регулировка давления в системе отопления частного дома
Давление в системе отопления — нормы, показатели, как поднять или снизить
Системы центрального отопления многоэтажных коммунальных зданий и индивидуальных жилых домов имеют не только существенные конструктивные различия, но разные физические характеристики используемого теплоносителя. При проектировании внутридомовых теплосетей основным расчетным критерием является давление в системе отопления, параметры которого оказывают существенное влияние на корректность функционирования всего обогрева.
В индивидуальных жилых домах для обогревания используются автономные системы, в состав которых входит различное оборудование, при самостоятельном заполнении контура тепловым носителем важно выдержать правильные параметры напора. Контроль и регулировка давления в заданных рамках при эксплуатации отопительной системы обеспечит долговечность ее работы, оптимизирует расход тепловых ресурсов, повысит КПД теплообменных приборов.
Рис. 1 Отопительное оборудование в доме – внешний вид
Какое нужно давление в системе отопления
Чтобы тепловой носитель двигался по трубам, а котел мог работать, в любой отопительной системе необходимо поддержание определенного напора.
Основным прибором, которым контролируют давление теплоносителя в системе отопления, служит манометр, регулярная проверка его показаний сообщает потребителю весьма полезную информацию. К примеру, снижение давления сигнализирует об утечке (нарушение герметичности трубопровода), обнаружить которую иным способом, кроме визуального, невозможно. Повышение показаний манометра может свидетельствовать о перегреве теплоносителя, засорении проходных каналов различного вида отложениями.
Чтобы исключить ошибочную реакцию на показании манометра, полезно знать значения рабочего (номинального), динамического (допустимые пределы отклонений от рабочего), статического и максимального давлений.
Рис. 2 Схема отопления частного жилого дома с радиаторными теплообменниками и подогреваемыми полами
Классификация давлений
Многие пользователи задают вопрос, зачем давление в системе отопления, ответом на который является следующие соображения.
Устанавливаемое в индивидуальных домах отопительное оборудование устроено таким образом, что котел включается при определенной величине давления, указанной в его паспортных данных, стандартным считается показатель не менее 0,5 бара. Поэтому поддержание данного напора — основная задача пользователя, хотя на практике для корректной работы всей системы требуется большая величина.
При эксплуатации отопительной системы пользователю приходится сталкиваться с определениями следующих типов давлений:
Рис. 3 Основные узлы замкнутой системы
Индивидуального дома
Все системы обогрева частных домов условно можно разделить на открытого (гравитационные) и закрытого типа. В гравитационных расширительная емкость, требующаяся для их нормального функционирования, расположена в высшей точке трубопровода. При этом давление в трубах отопления создается за счет водного столба, высота которого измеряется от нижней точки обратки до поверхности воды в накопительном баке. Напор в отопительной системе открытого типа соответствует высоте водяного столба в метрах (при переводе в общепринятые единицы 10 метров приравнивают к одному бару или одной атмосфере).
Так как отопительная система с открытым контуром может эффективно работать при этажности домов не выше трех, расстояние от подвала, где обычно находится котел, до бака на чердаке в среднем равно 10 м, и общепринятое давление в системе отопления открытого типа считают равным 1 бару.
В системах закрытого типа герметичный мембранный бачок устанавливают в любом удобном месте (обычно недалеко от котла) и тепловой носитель не контактирует с атмосферным воздухом. В линии движение теплоносителя осуществляется при помощи циркуляционного электронасоса — это позволяет отапливать многоэтажки и использовать помимо радиаторных контуры теплых полов.
Давление в закрытой системе отопления частного дома принято удерживать в диапазоне 1 — 1,5 бара (показатель увеличивается при большой длине отопительной магистрали).
Если в контуре закрытого типа работает один циркуляционный электронасос, проталкивающий рабочее тело по трубопроводу, то в многоконтурной системе с теплыми полами диапазон 1 — 1,5 бара недостаточен для ее нормального функционирования. Чтобы не превышать данные показатели, трубопровод теплых полов подключают к коллекторному узлу, имеющему дополнительный встроенный насос, отвечающий за поддержание нужного напора в половом нагревательном контуре.
Рис. 4 Схема с открытым расширительным баком
Многоэтажных домов
Жилец многоэтажного дома никак не может оказывать влияние на давление в центральной системе отопления, за поддержание которого отвечают коммунальщики. Однако в некоторых ситуациях (к примеру, при замене старых радиаторных теплообменников на новые или незаконной врезке) потребителю полезно знать, какое давление в системе отопления многоэтажного дома.
Как известно, показатель давления прямо связан с высотностью здания, если напор слишком низкий, прилагаемого кинетического усилия окажется недостаточно для подъема столба воды на большую высоту, и она перестанет двигаться по трубам. К тому же должен быть определенный запас для преодоления гидросопротивления трубопроводной магистрали и корректной работы сантехнических приборов, бытовой техники.
Общепринятый средний показатель давления в системе отопления многоэтажных домов составляет 6 бар (атмосфер), на обратке его величина ровна 4 — 4,5 бар.
Обычно коммунальные службы делают ощутимый напорный запас и рабочее давление в системе отопления многоквартирного дома в зависимости от высотности составляет:
Рис. 5 Схемы разводки теплообменных радиаторов в многоэтажках
Как уменьшить и повысить давление
Установка манометра в систему отопления замкнутого типа позволяет контролировать по показаниям прибора ее состояние, в процессе эксплуатации возникают следующие неполадки:
1. Давление выше нормы, может быть вызвано нижеперечисленными причинами:
Рис. 6 Современный тепловой пункт многоэтажного дома – внешний вид
2. Низкое давление возникает по следующим причинам:
Из вышеизложенного ясно, как создать давление в системе отопления с рабочими параметрами — для этого требуется лишь устранить неисправности, приводящие к его отклонению от номинальных показателей.
Рис. 7 Обвязка твердотопливного отопительного котла марки Траян
Рекомендации по монтажу
Чтобы провести все ремонтные или наладочные процедуры, система отопления под давлением должна быть правильно собрана, основные условия грамотного монтажа:
Рис. 8 Группа безопасности котлового оборудования – пример монтажа и внешний вид
Поддерживать номинальное давление в системе отопления закрытого типа — одно из важных условий ее нормального функционирования, для контроля за показаниями в контуре имеется манометр. Любые отклонения от номинальных значений за пределы рабочего диапазона означают какие-либо неисправности, для их устранения существует ряд методов, как поднять давление в системе отопления или наоборот, снизить его показатели.
Важный вопрос: какое давление должно быть в системе отопления закрытого типа?
Система отопления закрытого типа особенно популярна, так как предусматривает полную изоляцию от атмосферных потоков, а также размещение расширительной ёмкости допускается на любом участке.
Помимо этого имеется возможность применение трубопроводов малого диаметра.
Для чего нужно давление в системе отопления закрытого типа
Нормативные значения давления способствуют эффективной и налаженной работе всей отопительной системы.
Гарантирует ей высокий коэффициент выработки и равномерное распределение теплоносителя по трубам во всех помещениях.
Уровень давления задаёт параметр скорости напора воды. От этого напрямую зависит теплообменный процесс в системе, его интенсивность и её итоговый коэффициент полезного действия.
Стабилизация давления понижает показатель потери тепла, а жидкость, поступающая во все элементы системы отопления, сохраняет такую же температуру, что и получила в результате нагрева.
Преимущества от циркуляционного насоса
Включение в состав отопительной системы такого прибора имеет следующие плюсы:
Какие должны быть рабочие показатели
В этом случае показатель определяется из нескольких значений. За счёт присутствия в отоплении циркуляционного насоса и дополнительных элементов (например, расширительный мембранный бак) — образуется динамическое давление, а статическое определяет вертикальный (высотный) уровень столба жидкости. Суммирование этих двух показателей даёт итоговое рабочее давление системы отопления закрытого типа.
Нормой такого параметра является значение в 1,5—2 атмосферы для домов, состоящих из 1 или 2 этажей. Увеличение показателя давления напрямую зависит от повышения этажности.
Верхнее пиковое значение задаёт самый ослабленный узел в отопительном контуре. Таковым является водогрейный котёл. Его предел — 3 атмосферы.
В многоэтажных домах широко используются радиаторы и трубопроводы, способные выдерживать мощные гидроудары. В таких системах давление варьируется в диапазоне от 20 до 100 атмосфер.
Почему падает
Проблемы такого типа достаточно часто возникают на фоне различного рода причин.
Утечка с трещинами и без
Поводами её образования бывают:
Справка! Выявление проблемы производится путём зажатия золотника пальцем. Если проблема есть — из него потечёт теплоноситель.
Если нет всех вышеуказанных причин, возможно стандартное закипание жидкости в котле, и её выход через предохранительный клапан.
Выделение воздуха из теплоносителя
Проблема такого типа возникает сразу же после того, как система наполняется жидкостью.
Во избежание образования воздушных пробок такой процесс должен производиться из её нижней части.
Внимание! Для этой процедуры требуется исключительно холодная вода.
Воздушные массы, растворённые в теплоносителе, могли появиться в процессе нагрева.
Для нормализации работы системы применяется деаэрация с использованием крана Маевского.
Присутствие алюминиевого радиатора
Батареи из этого материала имеют неприятную особенность: теплоноситель вступает в реакцию с алюминием после их наполнения. Образуется кислород и водород.
Первый создаёт оксидную плёнку изнутри радиатора, а водопровод удаляется кранами Маевского.
Важно! Образование оксидной плёнки способствует дальнейшему сохранению системы и проблема исчезает через пару дней.
Общие причины
К ним относятся 2 основных случая:
Поломка циркуляционного насоса. Если остановить его и автомат регуляции, то сохранение устойчивых значений манометра указывают именно на эту причину.
При снижении показаний манометра необходимо искать протечку теплоносителя.
Как отрегулировать в замкнутой системе с расширительным бачком
Контроль этого показателя осуществляется визуально с помощью манометров. Они монтируются на входе и выходе котла, в самом низу и самом верху отопительной системы (в многоэтажном доме), после трёх- или двухходовых клапанов, тройников.
В момент достижения в соответствии с манометром давления критического значения требуется применить предохранительные клапаны. Они позволяют сбросить давление до нужного уровня. Устанавливаются в подающем трубопроводе после котла. Помимо двух вышеуказанных приборов, в группу безопасности также входит воздухоотводчик.
В системе обязательно присутствие сбросных и перепускных клапанов, фиксируемых на байпасе.
Важно! Стоит обратить внимание на давление в воздушной камере расширительного бака. Нельзя допускать его превышения над значением в 1,5 атмосфер.
Полезное видео
Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается о том, каким должно быть давление в системе отопления.
Значимость выявления проблемы
Давление — важный фактор, и чем раньше и грамотнее определить причину его западания, ликвидировать её, тем меньше вероятность сбоя всей отопительной системы.
Какой из множества способов применить? Как создать давление в системе отопления
Работа системы центрального отопления невозможна без такого физического понятия, как давление.
Важно контролировать его уровень, потому как от этого зависит эффективность обогрева помещений и, главное — безопасность эксплуатации.
Слишком высокий натиск в трубах может привести к течи или даже прорыву системы отопления со всеми печальными последствиями для жильца и соседей. А если показатель слишком низкий, температура в помещении не будет поддерживаться на нужном уровне.
Давление — сила, которая действует на стенки трубопровода, радиаторов и на сам теплоноситель, заставляя его двигаться по контуру и выполнять свою главную функцию: передачу тепла.
Виды давления
Давление в системе отопления подразделяется на статическое и динамическое.
Статическое
Гидростатическое давление — напор, оказываемый самим весом воды в системе, зависит оно от высоты водяного столба, следовательно, от этажности здания. В самой высокой точке контура оно равно нулю.
Справка. На каждые 10 метров высоты статическое давление изменяется на 1 атмосферу (
Динамическое
Такое давление создаётся в первую очередь циркуляционными насосами, а также конвекцией (перемещением жидкости за счёт разницы температур) при нагреве.
На динамический уровень влияют, кроме перечисленного, регуляторы отопления, установленные на радиаторах и в котельной.
Как создать и добавить давление в систему отопления
Чтобы создать или добавить давление в системе отопления, применяют несколько способов.
Опрессовка
Опрессовка — процесс изначального заполнения системы отопления теплоносителем с временным созданием напора, превышающего рабочий.
Внимание! Для новых систем при пусконаладки напор должен быть в 2—3 раза больше нормального, а при регламентных проверках достаточно повышения на 20—40%.
Данная операция может производиться двумя способами:
Фото 1. Процесс опрессовки системы отопления. При этом используется ручной опрессовочный насос.
Проверка тепломагистрали на герметичность и наличие течей
Главная цель опрессовки — выявить неисправные элементы системы отопления в предельном режиме работы, чтобы избежать аварий при дальнейшей эксплуатации. Поэтому следующим действием после данной процедуры является проверка всех элементов на наличие течей. Контроль герметичности выполняется по падению давления в течение определённого времени после опрессовки. Операция состоит из двух этапов:
По результатам падения производится вывод о герметичности системы отопления. Если проверка пройдена, уровень напора в трубопроводе сбрасывается до рабочих значений путём удаления лишнего теплоносителя.
Как рассчитать
Вычисление напора в отопительной системе необходимо по двум причинам: для обеспечения циркуляции теплоносителя и для предотвращения разгерметизации некоторых элементов контура вследствие превышения их рабочего давления.
Справка. Максимальное рабочее давление указывается на самих компонентах или в паспорте к ним. Например, для полипропиленовых труб это 4—6 атм, для многих чугунных радиаторов — 5 атм. Расчётный напор не должен превышать допустимого напора самого «слабого звена» отопительного контура.
Чтобы теплоноситель передвигался по трубопроводу, необходимо создать динамическое давление больше статического:
Для определения гидростатического давления подойдёт формула p = ρgh, или, упрощая для воды — p = 10000h, где h — высота водяного столба в отопительной системе.
Рабочее давление определяется как сумма статического давления на заданной высоте контура и динамического, создаваемого насосом или процессом конвекции. Максимальное воздействие на трубы создаётся в самой нижней точке системы, в верхней же оно минимально.
Поддержание
Однажды настроенная и запущенная система отопления не может работать вечно: со временем характеристики ухудшаются, что приводит к некачественному обогреву помещений. Индикатором качества работы отопления и является давление, по его изменениям можно судить о проблемах.
Для обогрева с принудительной циркуляцией падение напора может быть вызвано следующими причинами:
К повышению напора могут привести:
В системе отопления с естественной циркуляцией проблема повышения давления не стоит, но может иметь место его понижение, однако это является нормальным процессом.
Дело в том, что естественная циркуляция подразумевает саморегуляцию напора теплоносителя. Он движется по трубам благодаря разнице температур между обраткой и подачей: менее плотная горячая вода всплывает вверх. Соответственно, чем большая температура установлена на котле, тем больше напор. Но разница температур будет понижаться при прогреве помещений, поэтому с установлением нужной температуры воздуха в комнате давление упадёт.
Перепад давления
Перепад давления в отоплении — это разница давлений между трубопроводом подачи и обратки, благодаря которой и осуществляется циркуляция теплоносителя. Перепад — это рабочий напор системы. Его требуемое значение зависит от высоты здания:
Гидравлический расчёт и монтаж трубопроводов
Гидравлический расчёт производится на этапе проектирования и является основой для функционирования системы. Формулы гидравлики довольно сложны и выходят за рамки данной статьи, поэтому перечислим основные их следствия, показывающие, что может влиять на перепад давления:
Фото 2. Забитые трубы отопления. Из-за этого может нарушаться давление в отопительной системе.
В ходе вычислений также определяется скорость движения воды, её оптимальное значение — 0,3-0,7 м/с. При меньших значениях возможно образование воздушных пробок и слишком большой разброс температур между радиаторами, а при больших будет возникать шум движения жидкости и повысится износ трубопровода мелкими абразивными частицами в теплоносителе.
Влияние температуры теплоносителя
При нагреве, вода увеличивается в объёме и тем самым приводит к увеличению напора. Например, при температуре 20 °C он может вырасти на 0,1 МПа, а при 70 °C на 0,2 МПа. Таким образом, изменение степени нагретости воды также может использоваться для регулировки давления.
Циркуляционные насосы
Задача циркуляционного насоса — создать перепад давлений для движения теплоносителя. В невысоких домах достаточно одного насоса, установленного в нижней точке системы.
Фото 3. Циркуляционный насос, установленный в системе отопления. Прибор перекачивает теплоноситель по трубам.
В высотных строениях проблема разницы напора на самом нижнем и верхнем этажах встаёт более остро, поскольку статическое давление столба воды оказывается значительным. Для выравнивания напора в таких зданиях используются специализированные повысительные насосы.
Расширительный бак для регулировки показателей
Расширительный бачок является очень важной частью системы отопления. Необходимость в нём объясняется тем, что жидкость почти не сжимаема, поэтому при скачках давления и гидроударах она может повредить трубопровод, радиаторы и другие компоненты. Расширительный бак берёт этот перепад на себя.
В различных схемах используются разные бачки. В схеме с естественной циркуляцией он сообщается с атмосферой и является открытым, устанавливается в самой верхней точке контура. При увеличении напора воды в системе, уровень её в баке будет расти, пока не дойдёт до трубки перелива, соединённой с канализацией.
Так как контур с таким баком сообщается с атмосферой, в нём появляется коррозия, а также жидкость постепенно испаряется с открытой поверхности бачка и нужно отслеживать её уровень.
В закрытой схеме принудительной циркуляции расширительный бак выполнен в виде ёмкости с упругой резиновой мембраной, заполненной с одной стороны сжатым воздухом, а с другой — теплоносителем.
При изменении объёма последнего, воздух сжимается или разряжается, стабилизируя напор в системе.
Регуляторы, клапаны
В небольших зданиях для компенсации перепадов напора достаточно расширительного бачка, но в высотных строениях со сложной конфигурацией отопительной системы приходится прибегать к использованию специальных регуляторов давления. Чувствительная мембрана или поршень измеряют его в месте установки регулятора, а изменение давления производится с помощью силового элемента: груза или пружины. Регуляторы делятся на три типа:
Сброс показателей
Ручной сброс осуществляется с помощью удаления лишнего объёма теплоносителя из сливного крана, а также изменением степени накачки мембраны расширительного бака.
В случае аварийной ситуации, быстро сбросить напор поможет предохранительный клапан сброса. Существуют модели с фиксированным и настраиваемым значениями. Требуемое значение должно быть выше рабочего, но меньше максимально допустимого давления во всём контуре. При превышении установленного уровня, мембрана клапана открывается и излишки теплоносителя сливаются в канализацию.
Измерение с помощью манометров
Манометры представляют собой приборы с круглой шкалой и стрелкой, указывающей на текущее давление. Устанавливаются они в критически важных точках контура через трёхходовой клапан: после котла, на разветвлениях, у насосов, в группе безопасности. При выборе манометра учитывайте его максимальное значение, которое он способен измерить. Слишком большое (например, 50 атм в системе с 4 атм) приведёт к неточным показаниям, а маленькое — может повредить измерительный прибор.
Фото 4. Манометр для измерения давления в системе отопления. Прибор представляет из себя циферблат с нанесенной на него шкалой.
Полезное видео
Посмотрите видео, в котором рассказывается, из-за чего могут наблюдаться скачки давления в системе отопления.
Заключение
Контроль и поддержание давления в системах отопления имеет первостепенное значение. Не так страшно, если недостаточно высокое давление приведёт к плохому обогреву помещений. Куда страшнее, когда его превышение вызовет разрыв радиаторов или трубопровода, что может привести к серьёзным ожогам или затоплению здания. Поэтому безопасность превыше всего. Необходимо соблюдать регламентные процедуры, описанные в СНиП и регулярно обслуживать отопительную систему, если значения напора выходят за установленные нормы. Тогда отопление в доме будет максимально эффективным и безопасным.