Чем создать давление в системе отопления закрытого типа

Расчет объема расширительного бака

Обеспечить стабильную работу системы отопления несложно, главное правильно подобрать объем компенсационного резервуара. Расчет объема экспанзомата должен производиться с учетом самого интенсивного режима работы газового котла. При первых запусках отопления температура воздуха еще не очень низкая, поэтому оборудование будет работать со средней нагрузкой. С приходом морозов вода прогревается сильнее и ее количество увеличивается, требуя больше дополнительного места.

Рекомендуется подбирать бак вместительностью не менее 10-12% от всего количества жидкости в системе отопления. Иначе бачок может не справиться с нагрузкой. Самостоятельно рассчитать точную вместительность расширительного бака можно. Для этого сначала определяют количество теплоносителя во всей системе отопления.

Способы расчета объема воды в системе отопления:

1. Полностью слить теплоноситель из труб в ведра или другую емкость, чтобы можно было посчитать литраж.
2. Залить воду в трубы через водосчетчик.
3. Суммируют объемы: вместительность котла, количество жидкости в радиаторах и трубах.
4. Расчет по мощности котла – мощность установленного котла умножают на 15. То есть, для котла 25 кВт нужно будет 375 литров воды (25*15).

После того, как количество теплоносителя посчитано (пример: 25 кВт*15=375 литров воды), рассчитывают объем расширительного бака.

Методов много, но не все они точные и количество воды, вмещающейся в систему отопления может быть значительно больше. Поэтому объем расширительного бака всегда подбирается с небольшим запасом. Методики вычисления довольно сложные. Для одноэтажных домов используют следующую формулу:

Объём расширительного бака = (V*E)/D,

Где

• D – показатель эффективности бака;
• Е – коэффициент расширения жидкости (для воды – 0,0359);
• V – количество воды в системе.

Показатель эффективности бака получаем по формуле:

D = (Pmax—Ps)/(Pmax +1),

Где

• Ps=0,5 бар – это показатель давления зарядки расширительной емкости;
• Pmax – максимальное давление отопительной системы, в среднем 2,5 бар.
• D = (2,5-0,5)/(2,5 +1)=0,57.

Для системы с мощностью котла 25 кВт потребуется расширительный бак объемом: (375*0,0359)/0,57=23,61 л.

И хотя в двухконтурном газовом котле уже имеется встроенный резервуар на 6-8 л, но, глядя на результаты расчетов, понимаем, что стабильного функционирования системы отопления без монтажа дополнительного расширительного бака не получится.

Определяющие факторы: мощность расширительного бачка, тип системы и другое

Давление в отопительной системе зависит от нескольких факторов:

1. Мощность оборудования. Статическое задаётся высотой многоэтажного дома или подъёмом расширительного бака. Динамическая составляющая в большей степени определяется мощностью циркуляционного насоса и в меньшей степени ― мощностью отопительного котла.

При обеспечении нужного давления в системе учитывают появление препятствий для движения теплоносителя в трубах и радиаторах. При длительной эксплуатации в них накапливается накипь, окислы и осадок. Это ведёт к уменьшению диаметра, а значит, к повышению сопротивления движению жидкости. Особенно заметно при повышенной жёсткости (минерализации) воды. Для устранения проблемы периодически проводят тщательную промывку всей отопительной конструкции. В регионах, где вода жёсткая, устанавливают очистные фильтры для горячей воды.

Нормирование рабочего давления в многоквартирных домах

Многоэтажные дома подключаются к центральному отоплению, где теплоноситель поступает от ТЭЦ, или к домовым котельным. В современных отопительных системах показатели поддерживается в соответствии с ГОСТ и СНиП 41-01-2003. Нормальное давление обеспечивает температуру в помещениях 20—22 °С при влажности 30—45%.

В зависимости от этажности здания установлены следующие нормы:

• в домах высотой до 5 этажей 2—4 атм;
• в зданиях до 10 этажей 4—7 атм;
• в сооружениях выше 10 этажей 8—12 атм.

Важно обеспечить равномерный обогрев квартир, расположенных на разных этажах. Нормальным считается условие, когда разница между рабочими давлениями на первом и последнем этаже многоэтажного дома составляет не более 8—10%. Нормальным считается условие, когда разница между рабочими давлениями на первом и последнем этаже многоэтажного дома составляет не более 8—10%

Нормальным считается условие, когда разница между рабочими давлениями на первом и последнем этаже многоэтажного дома составляет не более 8—10%.

В периоды, когда отопление не нужно в системе поддерживаются минимальные показатели. Оно определяется по формуле 0,1(Нх3+5+3), где Н — количество этажей.

Кроме этажности здания, величина зависит от температуры входящего теплоносителя. Установлены минимальные значения: при 130 °С ― 1,7—1,9 атм., при 140 °С ― 2,6—2,8 атм. и при 150 °С ― 3,8 атм.

Внимание! Важную роль в эффективности отопления играет периодическая проверка рабочих показателей. Контролируют их в отопительный сезон и в межсезонье. Во время эксплуатации контроль ведётся по манометрам, установленным на входе и выходе схемы отопления

На входе величина поступающего теплоносителя должна соответствовать установленным нормам

Во время эксплуатации контроль ведётся по манометрам, установленным на входе и выходе схемы отопления. На входе величина поступающего теплоносителя должна соответствовать установленным нормам.

Проверяют разницу давлений на входе и выходе. В норме перепад составляет 0,1—0,2 атм. Отсутствие перепада указывает на отсутствие движения воды на верхние этажи. Увеличение разницы свидетельствует о наличии утечек теплоносителя.

В тёплое время года отопительную систему проверяют с помощью опрессовок. Обычно тестирование обеспечивается холодной водой, прокачиваемой насосом. Разгерметизация системы фиксируется при падении показателей в течение 25—30 минут на величину свыше 0,07 МПа. Нормой считается падение на 0,02 МПа в течение 1,5—2 ч.

Фото 1. Процесс опрессовки системы отопления. Используется электрический насос, который подключен к радиатору.

Какое оптимальное давление должно быть в закрытой системе отопления

Выше рассмотрено отопление «многоэтажек», которое обеспечивается по закрытой схеме. При обустройстве закрытой системы в частных домах существуют нюансы. Обычно используют циркуляционные насосы, которые поддерживают нужные показатели. Главное условие их установки ― создаваемое давление не должно превышать показатели, на которые рассчитан отопительный котёл (указывается в инструкции на оборудование).

В то же время оно должно обеспечивать движение теплоносителя по всей системе, при этом разница температуры воды на выходе из котла и в точке возврата не должна превышать 25—30 °С.

Для частных, одноэтажных строений нормой считается давление в закрытой системе отопления в пределах 1,5—3 атм. Длина трубопровода при самотёке ограничивается 30 м, а при использовании насоса ограничение снимается.

Закрытая система отопления: достоинства и недостатки

Система отопления частного дома – последовательность соединенных трубами элементов, по которым циркулирует теплоноситель. Температура обычно нестабильна, она то выше, то ниже. Вместе с температурой увеличивается/уменьшается объем теплоносителя, так как он, как и любая жидкость, при нагревании расширяется, увеличиваясь в объеме, а при остывании сжимается. Чтобы при нагревании не разорвало трубы или радиаторы, устанавливают специальное устройство – расширительный бачок, в который вытесняется излишек теплоносителя при высокой температуре. Из него же при понижении температуры он попадает обратно с систему. Таким образом поддерживается стабильное давление в контуре отопления (в определенных пределах). Бачок может быть открытого или зарытого типа, соответственно и система тогда называется открытой или закрытой.

Повышение давления из-за расширительного бака

Повышенное давление в контуре может наблюдаться из-за различных проблем с расширительным баком. Среди наиболее частых причин выделяются следующие:

• неправильно рассчитанный объем бака;
• повреждения мембраны;
• неправильно рассчитанное давление в баке;
• неправильно выполненная установка оборудования.

Чаще всего падение или повышение давления в системе наблюдается из-за слишком маленького расширительного бачка. При нагреве вода увеличивается в объеме, примерно на 4% при температуре в 85-90 градусов. Если бак очень маленький, то вода полностью заполняет его пространство, воздух полностью стравливается через клапан, при этом бак уже не выполняет свою главную функцию – компенсация теплового увеличения объем теплоносителя. Как итог, давление в контуре сильно повышается.

Чтобы решить эту проблему, необходимо правильно рассчитывать объем бака, который должен составлять не меньше 10% от общего объема воды в контуре для газового котла и не меньше 20%, если для отопления используется твердотопливный котел. При этом на каждые 15 литров теплоносителя используется мощность в 1 кВт. При расчете мощности следует определять объем по поверхностям нагрева, для каждого отдельно взятого контура, что позволяет получить максимально точные значения.

Причиной перепада давления может стать поврежденная мембрана бака. При этом вода заполняет емкость, манометр показывает, что напор в системе упал. Однако, если подпиточный кран открыть, то уровень давления в системе будет намного больше расчетного рабочего. Исправить ситуацию поможет замена мембраны баллонного бака или полная замена оборудования, если установлен диафрагменный бачок.

Неполадки работы бачка становится одной из причин, почему в отопительной системе наблюдается резкое падение или повышение рабочего давления. Для проверки необходимо полностью слить воду из системы, спустить воздух из бачка, затем начать заливку теплоносителя с замерами давления в котле. При уровне давления 2 бара в котле, манометр, установленный на насосе, должен показывать 1,6 бар. При других значениях для регулировки можно открывать запорный кран, через подпиточный крае добавить воду, сливаемую из бака. Такой метод решения проблемы работает для любого варианта подвода воды – верхнего или нижнего.

Неправильная установка бака также становится причиной резкого изменения давления в сети. Чаще всего из нарушений наблюдается установка бака после циркуляционного насоса, при этом давление резко повышается, тут же наблюдается сброс, сопровождаемый опасными скачками давления. Если ситуацию не исправить, то в системе может произойти гидроудар, все элементы оборудования будут подвергаться повышенным нагрузкам, что отрицательно сказывается на работоспособности контура в целом. Решить проблему поможет переустановка бака на трубу обратки, где ламинарное течение обладает минимальной температурой. Сам бак монтируется не посредственно перед отопительным котлом.

Причин, по которым наблюдаются резкие скачки давления в системе отопления, множество. Чаще всего, это неправильный монтаж и ошибки в расчетах при выборе оборудования, неправильно произведенные настройки системы. Повышенное или пониженное давление крайне негативно сказываются на общем состоянии оборудования, поэтому следует предпринять меры для устранения причины проблемы.

Какое давление в системе отопления – начинаем с азов

Владельцу частного дома или квартиры с автономной системой отопления необходимо знать несколько основных понятий:

1. Давление указывают в атмосферах, барах или мегапаскалях.
2. В сети есть статическое давление, которое создает вода или другой теплоноситель. Этот вид давления существует даже при неработающем котле.
3. Сила, двигающая воду по контуру отопления, создает динамическое давление. Оно, в свою очередь, воздействует на все элементы сети изнутри.
4. Существует понятие предельно допустимого давления. Если давление слишком повышается, может наступить аварийная ситуация.
5. Наиболее уязвимым звеном при скачках давления будет радиатор внутри котла. В зависимости от модели, он способен он выдержать примерно три атмосферы. Трубы и батареи менее хрупкие и могут справиться с гораздо более высокими показателями. Впрочем, от материала, из которого они изготовлены, тоже многое зависит. Поэтому заранее поинтересуйтесь, какие батареи отопления подойдут именно вам.

Так что же конкретно считать рабочим давлением? Еще одно важное для понимания обстоятельство. На этот показатель непосредственно влияют длина трубопровода, этажность здания, число радиаторов в системе

Поэтому его величина должна быть рассчитана еще на этапе проекта с учетом всех особенностей оборудования и материалов.

Для двух-трехэтажных домов оптимальным показателем является 1,5-2 атмосферы. Для жилья большей этажности допустимо рабочее давление в 2-4 атмосферы, при этом желательно устанавливать на этажах дополнительные манометры, чтобы контролировать показатели.

Мы его теряем, или почему давление падает

У постепенного или резкого снижения давления в автономной системе может быть две основных причины:

• неисправность теплообменника,
• одна или несколько утечек в контуре.

Любое повреждение котла нужно диагностировать и оперативно ремонтировать. Среди причин потери давления могут быть загрязнение, микротрещины, высокий износ, недоработка производителя и, опять же, дефекты расширительного бачка. Любая поломка устраняется соответствующим образом.

Нередко же причиной падения давления становятся утечки. Слабых мест немало – это и некачественная спайка пластиковых или металлических труб контура, и неплотные соединения с радиаторами, и прорывы изношенных труб, и трещины в резиновой мембране расширительного бачка, когда теплоноситель попадает и остается в камере для воздуха.

В последнем случае обнаружить утечку можно самостоятельно: достаточно нажать на золотник, с помощью которого в камеру нагнетается воздух. Капающая или текущая изнутри вода подтвердит вашу догадку.

Найти течь в трубопроводе, который часто скрыт внутри пола или стен, достаточно сложно. Для начала стоит осмотреть видимые участки

Обратите внимание на пол, даже если он сухой, в местах протечек могут оставаться пятна от высохшей воды. Отложения солей или ржавчины на местах соединений также могут говорить о потере герметичности

Если конструкция контура позволяет, можно поочередно отключать отдельные участки сети, так поломку найти будет проще.

В случаях скрытого трубопровода или безрезультатности визуального осмотра потребуется опрессовка. Самостоятельно ее выполнить довольно сложно, поскольку требуются и навык, и специальное оборудование. Сначала из системы сливают теплоноситель, котел и радиаторы изолируют, в контур компрессором под давлением нагоняют воздух. В конечном результате давление в сети должно быть на 20 процентов выше рабочей нормы. В таком состоянии систему оставляют на несколько часов и вновь измеряют давление. Если оно упало, надо искать места разгерметизации. Для этого видимые швы можно смазать мыльным раствором, выходящий воздух выдаст себя пузырьками. Подскажет места утечек и характерное шипение.

Места поломок дополнительно уплотняют или же заменяют вышедший из строя участок на новый.

Поддержание

Однажды настроенная и запущенная система отопления не может работать вечно: со временем характеристики ухудшаются, что приводит к некачественному обогреву помещений. Индикатором качества работы отопления и является давление, по его изменениям можно судить о проблемах.

Для обогрева с принудительной циркуляцией падение напора может быть вызвано следующими причинами:

• протечки в контуре;
• проблемы с насосами (неисправность, загрязнение, плохое электропитание);
• повреждение мембраны расширительного бачка;
• неисправность блока безопасности.

К повышению напора могут привести:

• слишком высокая температура теплоносителя;
• маленькое сечение трубопровода;
• загрязнение фильтров или теплоносителя;
• образование воздушных пробок;
• неправильный режим работы насосов.

В системе отопления с естественной циркуляцией проблема повышения давления не стоит, но может иметь место его понижение, однако это является нормальным процессом.

Дело в том, что естественная циркуляция подразумевает саморегуляцию напора теплоносителя. Он движется по трубам благодаря разнице температур между обраткой и подачей: менее плотная горячая вода всплывает вверх. Соответственно, чем большая температура установлена на котле, тем больше напор. Но разница температур будет понижаться при прогреве помещений, поэтому с установлением нужной температуры воздуха в комнате давление упадёт.

Как контролировать давление

Чтобы контролировать самому давление в системе отопления, требуется установка оборудования для контроля. Это манометры с трубкой Бурдона, их расчет монтажа производится по документам, которые регламентируют установку. Их способ работы довольно прост, в систему они устанавливаются с помощью трехходовых кранов, это обеспечивает продувку. Если приобрести для врезки эти краны, то их можно установить, даже не выключая всю систему. Это намного лучше и удобней.

Определение выбора мест установки включает такие основные позиции:

• если присутствуют грязевики, то манометры устанавливаются до и после них. Это необходимо включить в расчет комплектующих для отопительной системы;
• после и перед циркуляционными насосами;
• после и перед отопительным котлом. Если пользуетесь для отопления камином, то манометры не требуются;
• если используется регулятор, то в расчет нужно включить монтаж манометров после и до него;
• возле выхода от теплогенератора.

Вероятные поломки и работы по исправлению

через несколько лет дает сбои

Если вы видите, что происходят эти неисправности, то необходимо предпринять соответствующие меры, но сперва нужно определить, какая конкретно неисправность является причиной сбоев в системе. Разберем основные причины, которые встречаются в системах отопления:

• как правило, появляется такая неисправность, как скрытая утечка при разводке трубопроводной системы. Все варианты отопительных систем могут подвергнуться этой проблеме (исключение только инфракрасные). Для определения причины, помещения нужно обследовать с помощью тепловизора, он выявит дефектные места. Утечка может быть удалена несколькими способами, чаще всего это установка нового участка, подтяжка очень слабого крепления, отдельного участка системы. Желательно это выполнить вовремя, чем затем тратится на капитальный ремонт системы отопления в доме.
• бывает и так, что в снижении давления виноват не трубопровод, а другое оборудование. Причинами могут быть такие неисправности, как деформация мембраны в расширительном бачке. В этом случае нужно осмотреть непосредственно компенсационный бак. Ремонт в данном случае состоит только в установке нового ниппеля. Такая неисправность убирается очень быстро. Но причиной бывает разрыв мембраны или неверный расчет размера бака. В этом случае нужна установка нового оборудования, точнее замена расширительного бачка;
• причиной снижения давления может быть и такая проблема, как образование трещины на теплообменнике. Случается это во время эксплуатации водного отопления, но возможна и такая причина, как полный физический его износ или брак при изготовлении котла. В этом случае вероятно потребуется установка нового оборудования. Особенно тщательно необходимо следить за газовым оборудованием многоэтажного дома;
• иногда давление снижается не из-за поломки отопительной системы. В трубопроводе может быть воздушный карман, из него воздух со временем выходит, дом начинает хуже обогреваться, давление понемногу снижается. Необходимо отыскать этот карман, удалить весь воздух из системы. Но если отопительную систему смонтировать правильно, то эта проблема просто не появится. Потому, когда происходит установка, нужно внимательно соблюдать все этапы, чтобы соединить узлы точно по инструкции.

Что делать, когда давление в системе повышается

Но не все время давление в системе отопления снижается, бывает и так, что давление в системе частного дома увеличивается. Причинами этих неисправностей могут быть:

• неисправности в регуляторе. При понижении температуры, он может давать сигнал на отключение подачи воды от котла. Принцип устройства системы отопления допускает эту возможность, но исправить проблему очень легко: никакой расчет тут делать не требуется, нужно отрегулировать настройки регулятора, чтобы не было полного закрытия клапанов;
• при поломке автоматики, то есть, если расчет и установка были сделаны неправильно, система может все время подпитываться, а давление увеличиваться. Для устранения неисправности нужно закрыть одну линию, затем наладить автоматику циркуляции теплоносителя;
• человеческий фактор. К примеру, один из кранов закрыт, задвижка после профилактических мероприятий просто не была открыта. Зачастую это случается, если происходит отопление камином. Внимательно посмотрите на все краны подачи воды, если необходимо, то откройте их;
• причиной высокого давления бывает и воздушная пробка (так же, как и снижения). Ее нужно обнаружить и убрать;
• увеличивается давление из-за загрязненности фильтра. В этом случае необходимо сделать правильно его чистку, затем протестировать отопление дома. Иногда необходима установка нового фильтра для отопительной системы.

Гидравлический расчёт и монтаж трубопроводов

Гидравлический расчёт производится на этапе проектирования и является основой для функционирования системы. Формулы гидравлики довольно сложны и выходят за рамки данной статьи, поэтому перечислим основные их следствия, показывающие, что может влиять на перепад давления:

• Материал трубопровода. Более шершавый, такой как асбестоцемент или стальная труба после длительной эксплуатации замедляют поток жидкости.

  Фото 2. Забитые трубы отопления. Из-за этого может нарушаться давление в отопительной системе.

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

• Переходы с большего сечения на меньшее.
• Повороты, изгибы — увеличивают гидравлическое сопротивление трубопровода.
• Внутреннее строение радиаторов и их сечение.
• Запорная и регулирующая арматура.

В ходе вычислений также определяется скорость движения воды, её оптимальное значение — 0,3-0,7 м/с. При меньших значениях возможно образование воздушных пробок и слишком большой разброс температур между радиаторами, а при больших будет возникать шум движения жидкости и повысится износ трубопровода мелкими абразивными частицами в теплоносителе.

Технология заполнения: куда подавать теплоноситель

Необходимыми средствами являются емкость и насос, создающий требуемое давление жидкого теплоносителя. Вполне подойдут погружные типа “Гном” или “Малыш” (популярные у садоводов, использующих их для полива участков, расположенных выше уровней водоемов). Имеются свидетельства об успешном заполнении закрытых систем посредством ручных насосов – от используемых для опрыскивания защитными растворами огородных культур, до специализированных ручных насосов, применяемых для перекачки из бочек моторных топлив или жидких химических продуктов. Любую схему отопления можно успешно заполнить, контролируя давление по манометру.

Заполнение системы антифризом посредством погружного вибронасоса.

Первой операцией является выбор точки входа жидкости. Если напор, создаваемый насосом, поднимает жидкость до верха системы, следует подключаться в низшей точке котельной – патрубку подпитки теплоносителем, врезанному перед котлом в «обратку». Кроме входа подпитки необходим конструктивно отдельный выход слива (два разных узла системы). Первый оборудуется вентилем (шаровым краном) и обратным клапаном, второй – только вентилем (шаровым краном). Если низшая точка системы является штуцером слива воды из котла, то можно через него спустить/заполнить систему водой. Поскольку за котельным сливом (вообще за сливом) не устанавливается обратный клапан, любое выключение насоса повлечет вытекание закачанной жидкости – нужно быстро перекрывать кран перед штуцером.

Конструкция типового узла слива/подпитки.