Тиск у системі опалення – це один із ключових параметрів, від якого залежить ефективність роботи всієї системи, безпека і довговічність обладнання. Правильний тиск забезпечує стабільне функціонування котла, трубопроводів і радіаторів, а також сприяє підтримці оптимального мікроклімату в приміщенні.
Сьогодні індивідуальні системи опалення встановлюють у більшості приватних будинків і багатьох міських квартир. Таке рішення забезпечує низку незаперечних переваг, включно з можливістю регулювання температури в приміщеннях за власним графіком і підтримання комфортного мікроклімату в кожній кімнаті з урахуванням вподобань і фізіологічних особливостей усіх членів сім’ї.
Крім того, такі системи опалення економічно вигідні в експлуатації та дають змогу контролювати важливі експлуатаційні параметри, як-от робочий тиск (РТ) у трубах. Цей показник істотно впливає на ефективність опалення, безпеку і довговічність котла, трубопроводу та іншого дорогого обладнання. Який має бути тиск у системі опалення? Які причини можуть спричиняти його зміни? Як підвищити тиск до нормального рівня? Розглянемо ці питання докладніше.
Що таке робочий тиск котла
Власники приватних будинків і міських квартир, які встановлюють автономне опалення, мають бути знайомі з основними поняттями:
- Для вимірювання тиску використовують різні одиниці: атмосфери, бари, мегапаскалі (МПа).
- У системі присутній статичний тиск, створюваний водою або іншим теплоносієм. Цей параметр зберігається, навіть коли котел не працює.
- Сила, що забезпечує циркуляцію рідини по опалювальному контуру, створює динамічний робочий тиск. Ця характеристика впливає зсередини на кожен елемент системи.
- Кожна система має гранично допустимий тиск у системі опалення. При перевищенні цього показника часто виникають аварійні ситуації.
Найбільш уразливими під час стрибків тиску є радіатори всередині котлів, зазвичай розраховані на максимальний тиск у 3 атмосфери. Трубопроводи та опалювальні батареї менш тендітні і можуть витримувати більш високі навантаження залежно від матеріалу виготовлення.
Вплив обсягу води в системі опалення
Коли в трубах відсутній теплоносій, усередині спостерігається звичайний атмосферний тиск, що становить близько 1 атмосфери або трохи більше 1 бару (1 бар = 0.9869 атм). У міру заповнення трубопроводу водою робочий тиск (РТ) починає змінюватися. Манометри (чутливі датчики) в котлах визначають робочий тиск у системі опалення на підставі двох характеристик:
- Гідростатичний тиск: Створюється в трубопроводі водою або іншим теплоносієм і присутній, навіть якщо котел вимкнений. Цей статичний показник дорівнює параметру стовпа рідини в тепловому контурі і залежить від висоти опалювальної мережі (різниця між найвищою і найнижчою точкою). У відкритих системах опалення в найвищій точці часто встановлюються розширювальні резервуари, тому для визначення висоти мережі враховують рівень води в цьому резервуарі. Практично доведено, що водяний стовп заввишки 10 метрів створює тиск, що дорівнює 1 атмосфері (1 бар, 0.1 МПа).
- Динамічний тиск: У закритих системах цей РД створюється насосом (що забезпечує циркуляцію рідини) і конвекцією (розширенням об’єму теплоносія під час нагрівання та звуженням під час охолодження). Цей показник змінюється в місцях з’єднання труб різного діаметру, де встановлені запірні клапани та інші елементи.
Показник загального РД безпосередньо впливає на швидкість переміщення рідини трубами, ефективність теплообміну між різними ділянками контуру, кількість теплових втрат, ККД системи загалом і якість обігріву приміщення. При підвищенні робочого тиску спостерігається зниження опору контуру і збільшення ККД. За хорошого тиску теплоносій швидко доставляється в найвіддаленіші від котла точки трубопроводу практично з незмінною температурою.
Які показники вважаються оптимальними
Якщо говорити про оптимальний тиск, то слід дотримуватися таких середньостатистичних норм:
- Для невеликих приватних будинків або квартир з індивідуальними системами опалення нормальним вважається тиск від 0.7 до 1.5 бар.
- Для 2-3 поверхових приватних будинків рекомендується підтримувати внутрішній тиск у трубопроводі на рівні 1.5-2 бар.
- Для будівель з 4 і більше поверхами бажано забезпечити тиск 2.5-4 бари, при цьому на кожному поверсі рекомендується встановлювати додаткові манометри для повноцінного контролю.
Особливості відкритих і закритих опалювальних контурів
Під час проведення розрахунків слід враховувати тип опалювальної системи. У відкритих системах опалення розширювальні баки для витіснення надлишкового об’єму рідини взаємодіють з атмосферою. У закритих контурах, які є герметичними, використовуються мембранні розширювальні резервуари. Ці баки розділені на дві частини: одна половина заповнюється повітрям, а інша водою, оскільки з’єднана із загальним трубопровідним контуром. Такі розширювальні посудини поглинають надлишковий об’єм теплоносія під час його нагрівання і розширення. Під час охолодження і зменшення об’єму води мембранний бак компенсує нестачу в системі, запобігаючи розривам контуру.
РД у відкритих системах
Під час розрахунків необхідно враховувати тип системи опалення. У відкритих системах розширювальні баки взаємодіють з атмосферою і служать для витіснення надлишкового об’єму рідини. У закритих контурах, які є герметичними, застосовуються мембранні розширювальні резервуари. Ці баки розділені на дві частини: одна заповнена повітрям, а інша з’єднана з трубопроводом і заповнена водою. Такі посудини поглинають надлишковий об’єм теплоносія під час його нагрівання і розширення. Під час охолодження і скорочення об’єму води мембранний бак компенсує брак теплоносія в системі, запобігаючи розривам контуру.
Тиск у закритих контурах
У таких опалювальних системах, де тиск збільшується під час нагрівання води, необхідно встановлювати запобіжні клапани в контурі. Максимальний тиск цих клапанів налаштовується на рівні 2.5 бару для 2-поверхових будівель. Якщо система призначена для будівель з 4 поверхами або більше, то мінімальний тиск має бути 3 атмосфери, а максимальний – 5 атмосфер. У таких випадках потрібно використовувати відповідні двоконтурні котли, додаткові насоси і манометри.
Використання допоміжних циркуляційних насосних агрегатів надає такі переваги:
- Дозволяє збільшити довжину трубопроводу;
- Дозволяє підключати різну кількість радіаторних батарей;
- Підтримує як послідовне, так і паралельне підключення;
Забезпечує роботу системи за мінімальних температур, що призводить до економії в періоди міжсезоння;
Забезпечує більш м’який режим роботи котла, оскільки примусова циркуляція теплоносія забезпечує його швидке переміщення по трубах і зменшує втрати тепла.
Причини зміни робочого тиску в опалювальному контурі
Якщо в системі опалення приватного будинку спостерігаються коливання тиску навіть після тривалого часу експлуатації, необхідно уважно дослідити можливі проблеми. Серед найпоширеніших причин зниження робочого тиску можна виділити такі:
- Наявність витоків у трубопровідній мережі, часто спричинених недостатньою герметичністю різьбових з’єднань або порушеннями в процесі зварювання поліпропіленових труб. Також витоки можуть виникати в котлах через забруднення елементів або мікротріщини.
- Вихід повітря із системи. На початку опалювального сезону частина повітря виходить із системи, що призводить до природного зниження тиску. Підживлення контуру водою може відновити втрачений об’єм і збільшити тиск.
- Встановлення нових алюмінієвих радіаторів може спричинити окислювальні процеси, внаслідок чого виділяється кисень і утворюється окисна плівка на поверхні радіаторів. Ці хімічні реакції можуть призвести до втрати тиску, і в такому разі також потрібне підживлення системи водою.
- Пошкодження розширювального бака, наприклад, тріщини в мембрані, можуть призвести до просочування води в другу частину з повітрям, що також спричинить зниження тиску.
Якщо говорити про підвищення тиску, то це може бути спричинено такими факторами:
- Зупинка циркуляції рідкого теплоносія, що виникає через закриту засувку в мережі, виникнення повітряної пробки або скупчення накипу на внутрішній поверхні металевих труб.
- Нещільно закритий кран, що дозволяє зайвій воді постійно проникати в контур.
- Невідповідність діаметра труб на виході і вході теплообмінника.
- Встановлення занадто потужного насоса, що може призвести до сильних гідроударів у разі його поломки.
- Неправильно розрахований об’єм розширювальної посудини.
- Закипання води в котлі через встановлення надмірно високої температури нагріву.
Існують й інші причини, що спричиняють постійні стрибки тиску. Для визначення їх необхідно звернутися до фахівців, які допоможуть виявити джерело проблеми.