Dampfheizung im Privathaus und im Ferienhaus auf Basis eines Ofens oder Kessels

Eine effiziente Beheizung des Wohnraums ist eine der wichtigsten Aufgaben für jeden Hausbesitzer. Eine interessante Option zur Lösung dieser Aufgabe könnte ein Dampfheizsystem sein, dessen Funktionsprinzip und Aufbau sich von den üblichen Wassersystemen unterscheiden.

Dies ist nicht die einfachste Variante und hat ihre Stärken und Schwächen. Wir erklären Ihnen die Regeln für die Installation und Organisation sowie die Besonderheiten des Betriebs einer Anlage mit dampfförmigem Wärmeträger. Sie erfahren, wie Sie eine Dampfheizung in einem Privathaus einrichten und sachgemäß betreiben können.

Funktionsprinzip der Dampfanlage

Wenn Wasser unter konstantem Druck siedet, bleibt seine Temperatur konstant. Der durch dieses Sieden entstehende Dampf besitzt eine erhebliche Menge an thermischer Energie. Im Moment der Kondensation, d.h. bei der Umwandlung von Dampf in Flüssigkeit, wird diese Energie freigesetzt und an die Umgebung abgegeben.

Dieses Prinzip wird bei Dampfheizungssystemen genutzt. Das Wasser siedet im Kessel, der Dampf strömt durch die Rohre zu den Heizkörpern, kondensiert dort und gibt die Wärme ab, wodurch die Raumluft erwärmt wird.

Das bei der Kondensation anfallende Wasser setzt seine Bewegung durch die Rohre fort und gelangt zurück in einen speziellen Sammelbehälter, von wo es auf natürliche Weise oder zwangsweise mit Hilfe einer Pumpe zum Heizgerät gelangt.

Je nach Druck im Dampfheizsystem werden diese unterteilt in:

• Vakuum-Dampfsysteme;
• Niederdruck;
• Hochdrucksysteme.

Bei ersteren beträgt der Druck weniger als 0,1 MPa, bei zweiten noch niedriger – bis zu 0,07 MPa, und bei dritten mehr als 0,07 MPa. Offene Niederdrucksysteme haben Zugang zur Luft aus der Atmosphäre, können aber auch geschlossen, also vollständig dicht sein.

Dieses Schema zeigt die Prinzipien der Dampfheizungsverteilung. Das Heizgerät sollte tiefer als die Heizkörper angeordnet sein, die Kondensatleitung erhält ein Gefälle.

In solchen Systemen wird üblicherweise sogenannter trockener Sattdampf verwendet, der keine schwebenden Wassertröpfchen enthält. Die Dampfmenge im System wirkt sich auf dessen Betrieb aus. Ist der Dampf zu knapp, führt dies zu Problemen beim freien Abfluss des Kondensats, und unten im Heizkörper sammelt sich kalte Luft.

Eine ausreichende Dampfmenge verbessert den Kondensatabfluss, der an die Wände gedrückt wird und als dünner Wasserfilm an ihnen herabläuft.

In geschlossenen Systemen gelangt das Wasser nach der Kondensation sofort in den Wärmetauscher, aber häufig werden offene Systeme verwendet, in denen der Wärmeträger zunächst in einem Sammelbehälter gesammelt und dann zur Erwärmung in den Kessel gepumpt wird.

Das Kondensat kann die Rohre, durch die es zur Erwärmung fließt, vollständig oder nur teilweise füllen. Die letztere Variante ist vorzuziehen, da die Rohre bei Abschaltung des Systems trocken bleiben.

Gelangt der Wärmeträger der Dampfheizung nach der Kondensation direkt zur weiteren Erwärmung in den Kessel, wird das System als geschlossen bezeichnet. Wird das Kondensat zunächst in einem Vorratsbehälter gesammelt und von dort mit einer Pumpe in den Kessel gefördert, gehört das System zu den offenen Systemen.

Besonderheiten von Niederdrucksystemen

Eine verbreitete Variante eines solchen Systems ist eine geschlossene mit Schwerkraftrückführung des Kondensats in den Kessel, das die Rohre nicht vollständig füllt; dabei wird eine obere Rohrverteilung verwendet.

Zunächst wird das System bis zum erforderlichen Füllstand mit Wasser befüllt, danach beginnt die Erwärmung. Das Kondensat fließt über die gemeinsame Steigleitung ab und wird bei Erreichen des vorgegebenen Niveaus in den Kessel gedrückt.

In einem System mit unterer Verteilung wird empfohlen, die Rohre mit einem leichten Gefälle in Richtung der Dampfbewegung zu verlegen, um Geräuscheffekte zu reduzieren. An der Stelle der Kondensatableitung wird ein schleifenförmiger hydraulischer Verschluss installiert, der verhindert, dass Dampf in die Kondensatleitung gelangt.

Die Dampfgeschwindigkeit in solchen Systemen sollte moderat sein, nicht mehr als 0,14 m/s. Andernfalls würde der Dampf auch Feuchtigkeitspartikel mitreißen, die sich an den Wänden angesammelt haben. Infolgedessen arbeitet das System mit starken Geräuschen, und das Risiko von Wasserschlägen steigt.

Eine kombinierte Verteilung, d.h. die Kombination von oberer und unterer Verteilung, wird angewendet, wenn die Rohre unter dem Boden des oberen oder mittleren Stockwerks des Hauses verlegt werden. Der Durchlass der Rohre, durch die das Wasser zurück in den Kessel gelangt, wird in diesem Fall durch Kondensat verschlossen.

Wenn der Druck im System 0,02 MPa überschreitet, sollte es als offenes System ausgeführt werden. Die Luft wird über einen Kondensatsammler abgeführt. Um zu verhindern, dass Dampf das System verlässt, werden ein Kondensatableiter oder ein hydraulischer Verschluss installiert. Das Wasser aus dem Sammler wird mit einer Pumpe in den Wärmetauscher gefördert, wodurch der Sammler unterhalb des Niveaus des Wärmetauschers angebracht werden kann.

Das Wärmeträgermedium für die Heizung eines Einfamilienhauses mit Heizraum wird in einem Wärmetauscher erhitzt, der sich im Heizraum befindet. Sobald die Betriebstemperatur erreicht ist, gelangt der Dampf in einen Verteiler, der den Strom in zwei Kreisläufe trennt: für die Haupträume und für den Heizraum (+)

Bewertung der Vor- und Nachteile

Was ist gut an einer Dampfheizung? Sie ist relativ einfach zu realisieren, selbst auf Basis eines normalen Holzofens. Dies ist besonders in Gebieten relevant, in denen es keine zentrale Gasversorgung gibt, Holz oder andere feste Brennstoffe aber gut verfügbar sind.

Dampf als Wärmeträger ist Wasser deutlich überlegen. Die Aufheizgeschwindigkeit der Räume ist dreimal höher. Außerdem kann ein Dampfheizsystem bei winterlicher Kälte kaum aufgrund fehlender Beheizung ausfallen.

Wenn der Feuerraum ausgebrannt ist, sammelt sich das Wasser aus dem System im Sammler oder im Wärmetauscher, während Rohre und Heizkörper leer bleiben. Bei einer Warmwasserheizung führt das Einfrieren des Wärmeträgers, der den gesamten Kreislauf füllt, bekanntlich zum Platzen der Rohre.

Schließlich müssen die Abmessungen der Heizkörper einer Dampfheizung deutlich kleiner sein als bei Warmwasserheizungen, da die gewonnene Wärmeenergie um ein Vielfaches größer ist. Dies reduziert die Kosten für die Installation der Hausheizungsanlage etwas.

Dekorative Gitter für Dampfheizkörper – sind nicht nur ein Element der Innenraumgestaltung, sondern auch ein Mittel zum Schutz vor Verbrennungen

Damit endet die Liste der Vorteile des Dampfsystems, und wir können zu seinen Nachteilen übergehen, die durchaus bedeutsam sind:

• Hohe Verbrennungsgefahr;
• Erhöhte Geräuschentwicklung im Betrieb;
• Schwierigkeiten bei der Regelung des Systems;
• Notwendigkeit des Erwerbs teurer Rohre usw.

Aus Sicherheitsgründen wird die Dampfheizung für Wohnräume nicht empfohlen, da sie eine hohe Gefahr für die Gesundheit und das Leben der im Haus lebenden Personen darstellt.

So wird die Betriebstemperatur der Heizkörper sehr hoch sein; bei Berührung kann man sich schwere Verbrennungen zuziehen. Daher müssen alle Heizkörper mit sicheren dekorativen Gittern verkleidet werden.

Normale PVC-Rohre sind für ein solches System nicht geeignet, da sie hohem Druck und Temperaturen über 100 Grad standhalten müssen. Dieselben Anforderungen gelten auch für die übrigen Systemkomponenten. Die Rohre der Dampfheizung müssen aus Kupfer oder verzinktem Stahl bestehen.

Kupferrohre – eine ideale, aber keineswegs preiswerte Variante der Leitungen für Dampfheizsysteme. Zum Verbinden dieser Rohre wird ein Schweißgerät benötigt.

Auf jeden Fall kann man diesen Punkt nicht als kostengünstig bezeichnen. Der Sicherheit muss größte Aufmerksamkeit gewidmet werden. Alle Montagearbeiten, wie z. B. das Schweißen von Kupferrohren, erfordern eine qualitativ hochwertige Ausführung. Wenn eine Verbindung reißt und ein Dampfstrahl aus der Öffnung austritt, riskieren einige Bewohner des Hauses schwere Verbrennungen.

Rohre aus Edelstahl können die für Dampfheizsysteme typischen Belastungen wie hohe Temperaturen und erhöhten Druck im System standhalten.

Ein weiterer Nachteil der Dampfheizung ist die erhöhte Geräuschentwicklung. Um dieses Problem zu beheben, sollten die Heizkörper korrekt montiert werden. Sie werden an speziellen schalldämpfenden Halterungen aufgehängt. Der Kessel oder Ofen sollte am besten in einem separaten Raum aufgestellt werden. Außerdem können die Kupferrohre in der Wanddicke verlegt werden, was ebenfalls die Geräuschentwicklung verringert.

Schließlich ist es bei der Dampfheizung etwas schwierig, die Heiztemperatur in den Räumen zu regulieren. Man kann keinen Thermostat installieren und einfach die Dampfmenge reduzieren. Man muss die Brennstoffmenge reduzieren, was nicht immer einfach ist, oder die Räume lüften. Vor Beginn der Arbeiten zur Installation der Dampfheizung sollten all diese Punkte berücksichtigt werden.

Planung der Dampfheizungsanlage

Selbst für einen kleinen Raum ist es am besten, einen Plan zu erstellen. Ein System, das auf gut Glück gebaut wird, wird mit hoher Wahrscheinlichkeit bald eine Nachbesserung erfordern, während ein auf Papier erstelltes Schema es ermöglicht, Schwachstellen sofort zu erkennen und zu beheben.

Um beispielsweise ein System mit natürlicher Zirkulation des Wärmeträgers zu schaffen, sollten der Wärmetauscher und entsprechend das Heizgerät am tiefsten Punkt des Hauses platziert werden.

Die Dampf- und Kondensatleitungen von Heizungsanlagen mit natürlicher Zirkulation des Wärmeträgers werden mit einem Gefälle in Bewegungsrichtung verlegt (+)

Das bedeutet, dass der Ofen oder Kessel tiefer als alle Heizkörper sowie als die Rohre installiert sein muss, die nicht senkrecht, sondern waagerecht oder schräg zur Senkrechten verlaufen.

Falls es nicht möglich ist, das Heizgerät auf diese Weise zu platzieren (das Haus hat keinen Keller, der Keller wird für andere Zwecke genutzt usw.), sollte man der Heizung mit Zwangsumlauf den Vorzug geben.

Die Abbildung zeigt eine Heizungsanlage mit Zwangsumlauf. Für die Montage werden eine Umwälzpumpe und ein Speicherbehälter benötigt.

Daher muss in das Schema der Dampfheizung eine Pumpe integriert werden, die Wasser in den Wärmetauscher drückt. Ein wichtiger Punkt bei der Planung der Heizungsanlage – die Reihenfolge des Anschlusses der Heizkörper. Die Reihenfolgeverbindung oder das sogenannte Einrohrsystem setzt die Verbindung aller Heizkörper nacheinander voraus.

Infolgedessen bewegt sich das Wärmeträgermedium nacheinander durch das System und kühlt allmählich ab. Dies ist eine wirtschaftliche Anschlussvariante, die einfacher zu installieren und kostengünstiger ist.

Allerdings leidet die Gleichmäßigkeit der Erwärmung bei dieser Methode, da der erste Heizkörper am heißesten ist und das Wärmeträgermedium zum letzten bereits halb abgekühlt gelangt.

Wie aus diesem Schema ersichtlich, wird bei der Einrohrverbindung der Heizkörper eine serielle Montage durchgeführt. Der letzte Heizkörper erhält das Wärmeträgermedium bereits abgekühlt.

Die Einrohrlösung ist nur für den Anschluss einer Dampfheizung in einem Ferienhaus oder einem kleinen Haus mit einer Fläche von weniger als 80 m² akzeptabel. Für ein geräumiges Landhaus oder ein zweistöckiges Gebäude eignet sich besser ein Zweirohrsystem, bei dem die Heizkörper parallel angeschlossen werden.

Das Einrohrschema gewährleistet, dass das Wärmeträgermedium gleichzeitig und nicht nacheinander in jeden Heizkörper gelangt, sodass die Räume gleichmäßiger erwärmt werden. Bei einem Zweirohrkreislauf müssen jedoch zu jedem Heizkörper zwei Rohre geführt werden: der Vorlauf und der Rücklauf.

Ein solches System ist aufwändiger zu realisieren und etwas teurer als die Installation eines Einrohrsystems. Dennoch sind die allermeisten Warmwasserheizungen trotz der Komplexität als Zweirohrsystem ausgeführt und funktionieren einwandfrei.

Dieses Schema zeigt ein Zweirohrsystem für die Montage von Heizkörpern einer Dampfheizung. Jeder Heizkörper wird an eine gemeinsame Steigleitung angeschlossen und verfügt über eine Rücklaufleitung, was eine gleichmäßige Verteilung des Wärmeträgers gewährleistet.

Wenn als Wärmequelle ein Holzofen verwendet werden soll, sollte sofort ein spezieller Wärmetauscher berechnet und konstruiert werden. Er sieht aus wie eine aus Metallrohren geschweißte Schlange. Dieses Element wird direkt in die Ofenkonstruktion eingebaut und nicht separat installiert.

Daher sollte der Plan für den neuen Ofen bereits in der Entwurfsphase durchdacht werden. Man kann auch einen vorhandenen Ofen verwenden, aber er muss teilweise demontiert werden, um den Wärmetauscher im Inneren zu installieren.

Um 9 kW Wärme zu erhalten, ist ein Wärmetauscher mit einer Oberfläche von etwa einem Quadratmeter erforderlich. Je größer die zu beheizende Fläche, desto größer müssen die Abmessungen des Wärmetauschers sein.

Wenn der Raum mit einem Heizkessel beheizt werden soll, ist es etwas einfacher: Man muss ihn kaufen und installieren. Normalerweise wird für die Dampfheizung im Haus ein Wasserrohrkesselmodell empfohlen, da es am effizientesten ist.

Allerdings können auch Rauchrohr-, Heizgas- oder kombinierte Heizgas-Rauchrohr-Modelle eine durchaus akzeptable Option sein.

Manchmal wird für die Dampfheizung ein selbstgebauter Kessel verwendet, in dem Altöl verbrannt wird. Aber diese Variante gilt als geeignet für den Einsatz in Nebenräumen, zum Beispiel in der Garage. Für ein Wohnhaus ist diese Option nicht besonders gut.

Montage auf Basis eines Holzofens

Wenn der Plan erstellt ist, ist es an der Zeit, die benötigten Materialien und Werkzeuge zu besorgen. Die zuvor erstellte Planung ermöglicht die Berechnung der erforderlichen Anzahl von Systemkomponenten.

Darauf sollten alle Bögen, Verbindungen, T-Stücke, Montageorte der Heizkörper usw. vermerkt sein. Außerdem müssen Rohrschellen sowie Halterungen besorgt werden, auf denen die Heizkörper montiert werden sollen.

Der Heizkessel der Dampfheizungsanlage, die auf Basis eines Holzofens eingerichtet ist, wird direkt in diesem installiert. An den Kessel werden die Dampfleitung und die Kondensatleitung angeschlossen.

Die Rohrlänge wird ebenfalls anhand des Schemas berechnet. Um bei Bedarf den Dampfdruck im System zu reduzieren, wird ein Reduzierventil benötigt. Ein hydraulischer Verschluss ist erforderlich, um die vollständige Entleerung des Systems für Reinigung, Wartung oder Reparatur zu ermöglichen.

Vor jedem Heizkörper wird empfohlen, ein Absperrventil zu installieren, das es ermöglicht, ihn für Reparaturen, Reinigung oder Austausch abzusperren. Außerdem werden an den Heizkörpern Mayevsky-Ventile installiert, um die in das System eingedrungene Luft abzulassen. Obwohl Dampf ein gasförmiger und nicht ein flüssiger Stoff ist, kann das Vorhandensein von Luft im System seine Effizienz negativ beeinflussen.

Damit der Kondensationsprozess genau in den Heizkörpern und nicht im Speicher oder im Steigrohr stattfindet, wird empfohlen, am Ausgang ein T-Stück mit einem Stopfen zu installieren, durch das nur Wasser fließt. Wenn die Montage einer Anlage mit Zwangsumwälzung geplant ist, wird eine Umwälzpumpe benötigt. Außerdem wird ein Behälter zum Auffangen des kondensierten Wassers benötigt.

Schwerkraftsysteme benötigen solche Geräte nicht. Aber das Rohr, durch das das Wasser zum Wärmetauscher geleitet wird, muss breit genug sein, um eine schnelle Bewegung der Flüssigkeit zur weiteren Erwärmung zu gewährleisten.

Das Fehlen eines Reduktionsventils in der Dampfheizungsanlage, dessen Vorrichtung im Schema dargestellt ist, kann aufgrund von Überdruck zu schweren Schäden führen.

Neben dem üblichen Montagewerkzeug wird unbedingt ein Schweißgerät für das Verbinden von Kupferrohren benötigt. Konstruktionen aus verzinktem Stahl haben in der Regel Gewindeverbindungen, die sorgfältig abgedichtet werden müssen. Wenn die Installation einer Dampfheizung ab Ofen geplant ist, muss mit der Herstellung eines Wärmetauschers begonnen werden.

Der in einen Holzofen eingebaute Wärmetauscher für die Dampfheizung besteht aus einem System hohler Metallrohre, durch die Wasser zirkuliert. Das Element kann eine beliebige Form haben, die den Abmessungen und der Form des Ofens entspricht.

Er wird aus Metallrohren mit einer Dicke von 2,5-3 mm oder sogar etwas dicker geschweißt. Der Wärmetauscher kann sowohl als Spule als auch in jeder anderen Form hergestellt werden. Hauptsache, das Gerät passt in den Holzofen hinein und seine Oberfläche ist groß genug, um Wasser zu erwärmen und Dampf zu erzeugen.

Die Qualität der Schweißnähte des Wärmetauschers muss ohne Übertreibung ideal sein. Selbst mikroskopisch kleine Hohlräume in den Nähten sind nicht zulässig, da das Gerät dem erhöhten Druck des heißen Dampfes ausgesetzt wird. Nachdem der Wärmetauscher für die Installation bereit ist, sollte jede Schweißnaht überprüft werden.

Dazu werden zunächst alle Nähte mit weißer Kreide bestrichen. Danach wird eine der Öffnungen des Wärmetauschers verschlossen und in die zweite wird Kerosin eingefüllt, bis das Gerät bis zum Rand gefüllt ist. Nun muss man etwas warten und dann den Zustand der Nähte beurteilen. Wenn Risse vorhanden sind, dringt Kerosin durch sie hindurch, und an solchen Stellen wird die Kreide dunkel.

Die festgestellten Mängel werden behoben, und dann wird die Prüfung wiederholt, um die Integrität des Geräts sicherzustellen. Nun sollte es gewaschen werden, und dann mit dem Mauern des Holzofens begonnen werden. Der Wärmetauscher wird fest in die Feuerstelle eingebaut, und an seinen Ein- und Ausgang werden Rohre angeschlossen, die dann verwendet werden, um den Wärmetauscher mit dem Heizsystem des Hauses zu verbinden.

Der Ofenbau wird in der für solche Konstruktionen üblichen Reihenfolge abgeschlossen. Anschließend erfolgt die Montage der Rohre und Heizkörper der Heizungsanlage gemäß dem zuvor erstellten Projekt. Zuerst werden die Heizkörper montiert, wobei Halterungen verwendet werden, die die Geräusche der Dampfheizung dämpfen.

An jedem Heizkörper wird ein Mayevsky-Ventil installiert, um die Luft ablassen zu können. Es wird ein Absperrventil mehr benötigt als Heizkörper vorhanden sind, da am Anfang der Anlage ein gemeinsames Absperrventil installiert werden muss. Vor diesem Ventil werden auch ein Druckminderer und eine Druckminderungs-Kühleinrichtung angebracht.

Am Ende, falls im Projekt vorgesehen, werden ein Speicher für das Heizmedium und eine Umwälzpumpe installiert. Für Systeme mit natürlicher und nicht mit Zwangsumwälzung sind Tank und Pumpe nicht erforderlich. Dem Rohr, das zum Wärmetauscher führt, muss jedoch ein leichtes Gefälle von etwa 3 mm pro Meter gegeben werden.

Moderne Dampfkessel für die Hausheizung – das sind zuverlässige Geräte, die mit verschiedenen Brennstoffen betrieben werden und mit automatisierten Kontrollsystemen ausgestattet sind.

Systeme mit einem Dampfkessel werden in etwa gleich montiert: gemäß dem Projekt und unter Berücksichtigung der Geräteeigenschaften. Zum Beispiel werden ein Druckminderer und ein Kühler höchstwahrscheinlich nicht benötigt, da das Kontrollsystem für Dampfdruck und -temperatur bereits in den Kessel integriert ist.

Einige nützliche Tipps

Bei der Montage einer Dampfheizungsanlage ist zu beachten, dass alle ihre Elemente hohe Temperaturen von über 100 Grad aushalten müssen. Zum Beispiel ist ein gewöhnliches Membranausdehnungsgefäß als Reservebehälter für den Fall einer Volumenzunahme des Wärmeträgers nicht geeignet, da sein Maximum bei 85 Grad liegt.

Der Schornstein des Ofens, in den der Wärmetauscher eingebaut ist, wird schneller verschmutzen als der eines normalen Ofens. Daher muss die Reinigung des Schornsteins häufiger geplant und durchgeführt werden.

Der Ofen mit Wärmetauscher kann bei Bedarf auch zum Kochen genutzt werden, aber das ist nicht sehr praktisch. In der Sommerzeit, wenn keine Heizung benötigt wird, darf dieser Ofen nicht angezündet werden. Man müsste eine Alternative suchen. Einfacher ist es, wenn für die Küche im Haus ein separater, praktischer Ofen eingerichtet ist.

Wie man eine Dampfheizung selbst plant und zusammenbaut, wird ausführlich in diesem Artikel beschrieben, den wir zur Lektüre empfehlen.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Praktische Erfahrungen beim Umbau eines Holzofens in einen Dampfheizungskessel werden in diesem Video gezeigt:

Die Fortsetzung des Montageprozesses der Dampfheizung können Sie in dieser Datei ansehen:

Über den Unterschied zwischen erzwungener und natürlicher Zirkulation in Heizungssystemen wird hier ausführlich berichtet:

Die Dampfheizung ist nicht die einfachste umzusetzende Variante einer autonomen Heizungsanlage. Aber bei richtiger Planung und Montage können Sie mit Hilfe von Dampf Ihr Haus effektiv und relativ kostengünstig mit der erforderlichen Wärmemenge versorgen.

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