Сбой давления в отопительной системе влечет за собой понижение качества обогрева помещений в доме. Мастер сантехник может, настроить работу отопления один раз и надолго, но бесконечно долгим этот период не будет. Однажды нормальное давление в системе отопления изменится, причем значительно. Поэтому физические показатели теплоносителя, элементов отопительного контура и тепловых приборов необходимо держать под контролем.
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).
Обратите внимание! Вода в контурах отопления гравитационного типа движется за счет разницы плотностей нагретой и остывшей воды. При установке котла ниже приборов отопления циркуляционный напор увеличивается
Специфика давления в гравитационном типе Открытый расширительный бачок Причины увеличенного диаметра труб Решение проблем с низким давлением Сокращение диаметров применяемых труб Значение расширительного бачка Расширительный бак как точка отсчета Устройства для контроля и регулировки Динамическое давление в отопительном контуре развивается искусственным путем – применением электронасоса. 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.
Перепады давления в отопительной системе
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.
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 насос;
- Происходит подпитка водой.
Также повышенное давление в закрытом контуре вызывает неверная балансировка (система зарегулирована) или неисправность отдельных регуляторов-клапанов.
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, предохранительный клапан), 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.
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 открытой отопительной системы 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:
Рц = h * (ро-рг)
В которой:
- Рц – напор циркуляционный;
- h – вертикальная дистанция между центрами котла и нижнего отопительного радиатора;
- рг – плотность прогретого теплоносителя;
- ро – 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.
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 системе с естественным движением 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.
Обратите внимание! 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 монтируются циркуляционный или повысительный насосы. Единственное, что потребует его установка – перенос расширительного бачка или его замена на мембранный экспанзомат (закрытый бачок).
Обратите внимание! 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 закрытая система 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.
Обратите внимание! При нагревании теплоноситель расширяется. Пространство для его расширения обеспечивает одна из камер расширительного бачка. Если она заполнена до предела, излишек теплоносителя отводится через предохранительный клапан.
Прежде всего, проверяется и повысительный, и циркуляционный насос, 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.
Как найти утечку 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 отопительного радиатора. 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.
Обратите внимание! 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. Далее протечка ликвидируется заменой сегмента труб, перетяжкой соединения с подмоткой пакли или фум-ленты, снятием и установкой новой запорной арматуры.
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.
Обратите внимание! 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 двухконтурными котлами 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.
Обратите внимание! 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 – расширительный бачок. 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.
Обратите внимание! 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.
Видео
В сюжете - Давление в системе отопления.
Итог
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.
В продолжение темы посмотрите также наш обзор Установка редуктора давления воды в системе водоснабжения
Теперь буду знать.
ОтветитьУдалитьСпасибо за статью.
ОтветитьУдалить