Давление в системе отопления

Давление в системе отопления
Дата создания : 2021-12-06 Просмотров : 48

Сегодня в подавляющем большинстве частных домов, а также во многих городских квартирах делают индивидуальное отопление. Данное решение дает ряд неоспоримых преимуществ, таких как обогрев жилых помещений по собственному графику, поддержание комфортного микроклимата в каждой отдельной комнате, с учетом требований и физиологических особенностей каждого домочадца.

Кроме того, данные отопительные системы гарантируют финансовую выгоду во время эксплуатации, а также позволяют осуществлять контроль эксплуатационных показателей, в частности, рабочего давления (РД) в трубах. Данный параметр во многом определяет эффективность обеспечения необходимого микроклимата, безопасность и долговечность котла, трубопровода и другого дорогостоящего оборудования. Какое давление должно быть в системе отопления, каковы причины его изменения, как повысить показатель до номинального? Предлагаем подробней рассмотреть ответы на все эти вопросы.

Что такое рабочее давление котла

Что такое рабочее давление котла

Владельцы частных домов или городских квартир, которые решают обустроить автономное отопление, должны знать некоторые основные понятия:

  • Для измерения давления используют разные единицы: атмосферы, бары, мегапаскали (МПа).
  • В системе наблюдается статическое давление, создаваемое водой либо другим теплоносителем. Данный параметр поддерживается, даже если котел не работает.
  • Сила, которая обеспечивает циркуляцию жидкости по отопительному контуру, способствует созданию динамического РД. Данная характеристика оказывает воздействие изнутри на каждый элемент контура.
  • Для каждой системы предусмотрено предельно допустимое давление в трубах отопления — при чрезмерном повышении реального показателя зачастую наступают аварийные ситуации.

Самыми уязвимыми элементами при скачках РД являются радиаторы, расположенные внутри котлов. Как правило, данные детали рассчитаны на максимальный показатель 3 атмосферы. Трубопроводы и отопительные батареи считаются менее хрупкими, поэтому выдерживают существенно более высокие внутренние нагрузки (в зависимости от материала изготовления).

Влияние объема воды в системе отопления

Когда в трубах отсутствует энергоноситель, внутри наблюдается обычное атмосферное давление — 1 атмосфера или чуть более бара (1 бар = 0.9869 атм). По мере заполнения трубопровода водой РД начинает изменяться. Стоит учесть, что манометры (чувствительные датчики) в котлах рассчитывают рабочее давление в системе отопления на основании двух характеристик:

  • Гидростатическое давление. Создается в трубопроводе водой или другим теплоносителем и наблюдается, даже если котел в текущий момент времени отключен. Статический показатель равен параметру столба жидкости в тепловом контуре и зависит от высоты отопительной сети (разница между наивысшей и самой низкой точкой). В открытых контурах отопления в наивысшей точке зачастую устанавливаются расширительные резервуары, поэтому для определения высоты сети учитывают уровень воды в этой емкости. На практике доказано, что водяной столб 10 метров в высоту сопоставим с давлением 1 атмосфера (1 бар, 0.1 МПа).
  • Динамическое. В закрытых контурах данное РД создается насосом (обеспечивающим циркуляцию жидкости) и конвекцией (расширением объема теплоносителя вследствие нагревания и сужением при остывании). Этот показатель меняется в местах, где соединяются трубы разного диаметра, установлены запорные клапаны и другие элементы.

От показателя общего РД напрямую зависит скорость перемещения жидкости по трубам, эффективность теплообмена между отдельными участками контура, количество тепловых потерь, КПД системы в целом и качество обогрева помещения. Так, при повышении рабочего давления наблюдается снижение сопротивления контура и увеличение КПД. При хорошем давлении обеспечивается быстрая доставка теплоносителя в наиболее отдаленные от котла точки трубопровода практически с неизменной температурой.

Какие показатели считаются оптимальными

Какие показатели считаются оптимальными

Если рассматривать оптимальное давление, то стоит придерживаться следующих общепризнанных среднестатистических норм:

  • для небольших частных домов или квартир с индивидуальными системами отопления нормальным считается РД от 0.7 до 1.5 бар;
  • для 2–3 этажных частных домовладений рекомендуется поддерживать внутреннее давление в трубопроводе 1.5–2 бара;
  • для зданий от 4 и более этажей стоит обеспечить РД 2.5–4 бара, при этом на каждом этаже желательно устанавливать дополнительные манометры для обеспечения полноценного контроля.

Особенности открытых и закрытых отопительных контуров

Стоит учесть, что при проведении расчетов необходимо учитывать тип отопительной сети. В открытых системах отопления расширительные баки для вытеснения избыточного объема жидкости взаимодействуют с «открытой» атмосферой. Закрытые контуры являются герметичными — в них используются закрытые расширительные резервуары мембранного типа, которые разделены на две части: одна половина заполняется воздухом, а другая водой (поскольку соединяется с общим трубопроводным контуром). Расширительные сосуды вбирают избыточный объем жидкого теплоносителя при его увеличении вследствие нагрева. При остывании и уменьшении объема воды мембранный бак обеспечивает восполнение недостатки в системе, препятствуя разрывам контура.

Особенности открытых и закрытых отопительных контуров

РД в открытых системах

Как уже отмечалось, в открытых системах баки расширения устанавливаются в самых высоких точках трубопровода: с одного края они соединяются с трубами-стояками, а с другого — со специальным сливом. Сливные трубы страхуют резервуары от переполнения. В закрытых контурах расширительные сосуды можно устанавливать в любых местах. Во время нагревания вода попадает в одну часть бака, при этом во второй части происходит сжатие воздуха. Когда жидкий теплоноситель остывает, происходит снижение его давления, и под действием нагрузки сжатого воздуха осуществляется возврат воды обратно в трубный контур.

Ранее мы писали, что для создания избыточного давления 1 бар в открытой системе необходимо устанавливать расширительный бак на высоте 10 метров от наиболее низкой точки в сети. Так как среднестатистические котлы способны выдерживать мощность не более 3 атмосфер, при размещении расширительного резервуара на высоте 30 метров может произойти разрушение внутреннего контура отопительного агрегата. По этой причине открытые контуры применяют только для одно- или двухэтажных домов.

Зачастую давление в системе отопления открытого типа приравнивается к обычному гидростатическому даже при нагревании теплоносителя. Благодаря этому нет необходимости использования дополнительных предохранительных устройств (за исключением сливной трубы расширительного сосуда). Стоит учесть, что для нормального функционирования данных контуров котлы лучше устанавливать на самом нижнем уровне, при этом на входе желательно располагать более узкие трубы, а на выходе — широкие.

Давление в закрытых контурах

Так как в этих отопительных сетях наблюдается повышенное давление, которое изменяется при нагревании воды, в контуре обязательно необходимо устанавливать предохранительный клапан, максимальное РД которого настраивают на 2.5 бара (в случае с 2-этажным зданием). Если система отопления делается для 4-этажного или более высокого здания, то минимальное давление будет 3 атм, а предельное — 5 атм. В данном случае требуется устанавливать соответствующий двухконтурный котел, дополнительные насосы и манометры.

Использование вспомогательных циркуляционных насосных агрегатов предоставляет следующие преимущества:

  • возможность увеличения длины трубопровода;
  • встраивание в сеть разного количества радиаторных батарей;
  • использование как последовательной, так и параллельной схемы подключения;
  • функционирование системы при минимальной температуре, что дает экономию в межсезонье;
  • обеспечивается щадящий режим работы котла (за счет принудительной циркуляции теплоноситель быстро перемещается по трубам и меньше остывает, минимизируя теплопотери).

Причины изменения рабочего давления в отопительном контуре

Если давление в системе отопления частного дома начинает «скакать» даже после длительного времени с начала эксплуатации, требуется внимательно изучить возможные проблемные места. Среди наиболее распространенных причин падения РД можно выделить:

  • Наличие утечек трубопроводной сети. Как правило, течи наблюдаются в местах резьбового соединения из-за недостаточно толстого слоя уплотнителя (герметика). Если речь идет о полипропиленовых трубах, то причиной является нарушенная технология сварки. Утечки могут наблюдаться и в самих котлах из-за загрязнения элементов, появления микротрещин и дальнейшего разрушения.
  • Выходы воздуха. После запуска системы на долгий отопительный сезон некоторое время происходит ее адаптация. Так, рабочее давление понемногу снижается по причине выхода частиц воздуха, и это является вполне нормальным явлением. Чтобы восполнить потерянный объем и повысить РД, требуется осуществлять подпитку контура. Если в системе отсутствуют другие проблемы, по прошествии некоторого времени воздух полностью выйдет из труб, и перепады должны исчезнуть.
  • Установка новых алюминиевых радиаторов. При контакте алюминия с теплоносителем происходят окислительные процессы (распад воды на молекулы водорода и кислорода). Выделяемый кислород способствует образованию на поверхности алюминия окисной пленки, при этом происходит улетучивание водорода через воздухоотводы. Данные химические реакции закончатся только тогда, когда окислится вся внутренняя поверхность радиаторов. Для восполнения недостатка рабочего давления также следует подпитывать систему недостающей водой.
  • Повреждения расширительного бака. Падение РД может быть связано с появлением трещин в мембране, из-за чего вода начинает понемногу просачиваться во вторую часть с воздухом.

Причины изменения рабочего давления в отопительном контуре

Если говорить о повышении давления, то причиной может стать:

  • остановка циркуляции жидкого теплоносителя: это может стать следствием закрытой задвижки в сети, возникновения воздушной пробки или скопления накипи на внутренней поверхности стенок металлических труб;
  • плохо перекрытый кран, из-за чего в контур постоянно проникает избыточная вода;
  • несоответствие диаметра труб на выходе и входе теплообменника;
  • установка чрезмерно мощного насоса, при поломке которого могут происходить сильные гидроудары;
  • неправильно рассчитанный объем расширительного сосуда;
  • закипание воды в котле из-за установки чрезмерно высокой температуры нагрева.

Существуют и другие причины, по которым могут наблюдаться постоянные скачки давления. Для их диагностирования лучше воспользоваться услугами профессионалов, которые помогут найти причину проблемы и способы ее устранения.