Давление в системе отопления закрытого типа

Рабочее давление в системе отопления частного дома

Большая часть конструкций, которые используются в процессе отопления, являются вариантами закрытыми. В таких устройствах отсутствуют открытые вентиляционные отверстия, где вода способная расширяться и сжиматься при изменении температуры. Система прочно загерметизирована и постоянно под давлением – таким образом, удается компенсировать эти моменты. 

Чтобы система отопления работала корректно, необходимо следить за таким показателем, как рабочее давление. В этом случае следует понимать, какие у него могут быть оптимальные значения.

В современном отопительном оборудовании есть специальный алгоритм, который отключает систему при низком и высоком давлении.

Проблема в том, что отклонение в ту или иную сторону отрицательно сказывается на всем процессе функционирования: если показатель будет слишком маленьким, то котёл просто отключится и жильцы лишатся доступа к горячей воде. Если же показания значительно выше нормы, то на весь аппарат создается лишняя нагрузка, что провоцирует ранний износ агрегата.

Для чего нужно давление в системе отопления

В расчет принимается только избыточное давление в системе, превышающее естественное атмосферное. Именно его показывают манометры. и его нужно контролировать. Включает в себя:

1. Статическое — давление столба жидкости, равное высоте контура отопления от самой верхней точки до ее основания.
2. Динамическое — давление, создаваемое насосом, а также в ходе конвективного движения жидкости по трубам и каналам.

Однако оно не постоянно и регулярно меняется в ходе эксплуатации за счет:

• теплового расширения теплоносителя при нагреве;
• уменьшения объема теплоносителя при остывании;
• линейного расширения труб;
• наличия воздуха;
• локально, в точках с изменением сечения канала, запорной арматуре, точке соединения труб с отличным диаметром.

В нормальном состоянии весь контур отопления — это сбалансированная гидродинамическая система, в которой поддерживается постоянный и равномерный ток теплоносителя и с эффективным теплопереносом между котлом и воздухом в помещении, как крайними точками всей системы. Учитывать следует несколько граничных факторов:

1. При снижении давления ниже атмосферного увеличивается риск закипания теплоносителя при температуре ниже 100 °С. Повышается риск попадания газа, водяного пара в трубы и образования воздушных пробок, способных перекрыть ток воды.
2. При повышении увеличивается КПД отопления. С ростом давления снижается гидродинамическое сопротивление всех элементов контура, а также поддерживается переходное или турбулентное движение воды.
3. С чрезмерным повышением возрастает риск поломок. При превышении допустимого давления для самого слабого звена в контуре возможно образование протечки или разрыва.

В системе с естественной циркуляцией давление лишь немногим выше статического и формируется лишь за счет высоты самого верхнего уровня воды в контуре.

В системе с принудительной циркуляцией давление задается рядом регулирующих устройств, и от правильного выбора его значения зависит работоспособность обогрева в доме.

Для чего нужно давление в системе отопления

В расчет принимается только избыточное давление в системе, превышающее естественное атмосферное. Именно его показывают манометры, и его нужно контролировать. Включает в себя:

1. Статическое — давление столба жидкости, равное высоте контура отопления от самой верхней точки до ее основания.
2. Динамическое — давление, создаваемое насосом, а также в ходе конвективного движения жидкости по трубам и каналам.

Однако оно не постоянно и регулярно меняется в ходе эксплуатации за счет:

• теплового расширения теплоносителя при нагреве;
• уменьшения объема теплоносителя при остывании;
• линейного расширения труб;
• наличия воздуха;
• локально, в точках с изменением сечения канала, запорной арматуре, точке соединения труб с отличным диаметром.

В нормальном состоянии весь контур отопления — это сбалансированная гидродинамическая система, в которой поддерживается постоянный и равномерный ток теплоносителя и с эффективным теплопереносом между котлом и воздухом в помещении, как крайними точками всей системы. Учитывать следует несколько граничных факторов:

1. При снижении давления ниже атмосферного увеличивается риск закипания теплоносителя при температуре ниже 100 °С. Повышается риск попадания газа, водяного пара в трубы и образования воздушных пробок, способных перекрыть ток воды.
2. При повышении увеличивается КПД отопления. С ростом давления снижается гидродинамическое сопротивление всех элементов контура, а также поддерживается переходное или турбулентное движение воды.
3. С чрезмерным повышением возрастает риск поломок. При превышении допустимого давления для самого слабого звена в контуре возможно образование протечки или разрыва.

В системе с естественной циркуляцией давление лишь немногим выше статического и формируется лишь за счет высоты самого верхнего уровня воды в контуре.

В системе с принудительной циркуляцией давление задается рядом регулирующих устройств, и от правильного выбора его значения зависит работоспособность обогрева в доме.

Выбор оптимального давления

Для естественной циркуляции давление задается позицией расширительного бака. Он устанавливается в самой верхней точке контура и нужен для компенсации теплового расширения воды или для сброса воздуха. Уровень установки бака и наполнения задает общее давление в системе. На каждые десять метров высоты водяного столба давление в нижней точке повышается примерно на 1 атм.

На практике расширительный бак подключается к верхней точке разводки непосредственно над котлом. От этой точки отводится раздатка, коллектор, труба большого диаметра, проходящая по периметру отапливаемого помещения с постоянным уклоном. Бак желательно поднять над раздаткой еще метров на 5–7 так, чтобы в любой части контура, где поддерживается циркуляция теплоносителя, создавалось избыточное давление. Это повысит КПД отопления.

С принудительной циркуляцией весь контур герметичен, а давление задается изначально при заполнении теплоносителем, регулируется с помощью расширительного бака мембранного типа.

Давление в контуре принимает минимальное значение в холодном состоянии и максимальное при нагреве теплоносителя до рабочей температуры. Номинальное рабочее давление рассчитывается для определенной температуры теплоносителя.

Номинальное избыточное давление подбирается таким образом, чтобы при любом естественном изменении в ходе нагрева или охлаждения теплоносителя, труб, теплообменника и радиаторов фактическое значение:

• не опустилось ниже нуля, то есть меньше атмосферного;
• не превысило допустимый порог для самого «слабого» звена в контуре.

На практике допустимый диапазон значений получается широким, потому следует отталкиваться от верхнего порога, не забывая, что при повышении давления в системе отопления его КПД повышается.

При выяснении самого «слабого» звена, устройства или элемента разводки следует учитывать, что допустимое давление зависит от температуры. Например, с повышением температуры для полимерных труб сильно занижается допустимое максимальное рабочее давление, при котором гарантируется их безотказная работа.

Информацию о допустимых условиях эксплуатации следует брать из технической документации к оборудованию и материалам, из которых монтируется система отопления. Учитывая высокую степень стандартизации, можно с уверенностью сказать, что закрытая система отопления будет настроена в пределах от 1,5 до 3–4 атмосфер. Расширительные баки, группы безопасности, котлы и циркуляционные насосы чаще всего конструируются и производятся именно для работы в этом диапазоне.

Нормализация давления

Чтобы поддерживать постоянное давление и компенсировать тепловое расширение теплоносителя и конструкционных элементов, используется расширительный бак.

Когда теплоноситель, нагреваясь, увеличивает свой объем, излишек поступает в него. Как только температура падает, теплоноситель сжимается, из расширительного бака жидкость поступает обратно в контур, сохраняя рабочий объем жидкости.

Для открытого типа отопления расширительный бак является достаточным устройством для компенсации теплового расширения, а заодно и для отвода воздуха.

В закрытых, герметичных системах отопления потребуется:

1. Расширительный бак мембранного типа.
2. Воздухоотводчик.
3. Предохранительный клапан.

Бак представляет собой герметичную емкость, внутри которой объем разделен на две части с помощью эластичной мембраны. С одной стороны имеется доступ теплоносителя через штуцер для подключения, с другой воздушная камера, в которой создается избыточное давление, как у автомобильных камер в колесах. Излишки теплоносителя при расширении поступают в бак, отводя мембрану в сторону воздушной камеры.

Для определения граничных значений и решения проблем с превышением допустимого давления или образованием газовых карманов используется группа безопасности с включенным в ее состав манометром, автоматическим воздухоотводчиком и предохранительным клапаном. Клапан срабатывает при превышении заданного максимального значения давления в контуре отопления и сбрасывает часть теплоносителя.

Причины роста и падения в системе

Перепады давления сигнализируют о проблемах в теплосети.

Если напор снизился, проверить причину можно следующим способом. Нужно остановить насос и проверить, достаточен ли напор статичной жидкости. Если он не упал, значит, проблема в насосах, которые недостаточно сильно толкают теплоноситель.

В том случае, если статическое давление тоже падает, скорее всего, в трубах или котле возникла утечка. В котле могли возникнуть микротрещины.

Их необходимо запаять. Накипь и поломка расширительного бачка также могут вызвать падение напора. Предотвратить образование накипи можно при помощи специальных добавок. Определить место, где нарушилась герметичность, можно путем поочередного отключения элементов теплосети. Если напор нормализуется, значит, утечка именно в отключенной зоне. Внимательный осмотр системы также может помочь выявить место разгерметизации.

Наличие пятен, капель, луж, ржавчины говорят об утечках воды. Чаще всего такого рода проблемы возникают в местах соединения элементов оборудования. Если трубы не стальные, найти следы на месте, где просочилась вода, очень сложно. В этом случае, а также если трубы скрытые, лучше обратиться к специалисту. Он спустит жидкость, при помощи воздуха обнаружит утечку и устранит проблему.

Увеличение давления случается реже и является, как правило, следствием остановки движения теплоносителя. В трех случаях из четырех проблема в регуляторе. Он с целью снизить температуру носителя может закрыть клапаны, прекратив его подачу. Еще одна возможная причина – ошибочная непрерывная подпитка. Такая неисправность может быть как автоматической, так и вызванной чьим-то небрежным вмешательством.

При нормальной работе техники повышение напора может быть вызвано перекрытием задвижки или крана. Причиной увеличения напора теплоносителя может быть также воздушная пробка, закупоривание фильтра или грязевика.

Следует также контролировать изменение разницы напора жидкости между подающей и обратной трубами. Если эта разница возросла, значит, замедлилась циркуляция теплоносителя. И в этом случае возможной причиной может быть воздушная пробка. 

Если разница в давлении между трубами приближается к нулю, проблема связана с нарушением движения жидкости или возникла неисправность регулятора отопления.

Видео: Каковы основные причины нестабильности давления в системе отопления, и как с этим бороться

Давление в системе отопления его параметры и нормы регулировки

Давление в системе отопления – один из основных факторов, сказывающихся не только на эффективности работы нагревательного оборудования, но и на самой его работоспособности. При понижении его ниже допустимого значения может возникнуть кавитация. Теплоноситель доходит до температуры кипения, насос ломается, в систему попадает воздух. При превышении максимально допустимого уровня – система отопления разрушается.

Оно гарантирует, что теплоноситель попадет в трубы и радиаторы, расположенные в каждой квартире многоэтажки. Поддержание постоянного давления позволяет минимизировать потери тепла, доставив воду с той же температурой, с которой он «вышел» из котельной.

Полезно: о выборе теплоносителя для системы отопления.

Чтобы более предметно говорить, рассмотрим несколько основных терминов:

1. Статическое давление в системе отопления зависит от высоты столба жидкости. Статическое давление в закрытой системе отопления – это давление водяного столба + в расширительном бачке.
2. Рабочее давление в системе отопления состоит из статического и динамического. Последнее обусловлено работой насосов и конвективным движением воды в трубах.

Как устранить перепады?

Воздушная пробка в системе не пропускает жидкость. Воздух можно только стравить. Для этого во время монтажа следует предусмотреть установку регулятора давления системы отопления – пружинного воздухоотводчика. Он работает в автоматическом режиме. Радиаторы нового образца укомплектованы похожими элементами. Они находятся вверху батареи и работают в ручном режиме.

Почему растет давление в системе отопления при скоплении грязи и накипи в фильтрах и на стенках труб? Потому что затрудняется проток жидкости. Фильтр воды можно почистить, вынув фильтрующий элемент. Избавиться от накипи и засорения в трубах сложнее. В некоторых случаях помогает промывка специальными средствами. Иногда устранить неполадку можно только путем замены участка трубы.

Регулятор давления отопления в случае повышения температуры перекрывает клапаны, по которым жидкость поступает в систему. Если это необоснованно с технической точки зрения, то устранить неполадку можно путем регулировки. В случае невозможности данной процедуры следует заменить узел. В случае выхода из строя системы электронного управления подпитки, ее следует отрегулировать или поменять.

Пресловутый человеческий фактор еще никто не отменял. Поэтому на практике случается перекрытие запорной арматуры, которое приводит к появлению повышенного давления в системе отопления. Чтобы нормализовать этот показатель, нужно просто открыть вентили.

Как осуществлять контроль?

Чтобы контролировать «лишнеее» давление,  подключают манометры:

1. На входе и выходе (котла, циркулярных насосов, регуляторов перепадов, фильтров и грязевиков).
2. На входе в строение.
3. На выходе из котельной.

Манометры обязательно устанавливают через 3-ходовые краны. Они предоставляют возможность продувки, сброса в ноль и даже замены без отключения отопительного контура.

Как можно создать давление в системе отопления

Если рассматривать пример создания давления в отопительной системе закрытого типа, то создать для общего контура расчетное давление будет несложно. Для этого используется три шага:

1. Опрессовка, которая выполняется путем заполнения контура теплоносителем через перемычку, соединённую с водопроводом. Данный процесс сопровождается нагнетанием давления системы отопления до величин, в 2-3 раза превышающих рабочие показатели. Опрессовка выполняется, чтобы избежать перепадов давления и вытеснения попавшего в магистраль воздуха. При операции должен производиться непрерывный контроль параметров по манометру.
2. Проверка тепломагистрали на герметичность и наличие течей. Проверка проводится двумя этапами.
   Вначале идет холодный этап – давление в магистрали постепенно повышается (между повышениями интервал времени составляет 15 минут), пока не будет достигнуто минимальное рабочее значение показателей в контуре. По истечении 30 минут начальное давление должно удерживаться с погрешностью не более чем на 0,06 МПа в сторону уменьшения. По истечении двух часов изменения не должны превышать 0,02 МПа.
   Горячий этап проводится после подключения к магистрали рабочего котла. Испытательное давление должно быть установлено на максимальном рабочем уровне. Фиксируемые значения должны оставаться такими же, которые были сделаны согласно первоначальному расчету.
3. Создание рабочего давления, для чего достаточно после опрессовки сбросить лишний объём теплоносителя через любой вентиль или воздушный клапан (воздушник).

Важно! Испытание на герметичность должно проводиться после трех суток эксплуатации отопительной системы.

Как только все испытания успешно проведены, а нарушения герметичности (если такие имелись) устранены, можно продолжать эксплуатацию системы.

Как можно защитить систему отопления

Вне зависимости от вида отопления (статическое или с принудительной циркуляцией), оно должно оборудоваться контрольными приборами. Обязательным контролирующим прибором, позволяющим вести расчет параметров и отслеживать работу системы, является манометр. Врезание данного прибора необходимо в следующих точках:

• На трубах отопительных приборов (как входной, так и выходной);
• На самой низкой и самой высокой точках отопительной системы;
• На каждом разветвлении тепломагистрали: трехходовых клапанах, тройниках и коллекторах.