Динамическое

Такое давление создаётся в первую очередь циркуляционными насосами, а также конвекцией (перемещением жидкости за счёт разницы температур) при нагреве.

На динамический уровень влияют, кроме перечисленного, регуляторы отопления, установленные на радиаторах и в котельной.

Как создать и добавить давление в систему отопления

Чтобы создать или добавить давление в системе отопления, применяют несколько способов.

Опрессовка

Опрессовка — процесс изначального заполнения системы отопления теплоносителем с временным созданием напора, превышающего рабочий.

Внимание! Для новых систем при пусконаладки напор должен быть в 2—3 раза больше нормального, а при регламентных проверках достаточно повышения на 20—40%.

Данная операция может производиться двумя способами:

• Подключение контура отопления к трубопроводу водоснабжения и постепенное заполнение системы до нужных значений с контролем по манометру. Этот способ не подойдёт, если давление в водопроводе недостаточно высокое.
• Использование ручных или электрических насосов. Когда в контуре уже есть теплоноситель, но нет достаточного давления, используются специальные опрессовочные насосы. Жидкость заливается в резервуар насоса, и напор доводится до требуемого уровня.

Фото 1. Процесс опрессовки системы отопления. При этом используется ручной опрессовочный насос.

Проверка тепломагистрали на герметичность и наличие течей

Главная цель опрессовки — выявить неисправные элементы системы отопления в предельном режиме работы, чтобы избежать аварий при дальнейшей эксплуатации. Поэтому следующим действием после данной процедуры является проверка всех элементов на наличие течей. Контроль герметичности выполняется по падению давления в течение определённого времени после опрессовки. Операция состоит из двух этапов:

• Холодная проверка, в ходе которой контур заполнен холодной водой. В течение получаса уровень напора не должен упасть больше, чем на 0,06 МПа. За 120 минут падение должно быть не больше чем 0,02 МПа.
• Горячая проверка, проводится та же процедура, только с горячей водой.

По результатам падения производится вывод о герметичности системы отопления. Если проверка пройдена, уровень напора в трубопроводе сбрасывается до рабочих значений путём удаления лишнего теплоносителя.

Как рассчитать

Вычисление напора в отопительной системе необходимо по двум причинам: для обеспечения циркуляции теплоносителя и для предотвращения разгерметизации некоторых элементов контура вследствие превышения их рабочего давления.

Справка. Максимальное рабочее давление указывается на самих компонентах или в паспорте к ним. Например, для полипропиленовых труб это 4—6 атм, для многих чугунных радиаторов — 5 атм. Расчётный напор не должен превышать допустимого напора самого «слабого звена» отопительного контура.

Чтобы теплоноситель передвигался по трубопроводу, необходимо создать динамическое давление больше статического:

• В схеме с естественной циркуляцией — немного превышает уровень статического.
• При принудительной циркуляции, динамическое значение должно быть как можно больше статического для получения максимального КПД.

Для определения гидростатического давления подойдёт формула p = ρgh, или, упрощая для воды — p = 10000h, где h — высота водяного столба в отопительной системе.

Рабочее давление определяется как сумма статического давления на заданной высоте контура и динамического, создаваемого насосом или процессом конвекции. Максимальное воздействие на трубы создаётся в самой нижней точке системы, в верхней же оно минимально.

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.

Перепад давления

Перепад давления в отоплении — это разница давлений между трубопроводом подачи и обратки, благодаря которой и осуществляется циркуляция теплоносителя. Перепад — это рабочий напор системы. Его требуемое значение зависит от высоты здания:

• в одноэтажных домах в схеме естественной циркуляции — 0,1 МПа на каждые 10 м высоты;
• в домах малой этажности в закрытой схеме — 0,2—0,4 МПа;
• в многоэтажках — до 1 МПа.

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.

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.

Влияние температуры теплоносителя

При нагреве, вода увеличивается в объёме и тем самым приводит к увеличению напора. Например, при температуре 20 °C он может вырасти на 0,1 МПа, а при 70 °C на 0,2 МПа. Таким образом, изменение степени нагретости воды также может использоваться для регулировки давления.

Циркуляционные насосы

Задача циркуляционного насоса — создать перепад давлений для движения теплоносителя. В невысоких домах достаточно одного насоса, установленного в нижней точке системы.

Фото 3. Циркуляционный насос, установленный в системе отопления. Прибор перекачивает теплоноситель по трубам.

В высотных строениях проблема разницы напора на самом нижнем и верхнем этажах встаёт более остро, поскольку статическое давление столба воды оказывается значительным. Для выравнивания напора в таких зданиях используются специализированные повысительные насосы.

Расширительный бак для регулировки показателей

Расширительный бачок является очень важной частью системы отопления. Необходимость в нём объясняется тем, что жидкость почти не сжимаема, поэтому при скачках давления и гидроударах она может повредить трубопровод, радиаторы и другие компоненты. Расширительный бак берёт этот перепад на себя.

В различных схемах используются разные бачки. В схеме с естественной циркуляцией он сообщается с атмосферой и является открытым, устанавливается в самой верхней точке контура. При увеличении напора воды в системе, уровень её в баке будет расти, пока не дойдёт до трубки перелива, соединённой с канализацией.

Так как контур с таким баком сообщается с атмосферой, в нём появляется коррозия, а также жидкость постепенно испаряется с открытой поверхности бачка и нужно отслеживать её уровень.

В закрытой схеме принудительной циркуляции расширительный бак выполнен в виде ёмкости с упругой резиновой мембраной, заполненной с одной стороны сжатым воздухом, а с другой — теплоносителем.

При изменении объёма последнего, воздух сжимается или разряжается, стабилизируя напор в системе.

Регуляторы, клапаны

В небольших зданиях для компенсации перепадов напора достаточно расширительного бачка, но в высотных строениях со сложной конфигурацией отопительной системы приходится прибегать к использованию специальных регуляторов давления. Чувствительная мембрана или поршень измеряют его в месте установки регулятора, а изменение давления производится с помощью силового элемента: груза или пружины. Регуляторы делятся на три типа:

1. «После себя» (редукционные клапаны) — перекрывают сечение потока, тем самым уменьшая напор до установленного уровня на участке после себя.
2. «До себя» (перепускные клапаны) — устанавливают давление до себя, перепуская излишний теплоноситель в трубопровод обратки.
3. Регуляторы перепада (дифференциальные) — поддерживают заданную разницу между двумя участками при помощи двухходового клапана, компенсирующего падение давления.

Сброс показателей

Ручной сброс осуществляется с помощью удаления лишнего объёма теплоносителя из сливного крана, а также изменением степени накачки мембраны расширительного бака.

В случае аварийной ситуации, быстро сбросить напор поможет предохранительный клапан сброса. Существуют модели с фиксированным и настраиваемым значениями. Требуемое значение должно быть выше рабочего, но меньше максимально допустимого давления во всём контуре. При превышении установленного уровня, мембрана клапана открывается и излишки теплоносителя сливаются в канализацию.

Измерение с помощью манометров

Манометры представляют собой приборы с круглой шкалой и стрелкой, указывающей на текущее давление. Устанавливаются они в критически важных точках контура через трёхходовой клапан: после котла, на разветвлениях, у насосов, в группе безопасности. При выборе манометра учитывайте его максимальное значение, которое он способен измерить. Слишком большое (например, 50 атм в системе с 4 атм) приведёт к неточным показаниям, а маленькое — может повредить измерительный прибор.

Фото 4. Манометр для измерения давления в системе отопления. Прибор представляет из себя циферблат с нанесенной на него шкалой.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается, из-за чего могут наблюдаться скачки давления в системе отопления.

Заключение

Контроль и поддержание давления в системах отопления имеет первостепенное значение. Не так страшно, если недостаточно высокое давление приведёт к плохому обогреву помещений. Куда страшнее, когда его превышение вызовет разрыв радиаторов или трубопровода, что может привести к серьёзным ожогам или затоплению здания. Поэтому безопасность превыше всего. Необходимо соблюдать регламентные процедуры, описанные в СНиП и регулярно обслуживать отопительную систему, если значения напора выходят за установленные нормы. Тогда отопление в доме будет максимально эффективным и безопасным.