 W of ongeveer 3 kW.

De tweede manier om het vermogen te bepalen is op basis van de oppervlakte. Er wordt aangenomen dat voor het verwarmen van elke 10 m² 1 kW ketelvermogen nodig is, plus 30% reserve, als de plafondhoogte niet hoger is dan het toegestane niveau van 2,7 m.

Daarbij moet u een apparaat kopen dat 20-30% boven het berekende vermogen ligt. In de praktijk adviseren specialisten om een ketel te nemen die ten minste 30% krachtiger is, zodat hij niet op het randje van zijn capaciteit werkt.

Voor stoomverwarming mag u alleen een gecertificeerd apparaat gebruiken. Het is zeer gevaarlijk om een zelfgemaakte ketel te nemen – u kunt ernstig letsel oplopen bij een explosie.

Het kiezen van een stoomketel dient te gebeuren bij een betrouwbare fabrikant. Het apparaat moet een kwaliteitscertificaat en garantie van de fabrikant hebben. De stoomketel is verplicht uitgerust met een veiligheidsklep. Daarnaast zijn er instrumenten nodig voor temperatuur- en drukcontrole en een reduceerventiel om de druk te normaliseren, indien nodig.

Fouten bij de installatie van stoomverwarming

Bij het installeren van individuele verwarming moet u de bestaande opties zorgvuldig bestuderen.

Kies de meest geschikte optie voor uw woning om later het volgende te verkrijgen:

• zuinig brandstofverbruik;
• efficiënte verwarming;
• gemak van systeemonderhoud;
• lange levensduur van de apparatuur.

Als u voor stoomverwarming kiest uit alle verwarmingsopties, is het belangrijk te proberen fouten te vermijden die bij de installatie worden gemaakt.

Ten eerste denken huiseigenaren vaak dat het koelmiddel in het systeem water is. Dat is niet zo. Bij stoomverwarming circuleert er stoom door de leidingen en radiatoren.

Op basis hiervan moet u het materiaal van de fittingen correct kiezen die in contact komen met stoom en het water dat bij condensatie vrijkomt.

Om brandwonden bij het gebruik van stoomverwarming te voorkomen, is het beter bescherming op de radiatoren te voorzien.

Ten tweede vergeten ze al in de ontwerpfase van het verwarmingssysteem bescherming op radiatoren en leidingen te voorzien. Stoom die door de stoomleiding stroomt heeft een temperatuur van 100°C. Het verwarmt alle constructie-elementen behoorlijk sterk, wat een gevaar vormt voor de bewoners van het huis/landhuis.

Ten derde vergeten beginnende vakmensen bij de montage van de stoomleiding en condensaatleiding een helling aan te brengen in de richting van de stoom- en waterbeweging.

Ten vierde kiezen sommige doe-het-zelvers het vermogen van de ketel verkeerd. Het resultaat is dat ze in plaats van de gewenste temperatuur in de ruimte +13-15°C krijgen. Voor dagelijks comfortabel wonen is een dergelijk temperatuurregime duidelijk onvoldoende.

Ten vijfde kunnen onervaren lassers fouten maken bij het lassen van de stoomleiding. Hierdoor kan de leiding op elk moment scheuren en de stoomstroom, die onder druk beweegt, zal zich rechtstreeks op een persoon in de buurt richten. Dit is een uiterst gevaarlijke situatie, waarvan men de mogelijkheid niet mag vergeten.

Bij het ontwikkelen van de lay-out van het verwarmingssysteem moet u niet vergeten de deuropeningen correct te omleiden (+)

Al deze fouten zijn waarschijnlijk bij het zelf installeren van het verwarmingssysteem. Om geld te besparen en voor de optie met stoom te kiezen, besluiten de eigenaren het zelf te doen, zonder een professionele ontwerper, lasser en andere specialisten in te schakelen.

Het ontbreken van persoonlijke praktijkervaring en een lichtzinnige houding ten opzichte van het proces kunnen een correcte installatie van stoomverwarming verhinderen. Sommige fouten die tijdens de montage worden gemaakt, kunnen niet alleen de gebruikelijke levenswijze verstoren, maar ook de gezondheid van de bewoners van het huis ernstig schaden.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Videomateriaal over de constructie van een stoomketel:

Video over hoe u buizen moet lassen:

Informatieve video over de specifieke kenmerken van montage en solderen van koperen buizen:

Video over stoomverwarming:

Gedetailleerde video over de werking van een stoomketel:

Na kennis te hebben genomen van de positieve en negatieve aspecten van stoomverwarming, kunt u bepalen of deze optie geschikt is voor de behoeften van uw woning.

Als u besluit om stoomverwarming te gebruiken, moet u de meest optimale schema voor uw huis kiezen. Voor het berekenen van het verwarmingssysteem kunt u beter een specialist raadplegen om uzelf en uw huisgenoten te beschermen.

Als u ervaring heeft met het verwarmen van een huis met behulp van een stoomverwarmingssysteem, deelt u dan uw informatie met onze lezers. Laat u reacties achter op het artikel en stel uw vragen in het formulier hieronder.