В результате сбоя давления в системе отопления возникает проблема – снижается качество обогрева помещения в доме. Очевидно, что можно настроить режим обогрева один раз и на длительное время, но этот период не будет бесконечно долгим. Однажды нормальное давление в системе отопления изменится, причем значительно.
Мы расскажем, как держать под контролем физические параметры теплоносителя. Здесь вы узнаете, как обеспечить стабильную скорость движения нагретой воды по трубопроводу к приборам. Вы поймете, как достичь и поддерживать комфортную внутреннюю температуру.
В предлагаемой статье подробно описаны причины падения давления в закрытых и открытых системах. Представлены эффективные методы балансировки. Информация, представленная для ознакомления, дополнена схемами, пошаговыми инструкциями, фотографиями и видеоуроками.
- Виды давления в системах отопления
- Последствия нестабильности в схемах
- Открытое давление нагрева
- Балансировка открытой двухконтурной системы отопления
- Циркуляционный насос для открытых систем отопления
- Давление в закрытой системе отопления
- Действия по поиску утечки хладагента
- Потери давления в котле отопления
- Низкое давление из-за расширительного бачка
- Выводы и полезные видео по теме
Виды давления в системах отопления
В зависимости от текущего принципа движения теплоносителя в тепловой трубе контура статическое или динамическое давление играет основную роль в системах отопления.
Статическое давление, также называемое гравитационным давлением, возникает из-за гравитации нашей планеты. Чем больше вода поднимается по контуру, тем сильнее ее вес давит на стенки трубы.
Когда теплоноситель достигает высоты 10 метров, статическое давление будет 1 бар (0,981 атмосферы). Открытая система отопления рассчитана на статическое давление, его максимальное значение составляет около 1,52 бара (1,5 атмосферы).
Галерея изображенийФото из Вода в контурах самотечного отопления движется из-за разницы в плотности нагретой и охлажденной воды. При установке котла под отопительными приборами давление циркуляции увеличивается. В отопительных контурах с естественным движением теплоносителя давление низкое. Его избыток вместе с избытком теплоносителя отводится через открытую поверхность расширительного бака. Давление гравитационной системы должно быть достаточным для протекания теплоносителя по трубопроводу, преодоления изгибов и вертикальных участков. С целью снижения сопротивления трубопровода диаметр труб увеличивается. Проблемы недостаточного давления для движения теплоносителя решаются установкой циркуляционных насосов. Гидравлическое сопротивление преодолевается с помощью установленного агрегата. Системы отопления принудительного типа, которые являются Установленные сейчас оснащены закрытым расширительным баком, который обеспечивает пространство для теплоносителя при его расширении при нагреве. Системы отопления с закрытым резервуаром обязательно включают в себя предохранительный клапан, который нормализует значение за счет слива избыточного теплоносителя в канализационное устройство гравитационного нагрева. Открытый расширительный бак Прокладка труб большого диаметра Использование циркуляционного насоса Уменьшение диаметра используемых труб Герметичный расширительный бак Точка регулировки и регулировки расширения резервуара
Динамическое давление в отопительном контуре создается искусственно с помощью электронасоса. Как правило, закрытые системы отопления рассчитаны на динамическое давление, контур которых образован трубами гораздо меньшего диаметра, чем в открытых системах отопления.
Нормальное значение динамического давления в закрытой системе отопления составляет 2,4 бара или 2,36 атмосферы.
Последствия нестабильности в схемах
Не менее вредно недостаточное или высокое давление в отопительном контуре. В первом случае некоторые радиаторы не будут эффективно обогревать помещение, во втором нарушится целостность системы отопления, выйдут из строя отдельные ее элементы.
Правильная обвязка позволит подключить котел к отопительному контуру по мере необходимости для качественной работы отопительной системы
Повышение динамического давления в трубе отопления происходит, если:
- установлен слишком мощный подкачивающий насос;
- вода пополняется.
- охлаждающая жидкость слишком перегрета;
- воздушные пробки в системе;
- котел и труба покрыты коркой;
- сечение труб недостаточное;
Кроме того, повышение давления в замкнутом контуре вызывает неправильную балансировку клапанов (система чрезмерно регулируется) или неисправность отдельных регулирующих клапанов.
Для контроля рабочих параметров в замкнутых отопительных контурах и для их автоматического регулирования устанавливается группа безопасности:
Галерея изображенийФото из Группа безопасности используется для формирования давления, необходимого для нормальной работы системы отопления. В группу, используемую для регулирования и автоматического контроля давления в системе, входят манометр, поршневой воздухоотводчик и трубка предохранительного клапана для однотрубных систем. Функциональные компоненты группы безопасности обеспечивают выпуск воздуха, который угрожает образованием пробок и избыточного давления, а также хладагента, который увеличивается в объеме во время кипения в атмосфере на распределительных коллекторах допустимо, если теплоноситель будет нагреваться котлом, оснащенным собственным набором аналогичных миниатюрных инструментов. Пример: настенные газовые котлы, некоторые напольные и пеллетные котлы. Компоненты группы безопасности могут быть расположены в разных точках системы, но важно соблюдать одно условие: предохранительный клапан должен располагаться над котлом. Безопасность опция группы Стандарт Состав группы контроля давления Место установки группы безопасности Сбор избыточного воздуха и воды Группа безопасности как часть закрытых систем Меры безопасности при радиальной проводке Условия для выхода из группы безопасности Отдельная установка устройств безопасности Безопасность
Давление в трубе отопления снижается по следующим причинам:
- неисправности блока безопасности;
- утечка воды из системы отопления в контур подпитки.
- потеря хладагента;
- прорыв мембраны экспансомат, трещины в стенках обычного расширительного бачка;
- неисправность помпы;
Динамическое давление увеличится, если засорены полости труб и радиаторов, если загрязнены сифонные фильтры. В этих ситуациях насос работает при более высокой нагрузке, и эффективность отопительного контура снижается. Утечки в соединениях и даже разрыв труб являются стандартным результатом значений избыточного давления.
Параметры давления будут ниже, чем они должны быть для нормальной работы, если в линии установлен насос недостаточной мощности. Он не сможет перемещать теплоноситель с необходимой скоростью, а значит, устройство будет снабжено слегка охлажденным рабочим телом.
Второй яркий пример перепада давления – линия перекрыта клапаном. Симптомом этих проблем является потеря давления на отдельном участке трубопровода, расположенном после препятствия для теплоносителя.
Поскольку все отопительные контуры оснащены устройствами защиты от избыточного давления (по крайней мере, одним предохранительным клапаном), проблема низкого давления встречается гораздо чаще. Рассмотрим причины падения и способы повышения давления, а значит улучшения циркуляции воды, в открытых и закрытых системах отопления.
Открытое давление нагрева
В отличие от замкнутого отопительного контура, правильно построенная открытая система отопления не требует балансировки за годы эксплуатации – она саморегулируется. Функционирование котла и статическое давление гарантируют постоянную циркуляцию воды в системе.
Плотность нагретой воды после подающего стояка меньше плотности охлаждаемого теплоносителя. Горячая вода обычно находится в самой высокой точке контура, а охлажденная вода – в самой нижней части.
Давление, необходимое для циркуляции воды, получается из давления в подающей колонке или от подкачивающего насоса (+)
Давление, создаваемое водяным столбом в подающем стояке, способствует циркуляции теплоносителя и компенсирует сопротивление, присутствующее в трубопроводах контура. Это вызвано трением воды о внутреннюю поверхность труб, а также местными сопротивлениями (змеевики и ответвления трубопровода, котла, арматуры).
Кстати, трубы большего диаметра используются для сборки открытой системы отопления именно для уменьшения трения.
Чтобы понять, как повысить давление в открытой системе отопления, необходимо прежде всего понять принцип получения циркуляционной напора в отопительном контуре.
Его формула:
Rts = h • (ро-пр),
где это находится:
- ro – плотность охлаждаемого теплоносителя.
- pg – плотность нагретого теплоносителя;
- Rts – давление циркуляции;
- h – расстояние по вертикали между центрами котла и нижним радиатором отопления;
Статическое давление будет больше, если расстояние между центральными осями котла и ближайшим к нему змеевиком будет как можно большим. В результате скорость циркуляции теплоносителя будет больше.
Чтобы получить максимально возможное давление в отопительном контуре, необходимо опустить котел как можно ниже – в подвале.
Чем ближе радиатор к котлу в контуре питания, тем лучше он нагревается. Регуляторы позволяют распределять тепло между всеми радиаторами в системе отопления
Вторая причина падения давления в открытой системе отопления связана с ее саморегулированием. При изменении температуры нагрева теплоносителя меняется интенсивность его расхода. Увеличивая нагрев воды для контура отопления в холодные зимние дни, хозяева резко снижают его плотность.
Однако, проходя через радиаторы отопления, вода отдает тепло в атмосферу помещения, при этом ее плотность увеличивается. Согласно приведенной выше формуле, большая разница плотностей горячей и охлажденной воды способствует увеличению давления циркуляции.
Чем больше нагревается теплоноситель и чем холоднее становится в помещении дома, тем выше давление в системе. Однако после прогрева атмосферы в помещении и уменьшения теплоотдачи радиаторов давление в открытой системе снизится – уменьшится разница между температурами подаваемой и обратной воды.
Балансировка открытой двухконтурной системы отопления
Системы гравитационного отопления проектируются с одним или несколькими контурами. При этом длина каждой петлевой трубы по горизонтали не должна превышать 30 м.
Но для достижения оптимального давления и напора в открытой системе при естественном движении теплоносителя лучше сделать трубопровод еще короче – менее 25 м. Так воде будет легче справляться с гидравлическим сопротивлением. В схеме с несколькими шлейфами помимо ограничения длины необходимо соблюдать условия обогрева радиаторов: количество секций во всех шлейфах должно быть примерно одинаковым.
Недостаток давления в открытой двухконтурной системе отопления возникает из-за конструктивных ошибок или загрязнения трубопровода (+)
Горизонтальные балансировочные кольца, входящие в вертикальный контур, требуются еще на этапе проектирования системы отопления. Если гидравлическое сопротивление любого кольца окажется выше, чем у остальных, статического давления в нем будет недостаточно и давление практически прекратится.
Для поддержания необходимого давления в двухконтурной системе отопления необходимо уменьшить сечение труб на пути к радиаторам. Также возможна установка термостатических клапанов (ручных или автоматических) перед радиаторами).
возможна балансировка двухконтурной системы открытого типа:
- Использование термостатических клапанов. Балансировка происходит практически автономно, достаточно установить желаемую температуру в каждой комнате на ручках вентилей. Каждое из этих устройств будет контролировать подачу охлаждающей жидкости к самому радиатору, увеличивая или уменьшая подачу охлаждающей жидкости.
- Вручную. Запускаем систему отопления, затем измеряем температуру атмосферы в каждом отапливаемом помещении. Где выше – закрепляем клапан, где ниже – раскручиваем. Для регулировки теплового баланса потребуется несколько раз провести замеры температуры и отрегулировать клапаны;
особенно важно, чтобы величина общего гидравлического сопротивления системы отопления (всех колец в контурах) не превышала значения напора циркуляции. В противном случае нагрев охлаждающей жидкости и попытки сбалансировать систему не улучшат циркуляцию.
Циркуляционный насос для открытых систем отопления
Бывает, что меры по уравновешиванию греющего контура гравитационной системы не действуют. Не все причины низкого давления решаются настройкой: выбор неправильного диаметра трубы невозможно исправить без полной реконструкции контура.
Таким образом, для увеличения давления и улучшения циркуляции воды без значительного изменения нагрева в системе устанавливается циркуляционный насос или подкачивающее насосное устройство. Единственное, что потребует его установки – это перенос расширительного бака или его замена на мембранный экспансомат (закрытый сосуд).
При сильном перепаде давления нужен не циркуляционный насос, а более мощный подкачивающий насос. Однако для открытых систем отопления не подходят подкачивающие насосы, так как они создают значительное динамическое давление
Энергопотребление циркуляционных насосов не превышает 100 Вт. Поэтому не стоит опасаться, что это вытолкнет теплоноситель из контура.
Объем воды в системе отопления более-менее постоянный при условии контроля наполнения открытого контура. Поэтому независимо от того, сколько воды циркуляционный насос проталкивает по контуру перед собой, из возвратной трубы в нее будет поступать одинаковое количество воды.
Доводя давление в системе отопления до необходимого, насос позволит растянуть, уменьшить диаметр трубопровода и добиться уравновешенности контура с высоким гидравлическим сопротивлением.
Давление в закрытой системе отопления
Установка современного котла, особенно двухконтурного, определяется продавцами как идеальное решение для отопления жилых помещений. При качественной установке нового котла замкнутая принудительная система работает исправно несколько лет, но однажды давление в ней резко или постепенно снижается. Как найти причину низкого динамического давления?
Закрытая система отопления требует много внимания. Падение или повышение артериального давления одинаково опасно для вас. Отсутствие отопления зимой – худший кошмар для дома.
Галерея изображенийФото из При нагревании охлаждающая жидкость расширяется. Пространство для его расширения обеспечивает одна из камер расширительного бака. Если он заполнен до предела, излишки теплоносителя сливаются через предохранительный клапан. Конструкция системы предполагает установку воздухозаборников на стояки или радиаторы, затем в контуре после котла устанавливается клапан с манометром учитывается самый слабый компонент системы. Нижний предел выбирается исходя из минимальных значений для нормальной работы. Если есть риск падения давления ниже нормальных рабочих значений, установите подпиточный клапан. Восстанавливает подачу теплоносителя, если из-за активного отвода воздуха его объем значительно уменьшается. Внутри устройства установлена мембрана. Когда давление уменьшается, натяжение мембраны ослабляется, позволяя пружине открыться, открывая доступ к воде из сети Устройство понижения давления Предохранительное устройство на фланце Установка устройств на общем коллекторе Предохранительный клапан с манометром Принцип действия предохранительный клапан Правила регулирования предохранительного клапана Клапан подпитки с манометром для систем отопления
Сначала проверяются как подкачивающий, так и циркуляционный насос в отопительном контуре. Это устройство изнашивается быстрее, чем бойлер, расширитель или трубопровод, поэтому его состояние определяется в первую очередь. Важно убедиться, что «тихая» помпа запитана, и только потом принимать меры по замене устройства.
Вообще, рациональнее заранее соорудить в отопительный контур два насоса: один в магистральной трубе, второй в байпасной. Закрытая система отопления не может работать при низком динамическом давлении. Таким образом, вовремя включенный резервный насос убережет дом и трубопровод от промерзания.
Если насос исправен, причиной потери давления является котел или трубопроводная система. В последнюю очередь проверяем котел, в первую очередь контур отопления.
Действия по поиску утечки хладагента
самостоятельно обнаружить утечки в системе отопления можно, если трубы установлены на виду, есть доступ к кранам и ко всем соединительным элементам. Также необходимо удалить декоративное покрытие радиаторов отопления.
Необходимо запустить весь тепловой контур с помощью горелки, внимательно изучая каждое соединение, каждый элемент системы (даже трубы котла). Ищем лужи с водой, влажные пятна на полу, следы сухой воды, ржавые полосы на трубах, радиаторах и вентилях.
Берем маленькое зеркало, выделяем фонариком и осматриваем заднюю часть каждой секции радиатора отопления. Если змеевики предварительно изготовлены из чугуна или алюминия, рекомендуется проверить соединения между секциями. Коррозия, пятна ржавчины – признак протечки, даже если пол под радиатором сухой.
Бывают ситуации, когда давление в контуре медленно падает день за днем. Кроме того, на элементах системы отопления или на полу абсолютно отсутствуют заметные следы протечек. Вернее, утечки есть и их много, но их невозможно обнаружить.
Протекающая вода испаряется на трубе, радиаторе или на поверхности пола, т. Е. Не образуются заметные лужи. Необходимо выявить места возможных протечек теплоносителя, подложить под них мягкие бумажные листы – подойдут салфетки или туалетная бумага. Через несколько часов проверяем влажность бумаги. Если он мокрый, значит, здесь течь.
Работа группы безопасности котла состоит не только из работы манометра, предохранительного клапана и вентиляционного отверстия. Ни один из его съемных элементов или соединений не должен протекать
В доме, оборудованном частично скрытой системой трубопроводов отопления, самостоятельно найти протечки невозможно. Осталось только вызвать теплотехников, которые с помощью специального оборудования будут искать утечки в отопительном контуре.
Теплотехнический поиск утечек в системе отопления проводится в определенной последовательности. Сначала из контура сливается охлаждающая жидкость.
Затем компрессор через резьбовое соединение подключается ко всему отопительному трубопроводу или к его отдельным участкам, оборудованным запорной арматурой. В крайнем случае можно подключить к трубопроводу автомобильный насос.
Через несколько минут после начала нагнетания воздуха в контур отопления вы услышите звук выходящего воздуха в местах утечки. Каждая часть системы отопления, встроенная в стену или пол, в которой обнаружена утечка по звуку, должна быть открыта цементной стяжкой.
Кроме того, утечка устраняется заменой отрезка трубы, затяжкой соединения с обмоткой буксирного ремня или дымом, снятием и установкой новой запорной арматуры.
Потери давления в котле отопления
Сразу заметим, что только теплотехник из сервисной службы может определить точную поломку котельного оборудования. Таких хозяин дома не сможет самостоятельно выяснить, а тем более устранить серьезную поломку, вызвавшую падение давления в котле отопления.
Рассмотрим возможные причины «медленного» изменения давления на манометре котла, которое возникает при исправном состоянии котла.
Трещина в теплообменнике. За годы эксплуатации на стенках теплообменника в котле могут появиться микротрещины. Причины их образования – износ агрегата, ослабление сопротивления при стирке, испытание давлением (гидравлический удар) или заводской брак. По ним протекает теплоноситель, и бойлер необходимо доливать водой каждые 3-5 дней.
Визуально утечку не обнаружить: вода течет плохо, при включении горелки скопившаяся в бойлере влага испаряется. Требуется замена теплообменника, реже он оказывается сварным.
Трехходовой клапан идеален для многокольцевых систем отопления. Однако производительность такого крана сильно зависит от того, как часто он будет очищаться от загрязнений
Давление увеличивается из-за открытого клапана подпитки. На фоне низкого динамического давления в котле и повышенного давления в системе водоснабжения «лишняя» вода через кран сброса попадает в систему отопления. Давление в отопительном контуре увеличивается до тех пор, пока его не нужно будет сбросить через предохранительный клапан котельной группы.
Если давление в водопроводе снизится, теплоноситель отопительного контура будет передавать свой поток котлу, поэтому давление в системе отопления снизится. Аналогичная проблема возникает с неисправным смесителем для макияжа. Необходимо закрыть кран или заменить его.
Повышение давления из-за 3-ходового клапана. В случае неисправности клапана, установленного на двухконтурном котле, вода из «бытового» сектора отопления потечет в систему отопления. Трехходовой клапан требует очистки или замены.
Показания манометра котла не меняются. Если при смене режимов работы котла при повышении или понижении температуры в контуре манометр показывает такое же давление, он «замерзает». Те через трубу, туда забилась грязь от системы отопления. Манометр необходимо заменить.
Низкое давление из-за расширительного бачка
С двухконтурными котлами в закрытых системах отопления часто возникает следующая ситуация: при запуске в режиме отопления значительно повышается давление на манометре котла. Если контур полностью заполнен водой, давление повышается до 3 бар и срабатывает предохранительный клапан, выпуская часть воды.
Хозяин дома выключает конфорку, ждет, пока остынет вода. В этом случае давление падает до минимума. Затем владелец пытается включить котел. Но агрегат не работает, подает сигнал «экстренный». Хотя иногда можно активировать работу двухконтурного котла, если давление не упадет слишком сильно.
Расположение расширителя рядом с отопительным котлом объясняется его важностью для системы отопления. Необходимо тщательно контролировать состояние и функциональность расширительного бака
Осталось только попробовать поднять давление, долив воду в систему в «холодном» режиме (при выключенной горелке) и достигнув показаний манометра на уровне 1,2-1,5 бар. Но котел перезапускается с тем же результатом: давление повышается; срабатывает предохранительный клапан; вода слита; давление холостого хода; котел не хочет работать.
Причин такой неисправности может быть несколько. Однако частый источник проблемы – расширительный бачок. И неважно, где он: внутри или снаружи котла.
Экспансомат разделен на две части гибкой мембраной. В одном теплоноситель, в другом газ (обычно азот) под давлением 1,5 бар. Вода, содержащаяся в нагревательном контуре, расширяясь при нагревании, давит через мембрану на газовый отсек мембранного бака. Чтобы компенсировать повышенное давление в системе, газ в пене сжимается.
После многих лет использования замкнутого отопительного контура арматура, через которую закачивался газ в расширительный бак, начинает протекать. Бывает, что газ сбрасывают сами домовладельцы, не понимающие назначения соски.
В любом случае в пене остается все меньше и меньше газа. Вскоре расширительный бачок уже не в состоянии компенсировать давление расширяющейся теплоносителя в системе, его значения достигают максимума.
Замкнутая система отопления отреагирует на неисправность расширительного бачка резким взлетом и падением динамического давления
Давайте узнаем, как решить проблему с нехваткой газа в пенке. Сначала выключите котел, если он электрический, даже от электросети.
Если расширительный бак встроен в котел, необходимо перекрыть доступ воды к обоим его контурам (или одному). Полностью опорожните бойлер. Если расширитель расположен отдельно от котла, необходимо «свой» отрезок трубопровода от общей сети и слить оттуда воду.
Далее берем автомобильный насос, оборудованный манометром (манометр обязательно), прикрепляем к ниппелю на экспансомате и прокачиваем. Вода потечет из перекрытого участка трубопровода (или из котла, если в нем бак) – качайте дальше.
Следим за манометром помпы. Вода перестала течь и давление достигло 1,2-1,5 бар – перекачиваем воздух.
Осталось открыть запорную арматуру, подать в контур воду на 1,2-1,5 бар, затем включить котел. Система отопления будет работать. Если вы обнаружите, что проблема с давлением снова появилась через некоторое время, замените расширяющийся ниппель, он сильно теряет.
Учтите, что с резервуаром может быть другая проблема, более сложная – разрыв мембраны. Так что прокачка воздухом не поможет, экспансомат придется менять.
Выводы и полезные видео по теме
Фильм №1. Как уравновесить радиаторы в системе отопления дома. Помните, что без вентилей на каждом радиаторе сбалансировать систему не получится.
Фильм №2. Рекомендации теплотехника по восстановлению рабочего давления в замкнутых отопительных контурах. В видео также объясняется процедура откачки «потерявшего газ экспансомат» с завода:
Сбалансированная система отопления будет выполнять свои функции несколько лет. Но однажды характеристики теплоносителя изменятся или критические элементы теплового контура выйдут из строя. Поэтому контроль показателей охлаждающей жидкости с помощью манометров должен осуществляться постоянно, чтобы оперативно реагировать на перепады давления.
Пожалуйста, пишите комментарии, если у вас есть вопросы по теме статьи. Ждем ваших рассказов о вашем опыте нормализации давления в отопительном контуре. Мы и посетители сайта готовы обсуждать спорные вопросы в блоке, расположенном под текстом статьи.