Следом за сбоем давления в отопительной системе приходит проблема – падает качество обогрева помещений в доме. Можно, конечно, настроить работу отопления один раз и надолго, но бесконечно долгим этот период не будет. Однажды нормальное давление в системе отопления изменится, причем значительно.
Мы расскажем вам, как держать под контролем физические показатели теплоносителя. У нас вы узнаете, как обеспечить стабильную скорость перемещения нагретой воды по трубопроводу к приборам. Поймете, как получать и поддерживать комфортную температуру в помещениях.
В предложенной к рассмотрению статье подробно изложены причины падения давления в системах закрытого и открытого типа. Приведены эффективные методы балансировки. Представленные к ознакомлению сведения дополнены схемами, пошаговыми инструкциями, фото и видео-руководствами.
В зависимости от действующего принципа движения теплоносителя в теплопроводе контура, в системах отопления главную роль выполняет статическое или динамическое давление.
Статическое давление, называемое также гравитационным, развивается из-за силы притяжения нашей планеты. Чем выше поднимается вода по контуру, тем сильнее ее вес давит на стенки труб.
При подъеме теплоносителя на высоту 10 метров статическое давление составит 1 бар (0,981 атмосферу). На статическое давление рассчитана открытая отопительная система, наибольшая его величина – порядка 1,52 бара (1,5 атмосферы).
Галерея изображений
Динамическое давление в отопительном контуре развивается искусственным путем – . Как правило, на динамическое давление рассчитаны закрытые системы отопления, контур которых образован трубами значительно меньшего диаметра, чем в открытых отопительных системах.
Нормальное значение динамического давления в системе отопления закрытого типа – 2,4 бара или 2,36 атмосферы.
Последствия нестабильности в контурах
Недостаточное или более высокое давление в тепловом контуре одинаково плохо. В первом случае часть радиаторов не будут эффективно обогревать помещения, во втором – нарушится целостность системы отопления, выйдут из строя ее отдельные элементы.
Правильная обвязка позволит подключить котел к отопительному контуру так, как необходимо для качественной работы теплосистемы
Рост динамического давления в отопительном трубопроводе происходит, если:
- теплоноситель слишком перегретый;
- сечение труб недостаточное;
- котел и трубопровод обросли накипью;
- воздушные пробки в системе;
- установлен слишком мощный повысительный насос;
- происходит подпитка водой.
Также повышенное давление в вызывает неверная балансировка кранами (система зарегулирована) или неисправность отдельных регуляторов-клапанов.
Для контроля рабочих параметров в закрытых отопительных контурах и для их автоматической регулировки устанавливается группа безопасности:
Галерея изображений
Давление в отопительном трубопроводе падает по следующим причинам:
- протечка теплоносителя;
- неисправность насоса;
- прорыв мембраны экспанзомата, трещины в стенках обычного расширительного бачка;
- неисправности блока безопасности;
- утечка воды из отопительной системы в подпитывающий контур.
Динамическое давление будет повышенным, если засорены полости труб и радиаторов, если загрязнены фильтры-уловители. В таких ситуациях насос работает с повышенной нагрузкой, а эффективность обогревающего контура снижается. Стандартным итогом превышения значений давления становятся протечки в соединениях и даже разрыв труб.
Параметры давления будут ниже, чем положено для нормального функционала, если в магистраль вмонтирован насос недостаточной мощности. Он не сможет перемещать теплоноситель с требующейся скоростью, значит, в прибор будет поставляться несколько остывшая рабочая среда.
Второй яркий пример падения давления – проток перекрыт краном. Признаком этих проблем служит потеря давления в отдельном сегменте трубопровода, расположенном после препятствия для теплоносителя.
Поскольку во всех тепловых контурах имеются приборы, защищающие от чрезмерного давления (по меньшей мере, ), проблема низкого давления случается значительно чаще. Рассмотрим причины падения и способы повысить давление, а значит улучшить циркуляцию воды, в отопительных системах открытого и закрытого типа.
Давление в открытой системе отопления
В отличие от закрытого теплового контура правильно построенная открытая отопительная система не требует балансировки с годами эксплуатации – она саморегулируемая. Работа котла и статическое давление обеспечивают постоянную циркуляцию воды в системе.
Плотность нагретой воды, следующей по подающему стояку, ниже плотности охлажденного теплоносителя. Горячая вода стремится занять максимально высокую точку контура, а охлажденная – оказаться в самом его низу.
Необходимое для циркуляции воды давление достигается напором в подающем стояке или повысительным насосом (+)
Давление, развиваемое столбом воды в подающем стояке, способствует циркуляции теплоносителя и компенсирует сопротивление, имеющееся в трубопроводе контура. Его вызывает трение воды о внутреннюю поверхность труб, а также местные сопротивления (повороты и ответвления трубопровода, котел, арматура).
Кстати, трубы повышенного диаметра используются для сборки именно с целью снижения трения.
Чтобы понять, как повысить давление в открытой системе отопления, нужно сначала понять принцип достижения циркуляционного напора в тепловом контуре.
Его формула:
Р ц = h (р о -р г),
- Р ц – напор циркуляционный;
- h – вертикальная дистанция между центрами котла и нижнего отопительного радиатора;
- р г – плотность прогретого теплоносителя;
- р о – плотность охлажденного теплоносителя.
Статическое давление будет выше, если расстояние между центральными осями котла и ближайшей к нему батареи будет как можно более значительным. Соответственно, интенсивность циркуляции теплоносителя окажется выше.
Чтобы достичь максимально возможного давления в отопительном контуре, необходимо опустить котел максимально низко – в подвал.
Чем ближе на подающем контуре радиатор к котлу, тем лучше он прогревается. Регуляторы позволяют распределить тепло между всеми радиаторами системы отопления
Вторая причина падения давление в открытой системе отопления связана с ее саморегуляцией. При изменении температуры нагрева теплоносителя меняется интенсивность его расхода. Повышая нагрев воды для теплового контура в холодные зимние дни, хозяева резко снижают ее плотность.
Однако при прохождении через отопительные радиаторы, вода отдает тепло комнатной атмосфере, при этом ее плотность увеличивается. А по формуле, представленной выше, высокая разность плотностей горячей и охлажденной воды способствует наращиванию циркуляционного напора.
Чем сильнее прогрет теплоноситель и чем холоднее в помещениях дома, тем более высоким будет давление в системе. Однако после того как атмосфера помещений прогреется и теплоотдача радиаторов снизится, давление в открытой системе упадет – сократится разница между температурой воды на подаче и на обратке.
Балансировка двухконтурной открытой теплосистемы
Гравитационные отопительные системы выполняются с одним или несколькими контурами. При этом протяженность каждого закольцованного трубопровода по горизонтали не должна превышать 30 м.
Но для достижения оптимального давления и напора в открытой теплоносителя лучше выполнять трубопроводы еще короче – менее 25 м. Тогда воде будет проще бороться с гидравлическим сопротивлением. В контуре с несколькими кольцами, помимо ограничения длины, следует соблюдать условие для отопительных радиаторов – число секций во всех кольцах должно быть примерно равным.
Нехватка давления в открытой двухконтурной тепловой системе происходит из-за ошибок проектировки либо загрязнения трубопровода (+)
Балансировка горизонтальных колец, входящих в вертикальный контур, требуется на этапе проектирования отопительной системы. Если гидравлическое сопротивление какого-либо кольца окажется выше, чем у остальных – статического давления в нем будет недостаточно и напор практически прекратится.
Чтобы поддерживать необходимое давление в двухконтурной отопительной системе, требуется уменьшить сечение труб на подходе к радиаторам. Можно также установить перед радиаторами вентили, выполняющие терморегуляцию (ручные или автоматические).
Сбалансировать двухконтурную систему открытого типа можно:
- Вручную. Запускаем систему отопления, следом меряем температуру атмосферы каждого отапливаемого помещения. Где она выше – прикручиваем вентиль, где ниже – раскручиваем. Чтобы настроить тепловой баланс, придется выполнить температурные замеры и регулировку вентилей несколько раз;
- Используя термостатические вентили. Балансировка происходит практически самостоятельно, нужно только выставить желаемую температуру в каждой комнате на рукоятках вентилей. Каждый такой прибор будет управлять подачей теплоносителя в радиатор сам, увеличивая или уменьшая подачу теплоносителя.
Особенно важно, чтобы величина общего гидравлического сопротивления отопительной системы (всех колец в составе контуров) не оказалась выше значения циркуляционного напора. Иначе прогрев теплоносителя и попытки балансировки системы не улучшат циркуляцию.
Циркуляционный насос для открытой теплосистемы
Случается, что меры по балансировке отопительного контура гравитационной системы эффекта не дают. Не все причины низкого давления решаются настройкой – выбор неверного диаметра труб не исправить без полной реконструкции контура.
Тогда, чтобы повысить давление и улучшить движение воды без значительной переделки отопления, в систему или повысительное насосное устройство. Единственное, что потребует его установка – перенос расширительного бачка или его замена на мембранный экспанзомат (закрытый бачок).
При серьезной спаде давления необходим не циркуляционный, а более мощный повысительный насос. Однако для открытых систем отопления повысительные насосы не подходят, т.к. развивают значительное динамическое давление
Энергопотребление циркуляционных насосов не превышает 100 Вт. Поэтому опасаться, что он вытолкнет теплоноситель из контура, не нужно.
Объем воды в отопительной системе более-менее постоянен, при условии контроля за наполнением открытого контура. Поэтому сколько бы воды циркуляционный насос не протолкнул по контуру перед собой, столько же поступит в него с обратной трубы.
Доводя давление в тепловой системе до необходимого, насос позволит удлинить ее, сократить диаметр трубопровода и достичь баланса контура при высоком гидравлическом сопротивлении.
Давление в закрытой отопительной системе
Установка современного котла, особенно двухконтурного, называется продавцами идеальным решением для домашнего отопления. При качественном монтаже нового котла исправно служит несколько лет, но однажды давление в ней резко или постепенно снижается. Как найти причину низкого динамического давления?
Закрытая отопительная система нуждается в пристальном внимании. Падение или рост давления одинаково опасны для нее. Остаться без отопления зимой — худший кошмар домовладельца.
Галерея изображений
Прежде всего, проверяется и повысительный, и , имеющийся в тепловом контуре. Этот прибор изнашивается быстрее, чем котел, экспанзомат или трубопровод, поэтому его состояние определяется первым. Важно убедиться, что к «молчащему» насосу поступает электропитание и только после предпринимать меры по замене прибора.
Вообще, рациональнее встраивать в отопительный контур два насоса заранее – один в основной трубе, второй в байпасе. Закрытая система отопления не может работать при низком динамическом давлении. Поэтому запасной насос, включенный вовремя, обезопасит дом и трубопровод от промерзания.
Если насос исправен, источник потери давления находится в котле или в системе трубопровода. Котел проверяем последним, сначала – отопительный контур.
Шаги поиска утечки теплоносителя
Самостоятельно обнаружить протечки в системе отопления возможно, если трубы установлены открыто, имеется доступ к кранам и ко всем соединительным элементам. Требуется также снять декоративную обшивку отопительных радиаторов.
Нужно пройти по всему тепловому контуру с фонариком, пристально изучая каждое соединение, каждый элемент системы (обвязку котла тоже). Ищем лужицы воды, влажные пятна на полу, следы высохшей воды, ржавые потеки на трубах, батареях и запорной арматуре.
Берем маленькое зеркало, подсвечиваем фонариком и осматриваем тыльную сторону каждой секции . Если батареи сборные, из чугуна или алюминия – следует осмотреть соединения между секциями. Коррозия, потеки ржавчины – признак протечки, даже если пол сухой под радиатором.
Бывают ситуации, когда давление в контуре падает неторопливо, день ото дня. Причем различимых следов протечки на элементах отопительной системы или на полу совершенно нет. Вернее, протечки есть и их немало, но обнаружить их не получается.
Протекающая вода испаряется на трубе, радиаторе или на поверхности пола, т.е. заметных луж не образуется. Нужно выявить места возможного протекания теплоносителя, подложить под них листы мягкой бумаги – подойдут салфетки или туалетная бумага. Спустя несколько часов проверяем бумагу на влажность. Если мокрая – значит протечка здесь.
Исправность группы безопасности котла заключается не только в работе манометра, предокхранительного клапана и воздухоотводчика. Ни один ее элемент или разъемное соединения не должны течь
В доме, оснащенном частично скрытой системой отопительного трубопровода, найти протечки самостоятельно невозможно. Остается лишь вызывать теплотехников, которые выполнят поиск протечек теплового контура при помощи специального оборудования.
Теплотехнический поиск утечек в отопительной системе выполняется в определенной последовательности. Прежде из контура сливается теплоноситель.
Затем ко всему отопительному трубопроводу или к его отдельным сегментам, оборудованным отсечными кранами, подключается через резьбовое соединение компрессор. В крайнем варианте можно подсоединить к трубопроводу автомобильный насос.
Спустя несколько минут с начала закачки воздуха в тепловой контур, в местах протечек послышится различимый звук выходящего воздуха. Каждый заделанный в стену или пол участок системы отопления с обнаруженной по звуку протечкой необходимо вскрыть от цементной стяжки.
Перепады давления в отопительном котле
Отметим сразу, что определить точную поломку котлового оборудования способен лишь инженер-теплотехник сервисной службы. Т.е. самостоятельно выяснить и, тем более, устранить серьезную поломку, вызвавшую падение давления в отопительном котле, домовладелец не сможет.
Рассмотрим возможные причины «ползучего» изменения давления на котловом манометре, происходящего при внешней исправности котла.
Трещина в теплообменнике. С годами эксплуатации стенки теплообменника в котле могут получить микротрещины. Причины их образования – износ агрегата, ослабления прочности при промывках, опрессовках (гидроудар) или заводской брак. Теплоноситель течет через них и котлу требуется подпитка водой каждые 3-5 дней.
Визуально протечку не обнаружить – вода течет слабо, при включенной горелке накопленная в котле влага испаряется. Требуется замена теплообменника, реже получается его пропаять.
Трехходовый кран идеален для многокольцовых отопительных систем. Однако пропускная способность такого крана прочно связана с тем, насколько часто его будут очищать от загрязнений
Давление растет из-за открытого крана подпитки. На фоне низкого динамического давления в котле и более высокого давления в водопроводе, через подпиточный кран в систему отопления поступает «лишняя» вода. Давление в тепловом контуре нарастает до момента, требующего его сброса через предохранительный клапан котлового агрегата.
Если же напор в водопроводе спадет, теплоноситель отопительного контура передавит ее поступление в котел, тогда в отопительной системе давление снизится. Сходная проблема возникает при неисправном подпиточном кране. Требуется либо закрыть кран, либо заменить его.
Рост давления из-за трехходового клапана. При неисправности клапана, установленного на двухконтурном котле, вода из «хозяйственного» сектора нагрева будет поступать в отопительную систему. Трехходовому клапану требуется чистка или замена.
Показания манометра котла не меняются. Если при изменениях рабочих режимов котла, при росте или снижении температуры в контуре манометр показывает одинаковое давление – он «завис». Т.е. через патрубок в него набилась грязь из отопительной системы. Требуется замена манометра.
Низкое давление из-за расширительного бачка
С в закрытых отопительных системах зачастую происходит такая ситуация: при пуске в режиме отопления резко увеличивается давление по котловому манометру. Если контур целиком заполнен водой – давление нарастает до 3 бар и активируется клапан сброса, сбрасывающий часть воды.
Домовладелец отключает горелку, ждет остывания воды. При этом давление падает до минимума. Следом хозяин пытается затем включить котел. Но агрегат не работает, подает сигнал «авария». Хотя иной раз удается активировать работу двухконтурного котла, если давление не снизится слишком сильно.
Положение экспанзомата рядом с отопительным котлом объясняется его важностью для тепловой системы. За состоянием и исправностью расширительного бака нужно внимательно следить
Остается только попробовать поднять давление, долив в систему воды в «холодном» режиме (с выключенной горелкой) и добившись показаний манометра на уровне 1,2-1,5 бар. Но перезапуск котла происходит с прежним результатом: давление увеличивается; активируется клапан сброса; вода сливается; давление на минимуме; котел не хочет работать.
Причин такой неисправности может быть несколько. Однако частый источник проблемы – . Причем не важно, где он расположен – внутри котла или вне его.
Экспанзомат разделен гибкой мембраной на две части. В одной теплоноситель, в другой газ (обычно – азот) под давлением 1,5 бара. Расширяющаяся при нагреве вода, содержащаяся в тепловом контуре, давит через мембрану на газовый отсек мембранного бачка. Чтобы компенсировать возросшее давление в системе, газ в экспанзомате сжимается.
Спустя годы пользования закрытым отопительным контуром ниппель, через который выполнялась закачка газа в расширительный бачок, начинает протекать. Бывает, что газ сбрасывают сами домовладельцы, не понимающие назначения ниппеля.
В любом варианте событий газа в экспанзомате становится меньше и меньше. Вскоре расширительный бачок уже не способен компенсировать давление расширяющегося теплоносителя в системе, его значения достигают максимума.
На неисправность расширительного бачка закрытая система отопления отреагирует резким взлетом и падением динамического давления
Разберемся, как решить проблему с недостатка газа в экспанзомате. Прежде выключаем котел, если он электрический – от электросети тоже.
Если расширительный бачок встроен в котел, нужно перекрыть доступ воды в оба его контура (или один). Слить воду из котла полностью. Если экспанзомат находится отдельно от котла, нужно «его» фрагмент трубопровода от общей сети и слить воду оттуда.
После взять автомобильный насос, оборудованный манометром (манометр нужен обязательно), присоединить к ниппелю на экспанзомате и накачивать его. Из заблокированного сектора трубопровода (или котла, если бачок в нем) пойдет вода – качаем дальше.
Следим за манометром насоса. Вода перестала вытекать, а давление достигло 1,2-1,5 бар – прекращаем качать воздух.
Остается открыть запорные краны, подпитать контур водой до 1,2-1,5 бар, после включить котел. Система отопления будет работать. Обнаружив, что проблема с давлением вновь появилась спустя время – замените ниппель экспанзомата, он сильно течет.
Отметим, что с бачком может быть другая проблема, более сложная – разрыв мембраны. Тогда накачка воздухом не поможет, придется менять экспанзомат.
Выводы и полезное видео по теме
Ролик #1. Как осуществить балансировку отопительных радиаторов в домашней отопительной системе. Напомним, что без вентилей на каждом отопительном радиаторе сбалансировать систему не получится.
Грамотно сбалансированная отопительная система будет выполнять свои функции несколько лет. Но однажды изменятся характеристики теплоносителя или выйдут из строя ответственные элементы теплового контура. Поэтому слежение за показателями теплоносителя по манометрам необходимо вести постоянно, чтобы своевременно реагировать на перепады давления.
Пишите, пожалуйста, комментарии, если у вас возникли вопросы по теме статьи. Ждем ваших рассказов о собственном опыте в нормализации давления в отопительном контуре. Мы и посетители сайта готовы обсудить спорные моменты в расположенном под текстом статьи блоке.
Любая отопительная схема функционирует при определенных значениях напора и температуры теплоносителя, которые рассчитываются еще на этапе ее проектирования. Однако в процессе эксплуатации возможны ситуации, когда перепад давления в системе отопления отклоняется от нормативного уровня в большую или меньшую сторону и, как правило, требует корректирования для обеспечения эффективности, а в ряде случаев и безопасности.
Рабочее давление в системе теплоснабжения
Рабочим считается давление, величина которого обеспечивает оптимальную работу всего отопительного оборудования (в т.ч. источника отопления, насоса, расширительного бака). При этом оно принимается равным сумме давлений:
- статического – создается столбом воды в системе (в расчетах принимается соотношение: 1 атмосфера (0,1 МПа) на 10 метров);
- динамического – обусловлено работой циркуляционного насоса и конвективным движением теплоносителя при его нагреве.
Понятно, что в разных схемах отопления величина рабочего напора будет отличаться. Так, если для теплоснабжения дома предусмотрена естественная циркуляция теплоносителя (применимо для индивидуального малоэтажного строительства), его значение превысит показатель статического лишь на незначительную величину. В принудительных же схемах его принимают максимально допустимым для обеспечения более высокого КПД.
Следует иметь в виду, что предельные показатели рабочего давления определяются характеристиками элементов системы отопления. К примеру, при использовании чугунных радиаторов оно не должно превышать 0,6 МПа.
Численно величина рабочего напора составляет:
- для одноэтажных строений с открытой схемой и естественной циркуляцией воды–0,1 МПа (1 атмосфера) на каждые 10 м столба жидкости;
- для малоэтажных зданий с закрытой схемой – 0,2-0,4 МПа;
- для многоэтажных домов – до 1 МПа.
Контроль рабочего давления в отопительных схемах
Для нормального безаварийного функционирования системы теплоснабжения необходимо регулярно контролировать величину температуры и напора теплоносителя.
Для проверки последнего обычно применяют деформационные манометры с трубкой Бурдона. Для измерения давлений малой величины могут использоваться их разновидности – диафрагменные приборы.
Необходимо помнить, что после гидроударов такие модели требуется поверять, т.к. они будут показывать завышенные значения при последующих контрольных измерениях.
Рисунок 1 – Деформационный манометр с трубкой Бурдона
В системах, где предусмотрены автоматический контроль и регулирование давления дополнительно используются различные типы датчиков (к примеру, электроконтактные).
Размещение манометров (точки врезки) определяются нормативами: приборы должны быть установлена на наиболее важных участках системы:
- на входе и выходе источника отопления;
- до и после насоса, фильтров, грязевиков, регуляторов давления (при их наличии);
- на выходе магистрали от ТЭЦ или котельной и на вводе ее в здание (при централизованной схеме).
Не стоит пренебрегать этими рекомендациями даже при проектировании небольшого отопительного контура с использованием маломощного котла, т.к. это не только обеспечивает безопасность системы, но и ее экономичность за счет оптимального расхода воды и топлива.
Рисунок 2 – Участок отопительной схемы с установленными манометрами
Для возможности обнуления, продувки и замены приборов без остановки работы системы подключать их рекомендуется через трехходовые краны.
Перепад давления и его значение для функционирования системы отопления
Для оптимального функционирования любой отопительной схемы необходим стабильный и определенной величины перепад давлений, т.е. разность его значений на подаче теплоносителя и обратке. Как правило, она должна составлять 0,1-0,2 МПа.
Если данный показатель меньше, это свидетельствует о нарушении движения теплоносителя по трубопроводам, в результате чего вода проходит через радиаторы, не нагревая их в требуемой степени.
В случае превышения величины перепада указанного выше значения можно говорить о «застое» системы, одной из причин которого является завоздушивание.
Следует отметить, что резкие изменения напора негативно сказываются на работоспособности отдельных элементов отопительной схемы, зачастую выводя их из строя.
Способы регулирования рабочего давления и обеспечения стабильности его перепада на подаче и обратке
Поиск причин падения и повышения перепада давления
Отклонение давления в большую или меньшую сторону от нормативного требует установления причины этого явления и ее устранения.
Падение давления в схеме теплоснабжения
Если падает давление в системе отопления, то с большей долей вероятности можно говорить об утечке теплоносителя. Наиболее уязвимыми являются имеющиеся швы, стыки и соединения.
Для проверки этого отключают насос и следят за изменениями статического давления. При продолжающемся снижении напора необходимо найти поврежденный участок. Для этого рекомендуется последовательно отключать различные участки контура, а после определения точного места, производят ремонт или замену изношенных элементов.
Если же статическое давление остается стабильным, причина снижения напора связана с неисправностью или насоса, или отопительного оборудования.
Следует иметь в виду, что кратковременное падение давления может быть обусловлено особенностью работы регулятора, который с определенной периодичностью перепускает часть воды из подачи в обратку. В случае, когда радиаторы отопления прогреваются равномерно и до требуемой температуры, можно говорить, что перепад был связан с указанным выше циклом.
Среди других возможных причин можно назвать:
- удаление воздуха через воздушники, в результате чего уменьшается объем теплоносителя в системе;
- снижение температуры воды.
Повышение давления в системе
Подобная ситуация наблюдается при замедлении или остановке движения теплоносителя в отопительном контуре. Наиболее вероятными причинами этого являются:
- возникновение воздушной пробки;
- загрязнение фильтров и грязевиков;
- особенности функционирования регулятора давления или неправильная настройка его работы;
- постоянная подпитка теплоносителя вследствие сбоя автоматики или некорректно отрегулированных задвижек на подаче и обратке.
Нужно отметить, что нестабильность давления наиболее часто отмечается во вновь запущенных системах и связана с постепенным удалением воздуха. Это может считаться нормой, если после доведения объема теплоносителя и давления до рабочих значений, которое продолжается от нескольких дней до нескольких недель, никакие отклонения не фиксируются. В противном случае следует говорить о неправильно произведенном гидравлическом расчете, в частности, принятом объеме расширительного бака.
otopleniex.ru
Перепад давления в системе отопления: необходимый для циркуляции минимум
В статье мы затронем проблемы, связанные с давлением и диагностируемые манометром. Мы построим ее в форме ответов на часто задаваемые вопросы. Обсуждаться будет не только перепад между подачей и обраткой в элеваторном узле, но и падение давления в системе отопления закрытого типа, принцип работы расширительного бака и многое другое.
Давление - не менее важный параметр отопления, чем температура.
Центральное отопление
Как работает элеваторный узел
На входе элеватора стоят задвижки, отсекающие его от теплотрассы. По их ближним к стене дома фланцам проходит раздел зон ответственности между жилищниками и поставщиками тепла. Вторая пара задвижек отсекает элеватор от дома.
Подающий трубопровод всегда вверху, обратка - внизу. Сердце элеваторного узла - узел смешения, в котором расположено сопло. Струя более горячей воды из подающего трубопровода вливается в воду из обратного, вовлекая ее в повторный цикл циркуляции через контур отопления.
Регулируя диаметр отверстия в сопле, можно менять температуру смеси, поступающей в батареи отопления.
Строго говоря, элеватор - не помещение с трубами, а вот этот узел. В нем вода с подачи смешивается с водой обратного трубопровода.
Какой перепад между подающим и обратным трубопроводами трассы
- В штатном режиме работы он составляет около 2-2,5 атмосфер. Типично в дом поступает 6-7 кгс/см2 на подаче и 3,5-4,5 на обратке.
Обратите внимание: на выходе из ТЭЦ и котельной перепад больше. Его снижают как потери за счет гидравлического сопротивления трасс, так и потребители, каждый из которых представляет собой, упрощенно говоря, перемычку между обеими трубами.
- Во время испытаний на плотность насосы накачивают в оба трубопровода не менее 10 атмосфер. Испытания проводятся холодной водой при перекрытых входных задвижках всех подключенных к трассе элеваторов.
Какой перепад в системе отопления
Перепад на трассе и перепад в системе отопления - две абсолютно разные вещи. Если давление обратки до и после элеватора не отличается, то вместо подачи в дом поступает смесь, давление которой превышает показания манометра на обратке всего на 0,2- 0,3 кгс/см2. Это соответствует перепаду высоты в 2-3 метра.
Этот перепад тратится на преодоление гидравлического сопротивления розливов, стояков и отопительных приборов. Сопротивление определяется диаметром каналов, по которым движется вода.
Какого диаметра должны быть стояки, розливы и подводки к радиаторам в многоквартирном доме
Точные значения определяются гидравлическим расчетом.
В большинстве современных домов применяются следующие сечения:
- Розливы отопления делаются из трубы ДУ50 - ДУ80.
- Для стояков используется труба ДУ20 - ДУ25.
- Подводка к радиатору делается либо равной диаметру стояка, либо на шаг тоньше.
Нюанс: занижать диаметр подводки относительно стояка при монтаже отопления своими руками можно только при наличии перемычки перед радиатором. Причем врезана она должна быть в более толстую трубу.
На фото - более здравое решение. Диаметр подводки не занижен.
Что делать, если температура обратного трубопровода слишком мала
В таких случаях:
- Рассверливается сопло. Его новый диаметр согласуется с поставщиком тепла. Увеличенный диаметр не только поднимет температуру смеси, он увеличит и перепад. Циркуляция через отопительный контур ускорится.
- При катастрофической нехватке тепла элеватор разбирается, сопло изымается, а подсос (труба, соединяющая подачу с обраткой) глушится. В систему отопления поступает вода из подающего трубопровода напрямую. Температура и перепад давлений резко увеличиваются.
Обратите внимание: это крайняя мера, на которую можно пойти только при риске разморозки отопления. Для нормальной работы ТЭЦ и котельных важна фиксированная температура обратки; заглушив подсос и сняв сопло, мы поднимем ее как минимум на 15-20 градусов.
Что делать, если температура обратки слишком велика
- Штатная мера - заварить сопло и рассверлить его заново, уже меньшим диаметром.
- Когда нужно срочное решение без остановки отопления - перепад на входе в элеватор уменьшается с помощью запорной арматуры. Это можно сделать входной задвижкой на обратке, контролируя процесс по манометру. У этого решения есть три недостатка:
- Давление в системе отопления вырастет. Мы ведь ограничиваем отток воды; нижнее давление в системе станет ближе к давлению подачи.
- Износ щечек и штока задвижки резко ускорится: они будут находиться в турбулентном потоке горячей воды с взвесями.
- Всегда есть вероятность падения изношенных щечек. Если они полностью перекроют воду, отопление (прежде всего подъездное) будет разморожено в течение двух-трех часов.
Давление контролируется по манометру на обратке. Перепад уменьшается до 0,5-1 кгс/см2, не меньше.
Зачем нужно большое давление в трассе
Действительно, в частных домах с автономными системами отопления используется избыточное давление всего в 1,5 атмосферы. И, разумеется, большее давление означает, куда большие расходы на более прочные трубы и питание нагнетающих насосов.
Необходимость в большем давлении связана с этажностью многоквартирных домов. Да, для циркуляции нужен минимальный перепад; но ведь воду нужно поднять до уровня перемычки между стояками. Каждая атмосфера избыточного давления соответствует водяному столбу в 10 метров.
Зная давление в трассе, нетрудно вычислить максимальную высоту дома, который может быть отоплен без применения дополнительных насосов. Инструкция по расчету проста: 10 метров умножаются на давление обратки. Давление обратного трубопровода в 4,5 кгс/см2 соответствует водяному столбу в 45 метров, что при высоте одного этажа в 3 метра даст нам 15 этажей.
К слову, горячее водоснабжение подается в многоквартирных домах из того же элеватора - с подачи (при температуре воды не выше 90 С) или обратки. При недостатке давления верхние этажи останутся без воды.
Автономное отопление
Зачем нужен расширительный бачок
Расширительный бак отопления вмещает избыток расширившегося теплоносителя при его нагреве. Без расширительного бака давление может превысить прочность трубы на разрыв. Бак состоит и стальной бочки и мембраны из резины, которая отделяет воздух от воды.
Воздух, в отличие от жидкостей, хорошо сжимается; при увеличении объема теплоносителя на 5% давление в контуре благодаря воздушной емкости вырастет незначительно.
Объем бака обычно берется примерно равным 10% общего объема отопительной системы. Цена этого устройства невелика, так что покупка не будет разорительной.
Правильный монтаж бачка - подводкой вверх. Тогда в него не попадет лишний воздух.
Почему в закрытом контуре уменьшается давление
Почему падает давление в системе отопления закрытого типа?
Ведь воде некуда деться!
- При наличии в системе автоматических воздушников через них будет выходить растворенный на момент заполнения в воде воздух. Да, он составляет небольшую часть объема теплоносителя; но ведь большого изменения объема и не нужно, чтобы манометр отметил изменения.
- Пластиковые и металлопластиковые трубы могут незначительно деформироваться под влиянием давления. В сочетании с высокой температурой воды этот процесс ускорится.
- В системе отопления падает давление при снижении температуры теплоносителя. Тепловое расширение, помните?
- Наконец, незначительные утечки легко увидеть лишь в централизованном отоплении по ржавым следам. Вода в замкнутом контуре не столь богата железом, да и трубы в частном доме чаще всего не стальные; поэтому увидеть следы мелких течей в том случае, если вода успевает испаряться, почти невозможно.
Чем опасно падение давления в замкнутом контуре
Выходом из строя котла. В старых моделях без термоконтроля - вплоть до взрыва. В современных старших моделях часто присутствует автоматический контроль не только температуры, но и давления: когда оно падает ниже порогового значения, котел сообщает о неполадке.
В любом случае лучше поддерживать давление в контуре на уровне примерно полутора атмосфер.
Последствия взрыва отопительного котла.
Как замедлить падение давления
Чтобы не подпитывать систему отопления раз за разом каждый день, поможет простая мера: поставьте второй расширительный бак большего объема.
Внутренние объемы нескольких бачков суммируются; чем больше суммарное количество воздуха в них - тем меньшее падение давления вызовет уменьшение объема теплоносителя на, скажем, 10 миллилитров в сутки.
Несколько расширительных бачков можно подключить параллельно.
Где поставить расширительный бак
В общем-то, большой разницы для мембранного бака нет: он может быть подключен в любой части контура. Производители, однако, рекомендуют подключать его там, где течение воды максимально близко к ламинарному. При наличии в системе циркуляционного насоса отопления бачок можно смонтировать на прямом участке трубы перед ним.
Заключение
Надеемся, что интересовавший вас вопрос не остался без внимания. Если это не так - возможно, нужный ответ вы сможете найти в видео в конце статьи. Теплых зим!
otoplenie-gid.ru
Перепад давления в системе отопления: функции, значения, методы регулировки
За счет чего создается перепад давлений в системах отопления и водоснабжения? Для чего он нужен? Как регулировать перепад? В силу каких причин в системе отопления падает давление? В статье мы постараемся ответить на эти вопросы.
Тепловой узел дома. Его работа невозможна без разницы давлений между нитками теплотрассы.
Функции
Для начала выясним, зачем создается перепад. Его главная функция - обеспечение циркуляции теплоносителя. Вода всегда будет двигаться из точки с большим давлением в точку, где давление меньше. Чем больше перепад - чем больше скорость.
Полезно: ограничивающим фактором становится растущее с увеличением скорости потока гидравлическое сопротивление.
Кроме того, перепад искусственно создается между циркуляционными врезками горячего водоснабжения в одну нитку (подачу или обратку).
Циркуляция в данном случае выполняет две функции:
- Обеспечивает стабильно высокую температуру полотенцесушителей, которые во всех современных домах размыкают собой один из соединенных попарно стояков ГВС.
- Гарантирует быстрое поступление горячей воды к смесителю вне зависимости от времени суток и водоразбора по стояку. В старых домах без циркуляционных врезок воду по утрам приходится подолгу сливать до ее нагрева.
Наконец, перепад создается современными приборами учета расхода воды и тепла.
Электронный теплосчетчик.
Как и для чего? Для ответа на этот вопрос нужно отослать читателя к закону Бернулли, согласно которому статическое давление потока обратно пропорционально скорости его движения.
Это дает нам возможность сконструировать прибор, регистрирующий расход воды без использования ненадежных крыльчаток:
- Пропускаем поток через переход сечения.
- Регистрируем давления в узкой части счетчика и в основной трубе.
Зная давления и диаметры, при помощи электроники можно рассчитывать в реальном времени скорость потока и расход воды; при использовании же термодатчиков на входе и выходе из контура отопления несложно вычислить количество оставшегося в системе отопления тепла. Заодно по разнице расхода на подающем и обратном трубопроводах рассчитывается потребление горячей воды.
Создание перепада
Как создается перепад давлений?
Элеватор
Главный элемент системы отопления многоквартирного дома - элеваторный узел. Его сердцем является сам элеватор - невзрачная чугунная трубка с тремя фланцами и соплом внутри.Прежде, чем объяснить принцип работы элеватора, стоит упомянуть одну из проблем центрального отопления.
Существует такое понятие, как температурный график - таблица зависимости температур трасс подачи и обратки от погодных условий. Приведем небольшую выдержку из него.
| Температура наружного воздуха, С | Подача, С | Обратка, С |
| +5 | 65 | 42,55 |
| 0 | 66,39 | 40,99 |
| -5 | 65,6 | 51,6 |
| -10 | 76,62 | 48,57 |
| -15 | 96,55 | 52,11 |
| -20 | 106,31 | 55,52 |
Отклонения от графика в большую и меньшую сторону одинаково нежелательны. В первом случае в квартирах будет холодно, во втором - резко растут затраты энергоносителя на ТЭЦ или котельной.
Открытое в морозы окно означает увеличение расходов для энергетиков.
При этом, как легко заметить, разброс между подачей и обратным трубопроводом достаточно велик. При циркуляции, достаточно медленной для такой дельты температур, температура отопительных приборов будет распределена неравномерно. Жители квартир, чьи батареи подключены к стоякам подачи, будут страдать от жары, а владельцы радиаторов на обратке - мерзнуть.
Элеватор обеспечивает частичную рециркуляцию теплоносителя из обратного трубопровода. Впрыскивая через сопло быструю струю горячей воды, он в полном соответствии с законом Бернулли создает быстрый поток с низким статическим давлением, который затягивает дополнительную массу воды через подсос.
Температура смеси заметно ниже, чем у подачи, и несколько выше, чем на обратном трубопроводе. Скорость циркуляции оказывается высокой, а разница температур между батареями - минимальной.
Схема работы элеватора.
Подпорная шайба
Это несложное приспособление представляет собой диск из стали толщиной не менее миллиметра с просверленным в нем отверстием. Оно ставится на фланец элеваторного узла между циркуляционными врезками. Шайбы ставятся и на подающем, и на обратном трубопроводе.
Важно: для нормальной работы элеваторного узла диаметр отверстий подпорных шайб должен быть больше диаметра сопла. Обычно разница составляет 1-2 миллиметра.
Циркуляционный насос
В автономных системах отопления напор создается одним или несколькими (по числу независимых контуров) циркуляционными насосами. Наиболее распространенные устройства - с мокрым ротором - представляют собой конструкцию с общим валом для крыльчатки и ротора электромотора. Теплоноситель выполняет функции охлаждения и смазки подшипников.
Циркуляционный насос с мокрым ротором.
Значения
Каков перепад давлений между разными участками отопительной системы?
- Между подающей и обратной нитками теплотрассы он составляет примерно 20 - 30 метров, или 2 - 3 кгс/см2.
Справка: избыточное давление в одну атмосферу поднимает водяной столб на высоту 10 метров.
- Перепад между смесью после элеватора и обратным трубопроводом - всего 2 метра, или 0,2 кгс/см2.
- Перепад на подпорной шайбе между циркуляционными врезками элеваторного узла редко превышает 1 метр.
- Напор, создаваемый циркуляционным насосом с мокрым ротором, обычно варьируется от 2 до 6 метров (0,2 - 0,6 кгс/см2).
Этот насос создает напор в 3, 5 и 6 метров в зависимости от выбранного режима.
Регулировка
Как отрегулировать напор в элеваторном узле?
Подпорная шайба
Если быть точным, в случае подпорной шайбы требуется не регулировка напора, а периодическая замена шайбы на аналогичнуюиз-за абразивного износа тонкого стального листа в технической воде. Как своими руками заменить шайбу?
Инструкция, в общем, довольно проста:
- Все задвижки или вентиля в элеваторе перекрываются.
- Открывается по одному сброснику на обратке и подаче для осушения узла.
- Раскручиваются болты на фланце.
- Вместо старой шайбы устанавливается новая, снабженная парой прокладок - по одной с каждой стороны.
Совет: в отсутствие паронита шайбы вырезаются из старой автомобильной камеры. Не забудьте вырезать ушко, которое позволит завести шайбу в паз фланца.
- Болты стягиваются попарно, крест-накрест. После того, как прокладки прижаты, гайки закручиваются до упора не более чем на пол-оборота за раз. Если поспешить, неравномерное сжатие рано или поздно приведет к тому, что прокладку вырвет давлением с одной стороны фланца.
Система отопления
Перепад между смесью и обраткой штатно регулируется только заменой, завариванием или рассверливанием сопла. Однако иногда возникает необходимость убрать перепад, не останавливая отопления (как правило, при серьезных отклонениях от температурного графика в пик холодов).
Это делается регулировкой входной задвижки на обратном трубопроводе; тем самым мы убираем перепад между прямой и обратной нитками и, соответственно, между смесью и обраткой.
Для регулировки используется нижняя задвижка под номером 1.
- Замеряем давление на подаче после входной задвижки.
- Переключаем ГВС на подающую нитку.
- Вкручиваем манометр в сбросник на обратке.
- Полностью закрываем входную обратную задвижку и потом постепенно открываем ее до тех пор, пока перепад не уменьшится от первоначального на 0,2 кгс/см2. Манипуляция с закрытием и последующим открытием задвижки нужна для того, чтобы ее щечки максимально опустились на штоке. Если просто прикрыть задвижку, щечки могут просесть в дальнейшем; цена смехотворной экономии времени - как минимум размороженное подъездное отопление.
- Температура обратного трубопровода контролируется с интервалом в сутки. При необходимости ее дальнейшего снижения перепад убирается по 0,2 атмосферы за раз.
Давление в автономном контуре
Непосредственное значение слова «перепад» - изменение уровня, падение. В рамках статьи мы затронем и его. Итак, почему падает давление в системе отопления, если она представляет собой замкнутый контур?
Для начала вспомним: вода практически несжимаема.
Избыточное давление в контуре создается за счет двух факторов:
- Наличия в системе мембранного расширительного бака с его воздушной подушкой.
Устройство мембранного расширительного бачка.
- Упругости труб и радиаторов отопления. Их эластичность стремится к нулю, но при значительной площади внутренней поверхности контура этот фактор тоже сказывается на внутреннем давлении.
С практической стороны это означает, что регистрируемое манометром падение давления в системе отопления обычно вызвано крайне незначительным изменением объема контура или уменьшением количества теплоносителя.
А вот возможный список того и другого:
- При нагреве полипропилен расширяется сильнее, чем вода. При запуске собранной из полипропилена системы отопления давление в ней может незначительно упасть.
- Многие материалы (в том числе алюминий) достаточно пластичны для того, чтобы при длительном воздействии умеренных давлений менять форму. Алюминиевые радиаторы могут просто-напросто раздуваться со временем.
- Растворенные в воде газы постепенно покидают контур через воздухоотводчик, влияя на реальный объем воды в нем.
- Значительный нагрев теплоносителя при заниженном объеме расширительного бака отопления может вызывать срабатывание предохранительного клапана.
Наконец, нельзя исключать и вполне реальные неисправности: незначительные течи по стыкам секций и швам сварки, травящий ниппель расширительного бака и микротрещины в теплообменнике котла.
На фото - межсекционная течь на чугунном радиаторе. Зачастую ее можно заметить лишь по следам ржавчины.
Заключение
Надеемся, что нам удалось ответить на накопившиеся у читателя вопросы. Прикрепленное к статье видео, как обычно, предложит его вниманию дополнительные тематические материалы. Успехов!
Page 2
Какое рабочее давление в системе отопления многоквартирного дома считается нормой? Каким может быть его максимальное значение? Какие параметры лучше выставить для автономной системы? Эта статья - о давлении и его влиянии на работу отопительных систем.
Распределение температур и давлений в элеваторном узле многоквартирного дома.
Как все устроено
Прежде, чем выяснять, какое давление в системе отопления считается штатным, познакомимся с устройством этих систем.
Автономные системы
В первом случае теплоноситель приводится в движение изменением плотности при нагреве: более теплые массы вытесняются из котла в верхнюю часть контура более холодными и, проходя радиаторы, отдают им избыточное тепло. Создаваемый расширением напор крайне незначителен и обычно измеряется в десятых долях метра; соответственно, циркуляция не отличается высокой скоростью.
Во втором случае теплоноситель заставляет двигаться маломощный насос. Он создает напор от одного до шести-восьми метров, что резко ускоряет движение воды или водно-гликолевой смеси в контуре.
Циркуляционный насос.
Справка: метр напора соответствует давлению в 0,1 кгс/см2 (1/10 атмосферы).
Автономные отопительные системы делятся еще по одному признаку: они могут быть открытыми и закрытыми.
- Открытый контур сообщается с атмосферным воздухом посредством открытого расширительного бака. Соответственно, давление воды в системе отопления соответствует высоте водяного столба над точкой измерения. Если уровень воды в расширительном баке на 3 метра выше уровня розлива, давление в розливе будет равно 0,3 атмосферы.
- Закрытый контур с атмосферой не сообщается, что порождает ряд проблем с компенсацией расширения теплоносителя при нагреве. Для их решения используется расширительный бак мембранного типа - емкость, часть объем которой занимает воздух, отделенный от воды упругой резиновой мембраной. Кроме того, система комплектуется предохранительным клапаном: он сбрасывает избыток теплоносителя при переполнении бака.
Для закрытой системы отопления различают два связанных с давлением параметра.
Справка: гидростатическое давление в системе отопления частного дома опять-таки соответствует высоте водяного столба и берется равным 10% его высоты в метрах.
- Давление срабатывания предохранительного клапана. Обычно оно выставляется на уровне 2,5 кгс/см2.
Группа безопасности для автономного отопления включает расширительный бак, предохранительный клапан, манометр и автоматический воздушник.
Текущее статическое давление в системе отопления при ее работе определяется как количеством воды в ней, так и ее температурой. При нагреве манометр по понятным причинам начинает показывать большие значения.
ЦО
Как работает система центрального отопления?
По подающей нитке теплотрассы в дом поступает нагретая ТЭЦ или котельной вода. По обратной нитке она возвращается обратно, отдав часть тепла. Вода в контуре приводится в движение перепадом давлений между нитками.
Центральное отопления работает благодаря перепаду давлений между нитками трассы.
Температура воды в подающем трубопроводе зависит от текущей уличной и связана с ней, так называемым температурным графиком. Вот пример такого графика.
Температура обратного трубопровода тоже жестко регламентирована и при максимальном значении на подаче должна быть равна +70 С. Заниженная температура обратки означает, что дом недополучает тепло; завышенная - что энергетики несут избыточные расходы.
Однако, как легко заметить, перепад температур между подачей и обраткой слишком велик для нормальной работы отопления. При таком режиме радиаторы на подающих стояках будут перегреты, а на обратных - с трудом обеспечат квартиры теплом.
Проблема решается оригинальной конструкцией так называемого элеваторного, или теплового узла. Его основной узел - элеватор - представляет собой тройник с вставленным в него соплом. Находящаяся под большим давлением и более горячая вода подачи поступает через сопло и вовлекает часть более холодной воды из обратки через подсос в повторный цикл циркуляции.
Схема работы элеватора.
Благодаря этой тонкости в контуре оборачивается большая масса воды с более стабильной температурой. Приведем еще один температурный график для того же диапазона уличных температур, но уже для поступающей непосредственно в батареи смеси.
Помимо отопления, элеваторный узел обеспечивает дом горячей водой.
В старых домах присутствовали лишь две врезки водоснабжения:
- На подаче (между входной задвижкой и элеватором).
- На обратке (между входной задвижкой и подсосом).
Такими тепловые узлы были до 70 годов.
То, откуда запитано ГВС, зависит от текущей температуры подачи. При 90С и ниже горячая вода отбирается с подающего трубопровода, при более высоких температурах - с обратного.
Главный недостаток такой схемы - в том, что в отсутствие водоразбора вода не циркулирует, и до ее нагрева приходится сливать через смеситель несколько десятков литров.
Кроме того: полотенцесушители в старых домах способна нагреваться только при водоразборе в квартире. Они размыкают собой подводку.
Примерно с 70-80 годов прошлого века элеваторные узлы обзавелись циркуляционными врезками: и на подаче, и на обратке появилось по две задвижки ГВС. Режимы циркуляции «из подачи в подачу» и «из обратки в обратку» обеспечиваются подпорными шайбами на фланцах между врезками. Диаметр шайбы - примерно на миллиметр больше, чем у сопла элеватора.
На каждой нитке - по две врезки ГВС.
Что показывает манометр
Так какое давление в системе отопления многоэтажного дома считается нормой?
И что при этом творится в теплотрассе?
- Летом, вне отопительного сезона, статическое давление системы отопления соответствует высоте водяного столба. Для десятиэтажки оно примерно равно 3 кгс/см2, для пятиэтажки - 1,5 кгс/см2.
- При открытых домовых задвижках и штатной работе элеваторного узла давление в системах отопления практически выравнивается по обратному трубопроводу и в норме равно 3 - 4 кгс/см2.
Манометр на фото показывает 3,8 кгс/см2. Значение вполне штатное.
Позвольте, но ведь избыточное давление в трубах отопления необходимо для циркуляции в них. Как же так: контур выравнивается по обратке, но все равно циркулирует?
Все очень просто: после элеватора манометр покажет лишь на 2 метра (0,2 атмосферы) больше, чем на обратном трубопроводе. Да - да, перепад всего в 2 метра приводит в движение весь теплоноситель в огромном доме с сотнями радиаторов.
А что с подпорными шайбами? Какой перепад создается на них?
Еще меньше - от полуметра до метра. И его вполне достаточно: ведь благодаря более сложной конфигурации потери давления в системе отопления куда больше, чем в стояках ГВС.
Что же до трассы, то для нее в отопительный сезон нормой считаются примерно 8 атмосфер на подаче и 3 на обратке. Однако гидравлическое сопротивление труб и подключенные к трассе ближе к ТЭЦ дома гасят перепад, и до удаленных районов теплоноситель может доходить с параметрами 6/3,5 и даже 5/4 кгс/см2.
Наконец, главный вопрос: зачем давление в системе отопления? Ведь при заполненной системе теплоноситель в любом случае будет циркулировать, не так ли?
Без избыточного давления водяной столб не может подняться выше тех самых 10 метров. В многоквартирном доме выше 3 этажей отопление просто не будет работать.
Кроме того, есть еще пара тонкостей.
- Рано или поздно контур придется сбрасывать и заполнять. Без избыточного давления это сделать проблематично.
- Нельзя забывать и про горячее водоснабжение. Оно питается от тех же теплотрасс. Без напора горячая вода не попадет к смесителю.
Для работы смесителя необходимо избыточное давление в водопроводе.
ГВС
Какое давление должно быть в системе отопления - мы вроде бы разобрались.
А что покажет манометр в системе ГВС?
- При нагреве холодной воды бойлером или проточным нагревателем давление горячей воды будет в точности равно давлению в магистрали ХВС за вычетом потерь на преодоление гидравлического сопротивления труб.
- При запитке ГВС от обратного трубопровода элеватора перед смесителем будут те же 3-4 атмосферы, что и на обратке.
- А вот при подключении ГВС с подачи давление в шлангах смесителя может достигать внушительных 6-7 кгс/см2.
Практическое следствие: при установке кухонного смесителя своими руками лучше не полениться и установить перед шлангами пару вентилей. Их цена начинается от полутора сотен рублей за штуку.
Эта нехитрая инструкция даст вам возможность при порыве шлангов оперативно перекрыть воду и не страдать от ее полного отсутствия во всей квартире во время ремонта.
Вентиля позволят оперативно перекрыть воду при проблемах с шлангами.
Заключение
Надеемся, что наш материал окажется полезным читателю. Дополнительную информацию о том, как работает система отопления, и какую роль в ее работе выполняют перепады давления, можно найти в прикрепленном видео. Успехов!
gidroguru.com
Перепад давления между подачей и обраткой в системе отопления
Перепад давления при отоплении правильное функционирование системы
Зачастую нормальное функционирование гидравлической системы подачи воды, сантехнического оборудования, устройств и узлов, комфортное принятие ванны и осуществление иных гигиенических процедур зависит от оптимального давления. Большинство обывателей полагают, что работа системы заключается в простой подаче жидкости, стоит только открыть кран. В реальности эта система представляет достаточно сложную систему коммуникаций со своими техническими параметрами и характеристиками. Например, перепад напряжения при отоплении очень частое явление, иногда даже взрываются трубы.
Определение оптимального давления отопления
Параметром измерения уровня давления является 1 атмосфера или 1 бар, по своему значению они очень близки. Оптимальное давление воды в центральных городских магистралях регулируется специальными правилам, строительными нормативами (СНиП).
Такой средний показатель составляет 4 атмосферы. Узнать в отоплении перепад можно по приборам специализированного учета водного потребления. Данные параметры могут колебаться в диапазоне от 3 до 7 Бар. Следует помнить, что приближение уровня давления к максимальной отметке (7 и выше атмосфер) может негативно сказаться на работе высокочувствительной бытовой техники, сбоям в работе и даже поломкам. В этом случае также возможно повреждение трубопроводных соединений и вентилей, изготовленных их керамики.
Для избегания подобных неприятностей, как перепад, необходима установка и подключение к центральной водопроводной магистрали соответствующего сантехнического оборудования, способное выдержать скачки водяного напряжения, так называемые гидротехнические удары, с соответствующим прочностным резервом.
Таким образом, желательна установка смесителей, кранов, труб и иных водопроводных элементов, способных выдерживать давление в 6 атмосфер, а при сезонной опрессовке водопроводной магистрали – 10 Бар.
Влияние водяного давления на работу системы
Приобретая соответствующее сантехническое оборудование или бытовую технику, подключаемую к системе водопровода, нужно заранее ознакомиться с их техническими характеристиками. Одним из параметров является оптимальный уровень давления, при котором устройства будут работать в нормальном режиме, и перепад не будет наблюдаться.
Если в отоплении перепад происходит, то начинаются проблемы с обогревом помещения. Таким показателем для стиральных и посудомоечных машин считается давление в 2 атмосферы. Однако для ванн с автоматикой и поливочного оборудования для огорода или сада такое значение составляет уже 4 атмосферы.
Минимальный показатель водяного давления для водопроводных сетей автономного режима в частных домах должен быть не менее 1,5 – 2 атмосферы. При этом необходимо учесть, что к источнику водоснабжения может быть подключено несколько объектов потребления воды одновременно.
Также, создание необходимого напора воды особо актуально для частных домовладельцев на случай возникновения пожароопасной ситуации.
Регулировка давления в отоплении
В многоквартирных домах основной проблемой, связанной с функционированием водопровода, является маленький напор воды. Особенно это имеет важное значение для квартирантов верхних этажей и частных домовладельцев. При слабой подаче воды плохо работает бытовая техника – стиральные и посудомоечные машины, ванны со встроенной автоматикой, поливочная техника.
Повысить в отоплении перепад напряжения:
- установка и монтаж насосного оборудования, которое повышает интенсивность поступаемого водяного потока;
- оборудование специальной насосной станции, установление бака – накопителя.
Выбор способа увеличения водяного напряжения осуществляется с учетом потребностей в определенном суточном объеме подаваемой воды ее потребителем и лиц, проживающих с ним.
Врезка насосного оборудования для увеличения напора подачи воды в квартиру осуществляется в систему холодного водоснабжения, после чего производится его регулировка.
Для повышения водяного напряжения в отдельных узлах автономного водопровода можно установить дополнительные насосы в местах разбора.
Особенности использования систем автономного водоснабжения
К специфическим особенностям функционирования автономной водозаборной системы следует отнести необходимости забора и подачи воды с глубины из скважины или колодца, а также обеспечение нормального водоснабжения всех точек и узлов водопроводной системы даже в удаленных местах.
Выбирая насос для автономного водозабора, необходимо учитывать его производительность, а также производительность самой скважины. При малой скважинной производительности напор волы, естественно, будет недостаточен для удовлетворения бытовых и хозяйственных нужд частного домовладельца, а при большой – привести к порче оборудования и бытовой техники, а также возникновению течи.
Установка насосной автономной станции предполагает наличие бака – накопителя, который вкупе с гидроаккумулятором, обеспечивает нормальную потребность в воде при низком давлении системы или при полном ее отсутствии в водопроводной системе.
В отоплении регулировка давления до оптимального уровня осуществляется путем прокручивания специальных винтов – регуляторов, расположенных под крышкой реле давления, чтобы перепад напряжения не произошел.
Следует помнить, что насосная станция требует соответствующего обслуживания, необходимо регулярно проверять работу насоса и иных гидравлических элементов и узлов, чистить накопительный бак. При установке такого оборудования необходимо заранее позаботиться о достаточном пространстве для ее размещения, удобства обслуживания и ремонта. Сам аккумулятор гидравлического типа большого размера можно закопать в землю, предварительно сделав необходимую гидроизоляцию, установить в подвале или на чердаке загородного дома.
Давление, которое должно быть в системе отопления многоквартирного дома, регламентируется СНиПами и установленными нормами. При расчете берут во внимание диаметр труб, типы трубопровода и отопительных приборов, расстояние до котельной, этажность.
Виды давления
Говоря о давлении в системе отопления, подразумевают 3 его вида:
- Статическое (манометрическое). При выполнении расчетов его принимают равным 1атм или 0,1 МПа на 10 м.
- Динамическое, возникающее при включении в работу циркуляционного насоса.
- Допустимое рабочее, представляющее собой сумму двух предыдущих.
В первом случае это сила давления теплоносителя в радиаторах, запорной арматуре, трубах. Чем выше этажность дома, тем большее значение приобретает этот показатель. Чтобы преодолеть подъем столба воды применяют мощные насосы.
Второй случай - это давление, возникающее в процессе движения жидкости в системе. А от их суммы - максимального рабочего давления, зависит работа системы в безопасном режиме. В многоэтажном доме его величина достигает 1 МПа.
Требования ГОСТ и СНиП
В современных многоэтажных домах монтаж системы отопления осуществляют, опираясь на требования ГОСТа и СНиП. В нормативной документации оговорен диапазон температур, которые центральное отопление должно обеспечить. Это от 20 до 22 градусов С при параметрах влажности от 45 до 30%.
Чтобы достичь этих показателей, необходим просчет всех нюансов в работе системы еще при разработке проекта. Задача теплотехника - обеспечить минимальную разность значений давления жидкости, циркулирующей в трубах, между нижними и последними этажами дома, сократив тем самым теплопотери.
На реальную величину давления влияют следующие факторы:
- Состояние и мощность оборудования, подающего теплоноситель.
- Диаметр труб, по которым теплоноситель циркулирует в квартире. Бывает, что желая повысить температурные показатели, хозяева сами меняют их диаметр в большую сторону, снижая общее значение давления.
- Расположение конкретной квартиры. В идеале это не должно иметь значения, но в действительности существует зависимость от этажа, и от удаленности от стояка.
- Степень износа трубопровода и нагревательных приборов. При наличии старых батарей и труб не следует ожидать, что показатели давления останутся в норме. Лучше предупредить возникновение нештатных ситуаций, заменив отслужившую свое теплотехнику.
Как меняется давление от температуры Проверяют рабочее давление в высотном доме при помощи трубчатых деформационных манометров. Если при проектировании системы конструкторы заложили автоматическую регулировку давления и его контроль, то дополнительно устанавливают датчики разных типов. В соответствии с требованиями, прописанными в нормативных документах, контроль осуществляют на наиболее ответственных участках:
- на подаче теплоносителя от источника и на выходе;
- перед насосом, фильтрами, регуляторами давления, грязевиками и после этих элементов;
- на выходе трубопровода из котельной или ТЭЦ, а также на вводе его в дом.
Обратите внимание: 10% разницы между нормативным рабочим давлением на 1 и 9 этаже - это нормально.
Давление в летний период
В период, когда отопление бездействует как в теплосети, так и в системах отопления поддерживается давление, величина которого превышает статическое. В противном случае в систему попадет воздух и трубы начнут коррозировать.
Минимальное значение этого параметра определяется высотой здания плюс запас от 3 до 5 м.
Как поднять давление
Проверки давления в отопительных магистралях многоэтажных домов нужны обязательно. Они позволяют анализировать функциональность системы. Падение уровня давления даже на незначительную величину, может стать причиной серьезных сбоев.
При наличии централизованного отопления систему чаще всего испытывают холодной водой. Падение давления за 0,5 часа на величину большую, чем 0,06 МПа указывает на наличие порыва. Если этого не наблюдается, то система готова к работе.
Непосредственно перед стартом отопительного сезона выполняют проверку водой горячей, подаваемой под максимальным давлением.
Изменения, происходящие в системе отопления многоэтажного дома, чаще всего не зависят от хозяина квартиры. Пытаться повлиять на давление - затея бессмысленная. Единственное, что можно сделать, устранить воздушные пробки, появившиеся из-за неплотных соединений или неправильно выполненной регулировки клапана спуска воздуха.
На наличие проблемы указывает характерный шум в системе. Для отопительных приборов и труб это явление очень опасно:
- Расслаблением резьбы и разрушениями сварных соединений во время вибрации трубопровода.
- Прекращением подачи теплоносителя в отдельные стояки или батареи в связи со сложностями с развоздушиванием системы, невозможностью регулировки, что может привести к ее размораживанию.
- Понижением эффективности системы, если теплоноситель прекращает движение не полностью.
Чтобы предотвратить попадание воздуха в систему необходимо перед ее испытанием в рамках подготовки к отопительному сезону осмотреть все соединения, краны на предмет пропускания воды. Если услышите характерное шипение при пробном запуске системы, немедленно ищите утечку и устраняйте ее.
Можно нанести на стыки мыльный раствор и там, где герметичность нарушена, будут появляться пузырьки.
Иногда давление падает и после замены старых батарей на новые алюминиевые. На поверхности этого металла от контакта с водой появляется тонкая пленка. Побочным продуктом реакции является водород, за счет его сжимания давление снижается.
Вмешиваться в работу системы в этом случае не стоит - проблема носит временный характер и со временем уходит сама по себе. Это происходит исключительно в первое время после монтажа радиаторов.
Повысить напор на верхних этажах высотного здания можно путем установки циркуляционного насоса.
Минимальное давление
Из условия, когда перегретая вода в системе отопления не вскипает, принимается минимальное давление.
Определить его можно следующим образом:
К высоте дома (геодезической) добавляют запас приблизительно 5 м, чтобы избежать завоздушивания, плюс еще 3 м на сопротивление системы отопления внутри дома. Если на подаче давление недостаточное, то батареи на верхних этажах останутся непрогретыми.
Если взять 5-этажный дом, то на подаче минимальное давление должно иметь значение:
5х3+5+3=23 м = 2,3 ата = 0,23 Мпа
Перепад давления
Чтобы отопительная система нормально выполняла свои функции, перепад давлений, представляющий собой разность между его величинами на подаче и обратке, должен быть определенной и постоянной величины. В числовом выражении он должен быть в пределах от 0,1 до 0,2 МПа.
Отклонение параметра в меньшую сторону свидетельствует о сбое в циркуляции теплоносителя по трубам. Колебание в сторону увеличения показателя - о завоздушивании отопительной системы.
В любом случае нужно искать причину изменения, иначе отдельные элементы могут выйти со строя.
Если давление упало, то проверяют на наличие утечек: отключают насос и наблюдают изменения статического давления. Если оно продолжает снижаться, то ищут место повреждения путем последовательного выведения из схемы разных участков.
В случае, когда статический напор не меняется, то причина кроется в неисправности оборудования.
Стабильность перепада рабочего давления изначально зависит от проектировщиков, от выполненных ими расчетов по гидравлике, а затем правильного монтажа магистрали. Нормально функционирует отопления многоэтажки, при монтаже которого учтены следующие моменты:
- Подающий трубопровод, за редким исключением, находится вверху, обратный внизу.
- Разливы выполнены из труб сечение от 50 до 80 мм, а стояки и подвод к батареям - от 20 до 25 мм.
- В отопительную систему в байпасную линию насоса или перемычку, соединяющую подачу и обратку врезаны регуляторы, гарантирующие, что даже при резких перепадах давления завоздушивание не появится.
- В схеме теплоснабжения присутствует запорная арматура.
Идеальных условий эксплуатации отопительной системы не существует. Всегда есть потери, снижающие показатели давления, но все же они не должны выходить за пределы регламентированными Строительными нормами и правилами РФ СНиП 41-01-2003.
В нормально функционирующей системе отопления поддерживается перепад давления между прямым трубопроводом, по которому от котельной или теплотрассы подается теплоноситель, и обратным, по которому он подается на следующий круг, пройдя через радиаторы. Для различных объектов он составляет 0,2–0,25 МПа или 2–2,5 атмосферы. Именно благодаря этой разнице происходит постоянная циркуляция жидкости в контуре, причем с той скоростью, которая необходима для поддержания комфортной температуры воздуха во всех помещениях.
Оптимальные параметры рабочего давления в контуре отопления или напора, обеспечивающего этот перепад, определяются на этапе проектирования. При этом для различных объектов значение его разное и зависит от высоты здания, типа системы и используемого отопительного оборудования, а перепад более чем на 0,02 МПа или 0,2 атмосферы считается ненормальным.
Нормальное рабочее давление для различных объектов
Одноэтажный дом – 0,1–0,15 МПа или 1–1,5 атмосферы
малоэтажное здание (не более трех этажей) – 0,2–0,4 МПа или 2–4 атмосферы;
многоквартирный дом средней этажности (5–9 этажей) – 0,5–0,7 МПа или 5–7 атмосфер
высотные многоквартирные дома – до 10 МПа или 10 атмосфер.
Значение давления контролируется при помощи манометров, устанавливаемых на самых ответственных участках:
На вводе и выводе магистрали с теплоносителем (при централизованном отоплении);
перед отопительным котлом и после него (при индивидуальном отоплении);
перед циркуляционным насосом и после него (при принудительной циркуляции);
возле фильтров, клапанов и регуляторов давления.
Последствия выхода давления за пределы нормы
Даже небольшое отклонение давления от расчетного показателя грозит как минимум временными неудобствами. Температура в некоторых помещениях может снизиться, а других, напротив, вырасти. В том случае если на объекте системы горячего водоснабжения и отопления объединены в одну, недостаток давления также может стать причиной отсутствия воды на верхних этажах.
При значительном изменении перепада по различным причинам современное оборудование может автоматически отключиться, а устаревшее выйти из строя. Старые модели котлов, не оборудованные системами термоконтроля, при падении напора могут даже взорваться, что чревато значительными разрушениями.
Что необходимо делать для поддержания необходимого перепада давления в системе отопления:
1. Соблюдать установленные нормативы при проектировании и монтаже системы отопления, в первую очередь касающиеся расположения прямого и обратного стояков относительно друг друга и диаметров трубопроводов.
2. Учитывать изменение давления теплоносителя при изменении его температуры.
3. При невозможности обеспечить требуемый перепад при помощи статического давления использовать циркуляционные насосы.
4. Для автоматического регулирования рабочего давления в частных домах используют гидроаккумуляторы, которые позволяют компенсировать незначительный выход за пределы допустимых значений путем отбора части теплоносителя.
5. В многоквартирных домах аналогичную функцию выполняют регуляторы давления, устанавливаемые на байпасе насоса или между прямым и обратным стояками.
6. В некоторых случаях на крупных объектах для корректировки рабочего давления применяется трубопроводная арматура, обеспечивая возможность изменения диаметра трубопровода за счет частичного его перекрытия.
Основные причины падения рабочего давления и способы их устранения
Наиболее распространенные причины падения давления в системе отопления:
Утечка теплоносителя;
сокращение объема теплоносителя при удалении содержащегося в нем воздуха;
снижение температуры теплоносителя из-за неполадок котельного оборудования;
неполадки насосного оборудования (в системе с принудительной циркуляцией).
На наличие утечек указывает падение статического давления при отключении насоса, а также внешние признаки протечек на трубах и радиаторах. Если статическое давление не меняется, то причина в насосном оборудовании. При условии уменьшения объема теплоносителя из-за удаления пробок необходимо восстановить его, а при снижении температуры – проверить котел.
Основные причины роста рабочего давления в системе отопления:
завоздушивание системы;
сильное засорение фильтров;
ошибочная настройка или повреждение регулятора давления;
повышение объёма теплоносителя из-за неправильно работы регулирующей автоматики.
В первую очередь следует проверить состояние фильтров и воздушных пробок в системе, и при необходимости прочистить первые и удалить вторые. Работу автоматики можно проверить, отключив возможность подпитки системы. Проверить работу регулятора можно, попробовав скорректировать его настройки.
Большинство отопительных систем домохозяйств зависят от показателей напора и температурного режима теплоносителя .
Отопление работает путём прогона нагретой жидкости через трубы и радиаторы, доставляющие тепло по всему дому, благодаря перепаду давления в системе.
Однако, перепад может давать сбой, при котором требуется его корректировка в меньшую или большую стороны. Такая процедура необходима для восстановления эффективности работы и соблюдения безопасности при её эксплуатации.
Нормы перепада давления в системе отопления частного и многоквартирного дома
Стандарты перепада регулируются правилами ГОСТа и СНиПа. Приведённые расчёты документаций обеспечивают полноценную работу всей системы отопительного оборудования, включая объекты:
- одноэтажное строение — 0,1—0,15 МПа или 1—1,5 атмосфер;
- малоэтажное сооружение (максимум три этажа ) — 0,2—0,4 МПа или 2—4 атм.;
- многоквартирный дом при средней этажности (5—9 этажей ) — 0,5—0,7 МПа или 5—7 атм.;
- высотные многоквартирные дома — до 10 МПа или 10 атм.
Непосредственно сам перепад должен быть 0,2—0,25 Мпа или 2—2,5 атмосферы.
Почему скачет давление и когда нет скачков?
Специальный скачек нужен для того, чтобы теплоноситель не застаивался на одном месте , а постоянно циркулировал между прямым трубопроводом котельной (при подаче) и радиаторами дома (при обратном потоке). Благодаря разнице в 2,5 атмосферы , теплоноситель «бегает» с такой скоростью, которая стабильно поддерживает комфортную температуру.
Если напора недостаточно, отопительные приборы не получают эффективную теплоотдачу от жидкого теплоносителя и в помещении становится холодно.
Метод расчёта
В центральной системе отопления существуют два вида давления:
- опрессовочное : временное, с повышенной нагрузкой, которое создаётся для испытаний системы после ремонтно-монтажных работ или перед отопительным сезоном;
- рабочее : постоянное, при котором система должна превосходно функционировать весь обогревательный период.
Для правильного расчёта перепада давления, нужно учесть разницу между двумя точками отопительного контура: на верхнем этаже и нижнем. Итоговый показатель при функционирующем натиске не должен превышать 10% , а при опрессовочном — 20%.
Обычно, в городском многоэтажном доме, рабочее давление составляет на трубе подачи — 6 атмосфер, а на обратном пути — 4-4,5 атм.
Справка. На показатель напора влияет множество факторов, в т. ч. и засорённость внутренних каналов контуров.
Для частных домов критическим показателем является мощность котла, т. е. тот уровень давления, который агрегат способен выдержать. Обычно, 2—3 атмосфер для одноэтажного дома вполне достаточно.
Регулятор для регулировки давления
Для соблюдения всех мер по безопасному функционированию системы отопления, необходимо постоянно следить за температурой и напором теплоносителя.
Давление контролируется с помощью манометра с трубкой Бурдона . В этом приборе есть эластичная измерительная составляющая, которая, под влиянием сжимающей нагрузки, деформируется определённым способом.
Фото 1. Манометр, установленный в системе отопления. Прибор позволяет измерить показатели давления.
Преобразование изменений отображается на вращательном движении стрелки , показывая на циферблате точное значение в привычных показателях.
Важно! После гидроударов манометры нужно проверять, т. к. последующие показания могут быть завышены.
Манометры устанавливаются на самых критических участках системы:
- на входе и выходе магистрали с теплоносителем (централизованное отопление);
- перед и после отопительного котла (индивидуальное обогревание);
- перед и после циркуляционного насоса (принудительная циркуляция);
- возле фильтров, соответствующих регуляторов и клапанов.
Как регулировать показатели
Для этой процедуры существуют несколько проверенных способов:
- Корректность проектирования, в т. ч. гидравлических расчётов и монтажа трубопроводов:
- подающая магистраль должна быть сверху, а обратная — снизу;
- для стояков нужны трубы 20—25 мм , а для розливов — 50—80 мм;
- трубы для стояков используются и для подводки к приборам отопления.
- Изменение температуры воды. При нагревании теплоноситель расширяется, увеличивая тем самым давление в отопительной системе. К примеру, при 20°С оно может подскочить на 0,13 МПа , а при 70°С — на 0,19 МПа. Поэтому снижение температуры приведёт к соответствующей его регулировке.
- Применение циркуляционных насосов для обеспечения теплом квартир верхних этажей в высотках.
Фото 2. Циркуляционные насосы, установленные в многоэтажном доме. При помощи приборов осуществляется циркуляция теплоносителя по системе отопления.
- Внедрение расширительных бачков. При индивидуальном отоплении, «лишний» объём нагретого теплоносителя будет переходить в ёмкость, а остывший — возвращаться в систему, сохраняя стабильность напора.
- Использование специальных регуляторов . Такие приборы способны предотвратить завоздушивание системы при резких скачках давления в магистралях. Монтаж производится на байпасной линии насоса или на перемычке, размещённой между двумя трубопроводами — подачи и обратки.
Причины падения давления и способы их устранения
Среди основных причин падения напора отмечаются следующие:
- утечка теплоносителя;
- снижение объёма радиатора при устранении, содержащихся в нём, воздушных масс;
- уменьшение температуры устройства из-за повреждений котельного оборудования;
- неисправность насосной оснастки (с принудительной циркуляцией).
Утечки можно обнаружить визуально, внимательно осмотрев трубы и радиаторы, а также отключив насос. Если статическое (естественное) давление останется на прежнем уровне, то причина будет в насосном оснащении.
При снижении температуры теплоносителя необходимо проверить котёл , а при уменьшении объёма из-за воздуха — просто его восстановить.
Почему растет давление, способы устранения неполадок
В отопительной системе давление поднимается вследствие следующих причин:
- завоздушивание системы;
- чрезмерная засорённость фильтров;
- неисправность соответствующего регулятора или его ошибочная настройка;
- рост объёма теплоносителя из-за неверного функционирования регулирующей автоматики.
Сначала нужно прочистить фильтры и удалить воздушные пробки в системе . Потом проверить работу автоматики , путём отключения подпитки. Затем протестировать регулятор , скорректировав его настройки.
Какие бывают последствия повышенных и пониженных показателей
Последствия неправильного напора могут быть разными — от резкого изменения температуры в помещении (слишком холодно или слишком жарко) до отсутствия воды на самых верхних этажах.