Какой должен быть перепад теплоносителя системы отопления. Что считается нормой? Методы регулирования отопления

Следом за сбоем давления в отопительной системе приходит проблема – падает качество обогрева помещений в доме. Можно, конечно, настроить работу отопления один раз и надолго, но бесконечно долгим этот период не будет. Однажды нормальное давление в системе отопления изменится, причем значительно.

Мы расскажем вам, как держать под контролем физические показатели теплоносителя. У нас вы узнаете, как обеспечить стабильную скорость перемещения нагретой воды по трубопроводу к приборам. Поймете, как получать и поддерживать комфортную температуру в помещениях.

В предложенной к рассмотрению статье подробно изложены причины падения давления в системах закрытого и открытого типа. Приведены эффективные методы балансировки. Представленные к ознакомлению сведения дополнены схемами, пошаговыми инструкциями, фото и видео-руководствами.

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).

Галерея изображений

Динамическое давление в отопительном контуре развивается искусственным путем – . 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.

Последствия нестабильности в контурах

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.

Правильная обвязка позволит подключить котел к отопительному контуру так, как необходимо для качественной работы теплосистемы

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 повысительный насос;
• происходит подпитка водой.

Также повышенное давление в вызывает неверная балансировка кранами (система зарегулирована) или неисправность отдельных регуляторов-клапанов.

Для контроля рабочих параметров в закрытых отопительных контурах и для их автоматической регулировки устанавливается группа безопасности:

Галерея изображений

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, ), 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.

Необходимое для циркуляции воды давление достигается напором в подающем стояке или повысительным насосом (+)

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 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:

Р ц = h (р о -р г),

• Р ц – напор циркуляционный;
• h – вертикальная дистанция между центрами котла и нижнего отопительного радиатора;
• р г – плотность прогретого теплоносителя;
• р о – 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.

Чем ближе на подающем контуре радиатор к котлу, тем лучше он прогревается. Регуляторы позволяют распределить тепло между всеми радиаторами системы отопления

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 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.

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 или повысительное насосное устройство. Единственное, что потребует его установка – перенос расширительного бачка или его замена на мембранный экспанзомат (закрытый бачок).

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 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.

Галерея изображений

Прежде всего, проверяется и повысительный, и , 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.

Шаги поиска утечки 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 . 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.

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.

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.

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 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.

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 – . 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.

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.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик #1. Как осуществить балансировку отопительных радиаторов в домашней отопительной системе. Напомним, что без вентилей на каждом отопительном радиаторе сбалансировать систему не получится.

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.

Пишите, пожалуйста, комментарии, если у вас возникли вопросы по теме статьи. Ждем ваших рассказов о собственном опыте в нормализации давления в отопительном контуре. Мы и посетители сайта готовы обсудить спорные моменты в расположенном под текстом статьи блоке.

Каждая отопительная система обладает уникальным набором взаимосвязанных технических характеристик, которые определяют её эффективность, надёжность/бесперебойность и безопасность. Важнейшими показателями можно считать температуру теплоносителя на различных участках и, конечно, рабочее давление. Для многих пользователей высокое давление в системе отопления кажется явлением не совсем понятным и даже опасным. Однако это не просто побочный эффект, который нужно ежеминутно мониторить и поддерживать на заданном уровне, а инструмент, с помощью которого можно контролировать работоспособность отопления.

Немного теории о давлении в отопительной системе

Откуда берётся и от чего зависит давление

Пока трубопроводы, радиаторы и теплообменники находятся без теплоносителя, в системе наблюдается обычное атмосферное давление (1 бар). По мере заполнения отопительной установки водой или антифризом показатели сразу начнут расти, пусть и незначительно. Это связано с тем, что воздух вытесняется, а на стенки всех элементов системы изнутри начинает воздействовать жидкость. Холодная жидкость. Это давление появляется за счёт гравитации, даже когда котёл ещё не включали и насосы не начинали качать. Чем выше разведены трубы – тем оно будет больше.

Во время запуска теплогенератора ситуация стремительно меняется. При увеличении температуры теплоноситель расширяется, и напор начинает резко повышаться. Ещё больше становится нагрузка на стенки, когда для циркуляции активируется насосное оборудование.

Получается, что напор воды в системе отопления зависит от производительности теплогенератора (температуры нагрева) и мощности насосного оборудования. Очень важно, какая схема отопления применяется, как произведены гидравлические расчёты, правильно ли подобраны и смонтированы комплектующие, насколько точно система отрегулирована. Например, чем меньше сечение прохода трубы на определённом участке, тем больше там будет гидравлическое сопротивление, и тем выше окажется давление. Так будет действовать любое заужение, в том числе засоры или пробки из воздуха.

Заметим, что давление в сети автономного отопления на разных участках не бывает одинаковым. Причины просты:

• температура на обратке ниже, чем в подающем трубопровноде (тем более на выходе из котла);
• энергия/начальная скорость, которую вода получает от насоса по мере продвижения по контуру, падает;
• сечение труб для разных участков подбирается дифференцированно, и сила протока может регулироваться запорной арматурой.

Какие виды давления рассматриваются в теплотехнике

Чтобы вникнуть в суть вопроса и не запутаться, необходимо разобраться с терминологией. В популярных публикациях встречается несколько определений:

1. Статическое давление системы отопления возникает из-за силы притяжения, действующей на холодный теплоноситель. При повышении высоты разводки на 1 метр напор водяного столба на стенки труб, приборов и устройств увеличивается на 0,1 бар.
2. Динамическое. Появляется, когда теплоноситель нагнетается насосом, либо жидкость начинает двигаться под действием нагрева.
3. Рабочее. Складывается из статического и динамического. Для различных объектов оно будет отличаться.
4. Избыточное. Это – положительная разность измеряемого давления и атмосферного (показания барометра). Именно эту разницу мы определяем манометрами, установленными в отопительной системе.
5. Абсолютное. Сумма атмосферного и избыточного давления.
6. Номинальное (условное). Показатель, характеризующий прочностные характеристики оборудования, при котором гарантируется заявленный производителем срок службы.
7. Максимальное. Предельное давление, при котором отопительная система может работать без отказов и аварий.
8. Опрессовочное. После сборки или обслуживания систему тестируют под нагрузкой. Каким давлением испытывают отопление? Обычно с превышением рабочего в 1,2-1,5 раза.

Испытание трубопроводов давлением

Как пользоваться информацией о давлении

Оптимальное давление в отопительной системе

Рассчитывается давление в каждом случае индивидуально. Например, для конструкций с естественной циркуляцией оно будет не намного больше статического. В одноэтажных коттеджах, где реализована принудительная циркуляция насосами, рабочее давление устанавливают в пределах 1,5-2,5 бар. С повышением этажности напор приходится повышать, чтобы теплоноситель нормально циркулировал. Так для пятиэтажки он достигает 4 бар, в девятиэтажном доме – до 7 бар, а в высотных новостройках – до 10 бар. В зависимости от этих показателей подбирают тип труб для разводки и модель отопительных приборов с заданным номинальным давлением.

Контроль и регулирование давления

Для мониторинга применяются манометры, которые позволяют в реальном времени фиксировать избыточное давление. Эти приборы могут носить как чисто информативную функцию, так и обладать электрическими контактами, коммутирующими вспомогательные устройства или блокирующими работу системы при отклонениях давления.

Устанавливают манометры посредством трёхходовых фитингов, чтобы можно было произвести замену или обслуживание устройства без остановки системы. Учитывая тот факт, что на разных участках фактический напор будет отличаться, манометров нужно несколько. Обычно их монтируют:

• на выходе из котла и на входе,
• с обеих сторон циркуляционного насоса и регулятора,
• с обеих сторон фильтров грубой очистки (можно определить их критическое загрязнение),
• в самой высокой и самой низкой точке системы,
• возле разветвлений и коллекторов.

Лучше использовать несколько манометров

Чтобы компенсировать объём расширяющегося теплоносителя (например, когда котёл после «спящего режима» переходит в работу на полной мощности) и предотвратить резкий скачок давления, в закрытых системах используются мембранные расширительные баки. В системах с естественной циркуляцией применяют расширительный бак открытого типа, который монтируют в самой высокой точке системы.

Важнейшую роль для поддержания рабочего напора играет «группа безопасности». На многоходовом корпусе устанавливается манометр, воздухоотводчик и предохранительный клапан. Манометр показывает существующий напор воды. Автоматический воздухоотводчик используется для удаления воздушных пробок. Через клапан происходит спуск некоторого количества теплоносителя, пока давление не придёт в норму.

В больших зданиях для автоматического поддержания давления и управления расходом теплоносителя нужно активно манипулировать напором. Для этого в систему врезают регуляторы давления, работающие по принципу «после себя» или «до себя».

Устройство мембранного расширительного бака

Почему скачет давление в сети

О чём говорит повышение давления теплоносителя в отопительной системе:

• Существенный перегрев теплоносителя.
• Недостаточное сечение труб
• Большое количество отложений в трубопроводах и отопительных приборах.
• Воздушные пробки.
• Слишком высокая производительность насоса.
• Открыта подпитка.
• Система «зарегулирована» кранами (возможно, перекрыта какая-то задвижка, некорректно работают клапаны или регуляторы).

Блок безопасности в сборе

О чём говорит падение давления:

• Разгерметизация системы и утечка теплоносителя.
• Отказ насосного оборудования.
• Разрыв мембраны расширительного бака.
• Нарушение работы блока безопасности.
• Переток теплоносителя из отопительного контура в контур подпитки.
• Засоры труб, фильтров, радиаторов. Проток перекрыт запорно-регулирующим устройством. В обоих случаях потеря давления в отопительной системе наблюдается после препятствия.

Как видим, есть объективные технические условия, меняя которые, можно установить оптимальное рабочее давление на стадии реализации проекта и управлять им в процессе эксплуатации. Но рано или поздно стрелки манометров отклоняются от установленных значений. Существенные перепады давления на одних и тех же участках сигнализируют о том, что система начала работать неправильно, и нужно искать причину неполадок.

Видео: давление с расширительном баке котла

Для обеспечения надежной работы тепловой сети и абонентских установок необходимо ограничить изменение давления в системе допустимыми пределами. При этом особое значение имеет режим подпитки и изменение давления в обратной магистрали. Повышение давления в обратном трубопроводе может вызвать недопустимый рост давлений в отопительных системах, присоединенных по зависимым схемам. Падение давления приводит к опорожнению верхних точек местных систем и к нарушению циркуляции в них.

Для ограничения колебаний давления в системе в одной, а при сложном рельефе местности в нескольких точках сети изменяют давление в зависимости от режима работы системы. Такие точки называются точками регулируемого давления . В тех случаях, когда по условиям работы системы давление в этих точках поддерживается постоянным как при статическом, так и при динамическом режимах, они называются нейтральными .

Постоянное давление в нейтральной точке поддерживается автоматически подпиточным устройством.

В небольших по протяженности сетях, когда статическое давление может быть равно давлению у всасывающего патрубка сетевого насоса, нейтральная точка О устанавливается у всасывающего патрубка сетевого насоса (рис. 6.3). Давление подпиточного насоса, выбранное из условия заполнения системы водой, сохраняется неизменным и при динамическом режиме, что обеспечивает наиболее простую схему подпиточного устройства.

В разветвленных тепловых сетях (рис. 6.4) закрепление нейтральной точки на одной из магистралей не обеспечивает необходимой устойчивости гидравлического режима. Допустим, что нейтральная точка О закреплена на обратной магистрали района II (график 1). При сокращении расхода воды в сетях этого района потери давления в трубопроводах уменьшаются, что при постоянном давлении в точке О приводит к росту давления у всасывающего патрубка сетевого насоса и к соответствующему повышению давления в магистралях района I (график 2).

При прекращении циркуляции в сети района II , давление во всасывающем патрубке сетевого насоса повысится до статического. Это приведет к дальнейшему росту давления во всех точках системы района I (график 3) и может быть причиной аварий в абонентских системах.

Поэтому нейтральную точку не следует размещать ни на одной из работающих магистралей. Закрепление нейтральной точки должно быть сделано на специально выполненной перемычке у сетевого насоса. Во время работы насоса в перемычке происходит циркуляция воды. Падение давления в перемычке равно падению давления в сети (рис. 6.5, а ). Давление в нейтральной точке используется в качестве импульса, регулирующего величину подпитки.

При падении давления в системе и понижении давления в точке О увеличивается открытие регулятора подпитки РП и возрастает подача воды подпиточным насосом. С ростом давления в сети, например, при повышении температуры сетевой воды, давление в нейтральной точке возрастает, и клапан РП прикрывается, уменьшая подачу воды. Если после закрытия клапана РП давление продолжает расти, то дренажный клапан ДК сливает часть воды, давление восстанавливается.

Рис. 6.5. Пьезометрический график и схема подпитки сети с нейтральной точкой на перемычке сетевого насоса: АОВ – пьезометрический график перемычки;
I, II, III – пьезометрические графики соответственно районов I, II, III

Регулирование давления в сети можно осуществить с помощью регулировочных вентилей 1 и 2 на перемычке насоса (рис. 6.5, а ). Так, частичное прикрытие вентиля 1 увеличивает давление у всасывающего патрубка сетевого насоса, что приводит к росту давления в сети. При полностью закрытом вентиле 1 циркуляция в перемычке прекращается, и давление у всасывающего патрубка Н вс становится равным давлению в точке О. Давление в системе возрастает. Пьезометрический график перемещается вверх параллельно самому себе и занимает предельно высокое положение. Если закрыт регулировочный вентиль 2 (рис. 6.5), то давление на нагнетательном патрубке сетевого насоса становится равным давлению в нейтральной точке. Пьезометрический график переместится вниз до предельно низкого положения.

При сложном рельефе местности с большой разностью геодезических отметок или в случае присоединения группы зданий повышенной этажности не всегда представляется возможным принять одну величину гидростатического давления для всех абонентов. В этих условиях необходимо разделить систему на зоны с независимым гидравлическим режимом (рис. 6.6).

Основная нейтральная точка О закрепляется на перемычке сетевого насоса СН. Статическое давление S I – S I придерживается автоматически регулятором подпитки РП 1 и подпиточным насосом ПН 1 . Дополнительная нейтральная точка О II размещается на обратной линии в зоне II . Постоянное давление в ней поддерживается с помощью регулятора давления «до себя» РДДС. В случае прекращения циркуляции в сети и падения давления в верхней зоне РДДС закрывается, одновременно закрывается и обратный клапан ОК, установленный на подающей линии. Благодаря этому верхняя зона гидравлически изолируется от нижней. Подпитка верхней зоны осуществляется с помощью подпиточного насоса ПН II и регулятора подпитки РП II по импульсу давлений в точке О II .

Рис. 6.6. Пьезометрический график и схема тепловой сети с двумя нейтральными точками

Рассмотренная выше технология регулирования давления по так называемой нейтральной точке является общепринятой в учебной литературе, однако редко используется на практике. Как правило, в большинстве систем теплоснабжения основной точкой регулирования давления является точка в обратной магистрали теплоисточника во всасывающем трубопроводе сетевых насосов. Использование этой точки позволяет обеспечить надежную работу сетевых насосов, однако не гарантирует надежного гидравлического режима всей системы. Так, в открытых системах теплоснабжения при максимальном водоразборе возможно опорожнение верхних этажей зданий через обратную магистраль. На кафедре ТГВ УлГТУ разработана современная технология регулирования давления в тепловых сетях по давлению у критического, наиболее неблагополучного абонента (рис. 6.7).

В момент максимального водоразбора падает давление сетевой воды в обратной магистрали (линия 2’ на пьезометрическом графике). Снижение давления улавливает датчик давления, установленный на обратной магистрали теплосети в точке подключения «неблагополучной» местной системы отопления. Сигнал от датчика направляется на регулятор подпитки. Подпиточный насос увеличивает подачу воды из бака-аккумулятора в тепловую сеть до тех пор, пока давление не повысится до величины, обеспечивающей минимальный избыточный напор в обратной магистрали тепловой сети (линия 2” на пьезометрическом графике).

Здравствуйте, друзья! Эта статья написана мной в соавторстве с Александром Фокиным, начальником отдела маркетинга ОАО «Теплоконтроль», г.Сафоново, Смоленская область. Александр отлично знаком с устройством и работой регуляторов давления в системе отопления.

В одной из самых распространенных схем для тепловых пунктов здании – зависимой, с элеваторным смешением, регуляторы давления прямого действия РД «после себя» служат для создания необходимого напора перед элеватором. Рассмотрим немного, что представляет собой регулятор давления прямого действия. Прежде всего, нужно сказать, что регуляторы давления прямого действия не требуют дополнительных источников энергии, и в этом их несомненное достоинство и преимущество.

Принцип работы регулятора давления состоит в уравновешивании давления пружины настройки и давления теплоносителя, предаваемого через мембрану (мягкую диафрагму). Мембрана воспринимает импульсы давления с обеих сторон и сопоставляет их разницу с заданной, устанавливаемой посредством соответствующего сжатия пружины гайкой настройки.

Каждому числу оборотов соответствует автоматически поддерживаемый перепад давлений. Отличительная особенность мембраны в регуляторе давления после себя – это то, что по обе стороны мембраны воздействуют не два импульса давления теплоносителя, как у регулятора перепада давлений (расхода), а один, а со второй стороны мембраны присутствует атмосферное давление.

Импульс давления РД «после себя» отбирается на выходе из клапана по направлению движения теплоносителя, поддерживая заданное давление постоянным в точке отбора этого импульса.

При увеличении давления на входе в РД, он прикрывается, защищая систему от избыточного давления. Установку РД на требуемое давление осуществляют гайкой настройки.

Рассмотрим конкретный случай. На входе в ИТП давление 8 кгс/см2, температурный график 150/70 °С, и мы предварительно сделали расчет элеватора и просчитали минимально необходимый располагаемый напор перед элеватором, эта цифра получилась у нас равной 2 кгс/см2. Располагаемый напор — это разница давлений между подачей и обраткой перед элеватором.

Для температурного графика 150/70 °C минимально необходимый располагаемый напор, как правило, в результате расчета получается 1,8-2,4 кгс/см2, а для температурного графика 130/70 °С минимально необходимый располагаемый напор обычно составляет 1,4-1,7 кгс/см2. У нас напомню, получилась цифра 2 кгс/см2, и график — 150/70 °С. Давление в обратке — 4 кгс/см2.

Следовательно, чтобы добиться необходимого просчитанного нами располагаемого напора, давление перед элеватором должно быть 6 кгс/см2. А на вводе в тепловой пункт, давление у нас, напомню, 8 кгс/см2. Значит, РД у нас должен сработать так, чтобы сбросить давление с 8 до 6 кгс/см2, и держать его постоянным «после себя» равным 6 кгс/см2.

Подходим к основной теме статьи – как выбрать регулятор давления для данного конкретного случая. Сразу поясню, регулятор давления выбирают по пропускной способности. Пропускная способность обозначается как Kv, реже встречается обозначение KN. Пропускная способность Kv считается по формуле: Kv = G/√∆P. Пропускную способность можно понимать как способность РД пропускать необходимое количество теплоносителя при наличии нужного постоянного перепада давлений.

В технической литературе встречается также понятие Kvs – это пропускная способность клапана в максимально открытом положении. На практике зачастую наблюдал и наблюдаю, РД подбирают и затем приобретают по диаметру трубопровода. Это не совсем верно.

Производим далее наш расчет. Цифру расхода G, м3/час получить несложно. Она рассчитывается из формулы G = Q/((t1-t2)*0,001). Необходимая цифра Q у нас есть обязательно, в договоре теплоснабжения. Примем Q = 0,98 Гкал/час. Температурный график 150/70 С, следовательно t = 150, t2 = 70 °С. В результате расчета у нас получится цифра 12,25 м3/час. Теперь необходимо определить перепад давлений ∆P. Что в общем случае обозначает эта цифра? Это разница между давлением на входе в тепловой пункт (в нашем случае 8 кгс/см2) и необходимым давлением после регулятора (в нашем случае 6 кгс/см2).

Производим расчет.
Kv = 12,25/√(8-6) = 8,67 м3/час.
В технико — методических пособиях рекомендуют эту цифру умножать еще на 1,2. После умножения на 1,2 получаем 10,404 м3/час.

Итак, пропускная способность клапана у нас есть. Что необходимо делать дальше? Дальше нужно определиться РД какой фирмы вы будете приобретать, и посмотреть технические данные. Скажем, вы решили приобрести РД-НО от компании ОАО Теплоконтроль. Заходим на сайт компании http://www.tcontrol.ru/ , находим необходимый регулятор РД-НО, смотрим его технические характеристики.

Видим, что для диаметра dу 32 мм пропускная способность 10 м3/час, а для диаметра dу 40мм пропускная способность 16 м3/час. В нашем случае Kv = 10,404, и следовательно, так как рекомендуется выбирать ближайший больший диаметр, то выбираем — dу 40 мм. На этом расчет и выбор регулятора давления считаем законченным.

Касаемо, РД-НО нашего производства. Действительно раньше была проблема с мембранами: качество российской резины оставляло желать лучшего. Но уже года 2 с половиной мы делаем мембраны из материала компании EFBE (Франция) - мирового лидера в области производства резинотканных мембранных полотен. Как только заменили материал мембран, так сразу фактически прекратились жалобы на их разрыв.

При этом хотелось бы отметить один из нюансов конструкции мембранного узла у РД-НО. В отличие от представленных на рынке российских и импортных аналогов мембрана у РД-НО не формованная, а плоская, что позволяет при ее разрыве заменить на любой сходный по эластичности кусок резины (от автомобильной камеры, транспортерной ленты и т.д.).

У регуляторов давления других производителей, как правило, необходимо заказывать именно «родную» мембрану. Хотя честно стоит сказать, что разрыв мембраны особенно при работе на воде температурой до 130˚С - это болезнь, как правило, отечественных регуляторов. Зарубежные производители изначально используют высоконадежные материалы при изготовлении мембраны.

Сальники.

Изначально в конструкции РД-НО было сальниковое уплотнение, представлявшее собой подпружиненные фторопластовые манжеты (3-4 штуки). Несмотря на всю простоту и надежность конструкции, периодически их приходилось поджимать гайкой сальника, чтобы предотвратить утечку среды.

Вообще, исходя из опыта, любое сальниковое уплотнение имеет склонность к потере герметичности: фторкаучук (EPDM), фторопласт, политетрафторэтилен (PTFE), терморасширенный графит - ил-за попаданий механических частиц в область сальника, из «корявой сборки», недостаточной чистоты обработки штока, термического расширения деталей и т.д. Течет все: и Данфосс (чтобы они не говорили), и Самсон с LDM (хотя здесь это исключение), про отечественную регулирующую арматуру я вообще молчу. Вопрос только в том, когда потечет: в течение первых месяцев эксплуатации или в дальнейшем.

Поэтому мы приняли стратегическое решение отказаться от традиционного сальникового уплотнения и заменить его сильфоном. Т.е. использовать так называемое «сильфонное уплотнение», дающее абсолютную герметичность сальникового узла. Т.е. герметичность сальникового узла теперь не зависит ни от перепадов температур, ни от попадания механических частиц в область штока и т.д. - она зависит исключительно от ресурса и циклопрочности применяемых сильфонов. Дополнительно, на случай выхода из строя сильфона, предусмотрено дублирующее уплотняющее кольцо из фторопласта.

Впервые мы применили это решение на регуляторах давления РДПД, а с конца 2013 года начали выпускать и модернизированный РД-НО. При этом нам удалось вместить сильфоны в существующие корпуса. Обычно самым большим (да и по сути единственным минусом) сильфонных клапанов является увеличенные габаритные размеры.

Хотя, мы считаем, что примененные сильфоны не полностью подходят для решения этих задач: думаем, что их ресурса не хватит на все положенные 10 лет работы регулятора (которые обозначены в ГОСТе). Поэтому сейчас мы пробуем заменить используемые трубчатые сильфоны на новые мембранные (их ещё мало кто использует), которые имеют в несколько раз больший ресурс, меньшие габариты при большей «эластичности» и т.д. Но пока за год выпуска сильфонных РД-НО и за 4 года выпуска РДПД ни одной жалобы на разрыв сильфона и утечку среды не было.

Ещё хотел бы отметить, разгруженную клеточную конструкцию клапана РД-НО. Благодаря этой конструкции, он имеет почти идеальную линейную характеристику. А так же невозможность перекоса клапана в результате попадания всякого хлама, плавающего в трубах.

За счет чего создается перепад давлений в системах водоснабжения и отопления? Для чего он нужен? Как регулировать перепад? В силу каких обстоятельств в системе отопления падает давление? В статье мы попытаемся ответить на эти вопросы.

Функции

Для начала узнаем, для чего создается перепад. Его основная функция - обеспечение циркуляции теплоносителя. Вода постоянно будет двигаться из точки с громадным давлением в точку, где давление меньше. Чем больше перепад - чем больше скорость.

Полезно: ограничивающим причиной делается растущее с повышением скорости потока гидравлическое сопротивление.

Помимо этого, перепад искусственно создается между циркуляционными врезками тёплого водоснабжения в одну нитку (подачу либо обратку).

Циркуляция в этом случае делает две функции:

1. Снабжает стабильно большую температуру полотенцесушителей , каковые во всех современных зданиях размыкают собой один из соединенных попарно стояков ГВС.
2. Гарантирует стремительное поступление тёплой воды к смесителю независимо от времени дней и водоразбора по стояку. В ветхих зданиях без циркуляционных врезок воду по утрам приходится подолгу сливать до ее нагрева.

Наконец, перепад создается современными устройствами учета расхода воды и тепла.

Как и для чего? Для ответа на данный вопрос необходимо отослать читателя к закону Бернулли, в соответствии с которому статическое давление потока обратно пропорционально скорости его перемещения.

Это дает нам возможность сконструировать прибор, регистрирующий расход воды без применения ненадежных крыльчаток:

• Пропускаем поток через переход сечения.
• Регистрируем давления в узкой части счетчика и в главной трубе.

Зная давления и диаметры, при помощи электроники возможно рассчитывать в настоящем времени расход и скорость потока воды; при применении же термодатчиков на выходе и входе из контура отопления несложно вычислить количество оставшегося в системе отопления тепла. Заодно по отличию расхода на подающем и обратном трубопроводах рассчитывается потребление тёплой воды.

Создание перепада

Как создается перепад давлений?

Элеватор

Основной элемент системы отопления многоквартирного дома - элеваторный узел. Его сердцем есть сам элеватор - невзрачная чугунная трубка с тремя соплом и фланцами в.Прежде, чем растолковать принцип работы элеватора, стоит упомянуть одну из неприятностей центрального отопления.

Существует такое понятие, как температурный график - таблица зависимости температур автострад подачи и обратки от погодных условий. Приведем маленькую выдержку из него.

Отклонения от графика в громадную и меньшую сторону одинаково нежелательны. В первом случае в квартирах будет холодно, во втором - быстро растут затраты энергоносителя на ТЭЦ либо котельной.

Наряду с этим, как легко подметить, разброс между обратным трубопроводом и подачей велик. При циркуляции, достаточно медленной для таковой дельты температур, температура отопительных устройств будет распределена неравномерно. Обитатели квартир, чьи батареи подключены к стоякам подачи, будут мучиться от жары, а обладатели радиаторов на обратке - мерзнуть.

Элеватор снабжает частичную рециркуляцию теплоносителя из обратного трубопровода. Впрыскивая через сопло стремительную струю тёплой воды, он в полном соответствии с законом Бернулли формирует стремительный поток с низким статическим давлением, который затягивает дополнительную массу воды через подсос.

Температура смеси заметно ниже, чем у подачи, и немного выше, чем на обратном трубопроводе. Скорость циркуляции оказывается высокой, а отличие температур между батареями - минимальной.

Подпорная шайба

Это несложное приспособление является диском из стали толщиной не меньше миллиметра с просверленным в нем отверстием. Оно ставится на фланец элеваторного узла между циркуляционными врезками. Шайбы ставятся и на подающем, и на обратном трубопроводе.

Принципиально важно: для обычной работы элеваторного узла диаметр отверстий подпорных шайб должен быть больше диаметра сопла. В большинстве случаев отличие образовывает 1-2 миллиметра.

Циркуляционный насос

В автономных системах отопления напор создается одним либо несколькими (по числу свободных контуров) циркуляционными насосами. Наиболее распространенные устройства - с мокрым ротором - являются конструкцией с неспециализированным валом для ротора и крыльчатки электромотора. Теплоноситель делает функции смазки и охлаждения подшипников.

Значения

Каков перепад давлений между различными участками отопительной системы?

• Между подающей и обратной нитками теплотрассы он образовывает приблизительно 20 - 30 метров, либо 2 - 3 кгс/см2.

Справка: избыточное давление в одну атмосферу поднимает водяной столб на высоту 10 метров.

• Перепад между смесью по окончании элеватора и обратным трубопроводом - всего 2 метра, либо 0,2 кгс/см2.
• Перепад на подпорной шайбе между циркуляционными врезками элеваторного узла редко превышает 1 метр.
• Напор, создаваемый циркуляционным насосом с мокрым ротором, в большинстве случаев варьируется от 2 до 6 метров (0,2 - 0,6 кгс/см2).

Регулировка

Как отрегулировать напор в элеваторном узле?

Подпорная шайба

В случае если быть правильным, при подпорной шайбы требуется не регулировка напора, а периодическая замена шайбы на аналогичнуюиз-за абразивного износа узкого металлического страницы в технической воде. Как своими руками заменить шайбу?

Инструкция, в общем, достаточно несложна:

1. Все задвижки либо вентиля в элеваторе перекрываются.
2. Раскрывается по одному сброснику на обратке и подаче для осушения узла.
3. Раскручиваются болты на фланце.
4. Вместо ветхой шайбы устанавливается новая, снабженная парой прокладок - по одной с каждой стороны.

Совет: в отсутствие паронита шайбы вырезаются из ветхой автомобильной камеры. Не забудьте вырезать ушко, которое разрешит завести шайбу в паз фланца.

1. Болты стягиваются попарно, крест-накрест. По окончании того, как прокладки прижаты, гайки закручиваются до упора не более чем на пол-оборота за раз. В случае если поспешить, неравномерное сжатие непременно приведет к тому, что прокладку оторвёт давлением с одной стороны фланца.

Система отопления

Перепад между смесью и обраткой штатно регулируется лишь заменой, завариванием либо рассверливанием сопла. Но время от времени появляется необходимость убрать перепад, не останавливая отопления (в большинстве случаев, при важных отклонениях от температурного графика в пик холодов).

Это делается регулировкой входной задвижки на обратном трубопроводе; тем самым мы убираем перепад между прямой и обратной нитками и между смесью и обраткой.

1. Замеряем давление на подаче по окончании входной задвижки.
2. Переключаем ГВС на подающую нитку.
3. Вкручиваем манометр в сбросник на обратке.
4. Всецело закрываем входную обратную задвижку и позже неспешно открываем ее, пока перепад не уменьшится от начального на 0,2 кгс/см2. Манипуляция с последующим открытием и закрытием задвижки нужна чтобы ее щечки максимально опустились на штоке. В случае если задвижку, щечки смогут просесть в будущем; цена смехотворной экономии времени - как минимум размороженное подъездное отопление.
5. Температура обратного трубопровода контролируется с промежутком в день. При необходимости ее предстоящего понижения перепад убирается по 0,2 атмосферы за раз.

Давление в автономном контуре

Яркое значение слова "перепад" - изменение уровня, падение. В рамках статьи мы затронем и его. Итак, из-за чего падает давление в системе отопления, если она представляет собой замкнутый контур?

Для начала отыщем в памяти: вода фактически несжимаема.

Избыточное давление в контуре создается за счет двух факторов:

• Наличия в системе мембранного расширительного бака с его воздушной подушкой.

• радиаторов отопления и Упругости труб. Их эластичность пытается к нулю, но при большой площади внутренней поверхности контура данный фактор также отражается на внутреннем давлении.

С практической стороны это указывает, что регистрируемое манометром падение давления в системе отопления в большинстве случаев вызвано очень малым трансформацией объема контура либо уменьшением количества теплоносителя.

А вот вероятный перечень того и другого:

• При нагреве полипропилен расширяется посильнее, чем вода. При запуске собранной из полипропилена системы отопления давление в ней может незначительно упасть.
• Многие материалы (а также алюминий) достаточно пластичны чтобы при долгом действии умеренных давлений поменять форму. Алюминиевые радиаторы смогут просто-напросто раздуваться со временем.
• Растворенные в воде газы неспешно покидают контур через воздухоотводчик, воздействуя на настоящий количество воды в нем.
• Большой нагрев теплоносителя при заниженном объеме расширительного бака отопления может приводить к срабатыванию предохранительного клапана.

Наконец, нельзя исключать и в полной мере настоящие неисправности: незначительные течи по швам сварки и стыкам секций, травящий ниппель микротрещины и расширительного бака в теплообменнике котла.

Заключение

Сохраняем надежду, что нам удалось ответить на накопившиеся у читателя вопросы. Прикрепленное к статье видео, как в большинстве случаев, предложит его вниманию дополнительные тематические материалы. Удач!