Кроме того, такие системы отопления экономически выгодны в эксплуатации и позволяют контролировать важные эксплуатационные параметры, такие как рабочее давление (РД) в трубах. Этот показатель существенно влияет на эффективность отопления, безопасность и долговечность котла, трубопровода и другого дорогостоящего оборудования. Какое должно быть давление в системе отопления? Какие причины могут вызывать его изменения? Как повысить давление до нормального уровня? Рассмотрим эти вопросы подробнее.
Что такое рабочее давление котла
Владельцы частных домов и городских квартир, устанавливающие автономное отопление, должны быть знакомы с основными понятиями:
- Для измерения давления используются разные единицы: атмосферы, бары, мегапаскали (МПа).
- В системе присутствует статическое давление, создаваемое водой или другим теплоносителем. Этот параметр сохраняется, даже когда котел не работает.
- Сила, обеспечивающая циркуляцию жидкости по отопительному контуру, создает динамическое рабочее давление. Эта характеристика воздействует изнутри на каждый элемент системы.
- Каждая система имеет предельно допустимое давление в системе отопления. При превышении этого показателя часто возникают аварийные ситуации.
Наиболее уязвимыми при скачках давления являются радиаторы внутри котлов, обычно рассчитанные на максимальное давление в 3 атмосферы. Трубопроводы и отопительные батареи менее хрупки и могут выдерживать более высокие нагрузки в зависимости от материала изготовления.
Влияние объема воды в системе отопления
Когда в трубах отсутствует теплоноситель, внутри наблюдается обычное атмосферное давление, составляющее около 1 атмосферы или чуть более 1 бара (1 бар = 0.9869 атм). По мере заполнения трубопровода водой рабочее давление (РД) начинает изменяться. Манометры (чувствительные датчики) в котлах определяют рабочее давление в системе отопления на основании двух характеристик:
- Гидростатическое давление: Создается в трубопроводе водой или другим теплоносителем и присутствует, даже если котел отключен. Этот статический показатель равен параметру столба жидкости в тепловом контуре и зависит от высоты отопительной сети (разница между наивысшей и самой низкой точкой). В открытых системах отопления в наивысшей точке часто устанавливаются расширительные резервуары, поэтому для определения высоты сети учитывают уровень воды в этом резервуаре. Практически доказано, что водяной столб высотой 10 метров создает давление, равное 1 атмосфере (1 бар, 0.1 МПа).
- Динамическое давление: В закрытых системах это РД создается насосом (обеспечивающим циркуляцию жидкости) и конвекцией (расширением объема теплоносителя при нагревании и сужением при охлаждении). Этот показатель меняется в местах соединения труб разного диаметра, где установлены запорные клапаны и другие элементы.
Показатель общего РД напрямую влияет на скорость перемещения жидкости по трубам, эффективность теплообмена между различными участками контура, количество тепловых потерь, КПД системы в целом и качество обогрева помещения. При повышении рабочего давления наблюдается снижение сопротивления контура и увеличение КПД. При хорошем давлении теплоноситель быстро доставляется в наиболее отдаленные от котла точки трубопровода практически с неизменной температурой.
Какие показатели считаются оптимальными
Если говорить об оптимальном давлении, то следует придерживаться следующих среднестатистических норм:
- Для небольших частных домов или квартир с индивидуальными системами отопления нормальным считается давление от 0.7 до 1.5 бар.
- Для 2–3 этажных частных домов рекомендуется поддерживать внутреннее давление в трубопроводе на уровне 1.5–2 бар.
- Для зданий с 4 и более этажами желательно обеспечить давление 2.5–4 бара, при этом на каждом этаже рекомендуется устанавливать дополнительные манометры для полноценного контроля.
Особенности открытых и закрытых отопительных контуров
При проведении расчетов следует учитывать тип отопительной системы. В открытых системах отопления расширительные баки для вытеснения избыточного объема жидкости взаимодействуют с атмосферой. В закрытых контурах, которые являются герметичными, используются мембранные расширительные резервуары. Эти баки разделены на две части: одна половина заполняется воздухом, а другая водой, так как соединена с общим трубопроводным контуром. Такие расширительные сосуды поглощают избыточный объем теплоносителя при его нагреве и расширении. При охлаждении и уменьшении объема воды мембранный бак компенсирует недостаток в системе, предотвращая разрывы контура.
РД в открытых системах
При расчетах необходимо учитывать тип системы отопления. В открытых системах расширительные баки взаимодействуют с атмосферой и служат для вытеснения избыточного объема жидкости. В закрытых контурах, которые являются герметичными, применяются мембранные расширительные резервуары. Эти баки разделены на две части: одна заполнена воздухом, а другая соединена с трубопроводом и заполнена водой. Такие сосуды поглощают избыточный объем теплоносителя при его нагреве и расширении. При охлаждении и сокращении объема воды мембранный бак компенсирует нехватку теплоносителя в системе, предотвращая разрывы контура.
Давление в закрытых контурах
В таких отопительных системах, где давление увеличивается при нагреве воды, необходимо устанавливать предохранительные клапаны в контуре. Максимальное давление этих клапанов настраивается на уровне 2.5 бара для 2-этажных зданий. Если система предназначена для зданий с 4 этажами или более, то минимальное давление должно быть 3 атмосферы, а максимальное — 5 атмосфер. В таких случаях требуется использовать соответствующие двухконтурные котлы, дополнительные насосы и манометры.
Использование вспомогательных циркуляционных насосных агрегатов предоставляет следующие преимущества:
- Позволяет увеличить длину трубопровода;
- Позволяет подключать различное количество радиаторных батарей;
- Поддерживает как последовательное, так и параллельное подключение;
- Обеспечивает работу системы при минимальных температурах, что приводит к экономии в периоды межсезонья;
- Обеспечивает более мягкий режим работы котла, поскольку принудительная циркуляция теплоносителя обеспечивает его быстрое перемещение по трубам и уменьшает потери тепла.
Причины изменения рабочего давления в отопительном контуре
Если в системе отопления частного дома наблюдаются колебания давления даже после продолжительного времени эксплуатации, необходимо внимательно исследовать возможные проблемы. Среди наиболее распространенных причин снижения рабочего давления можно выделить следующие:
- Наличие утечек в трубопроводной сети, часто вызванных недостаточной герметичностью резьбовых соединений или нарушениями в процессе сварки полипропиленовых труб. Также утечки могут возникать в котлах из-за загрязнения элементов или микротрещин.
- Выход воздуха из системы. В начале отопительного сезона часть воздуха выходит из системы, что приводит к естественному снижению давления. Подпитка контура водой может восстановить потерянный объем и увеличить давление.
- Установка новых алюминиевых радиаторов может вызвать окислительные процессы, в результате чего выделяется кислород и образуется окисная пленка на поверхности радиаторов. Эти химические реакции могут привести к потере давления, и в таком случае также требуется подпитка системы водой.
- Повреждения расширительного бака, например, трещины в мембране, могут привести к просачиванию воды во вторую часть с воздухом, что также вызовет снижение давления.
Если говорить о повышении давления, то это может быть вызвано следующими факторами:
- Остановка циркуляции жидкого теплоносителя, возникающая из-за закрытой задвижки в сети, возникновения воздушной пробки или скопления накипи на внутренней поверхности металлических труб.
- Неплотно закрытый кран, позволяющий излишней воде постоянно проникать в контур.
- Несоответствие диаметра труб на выходе и входе теплообменника.
- Установка слишком мощного насоса, что может привести к сильным гидроударам в случае его поломки.
- Неправильно рассчитанный объем расширительного сосуда.
- Закипание воды в котле из-за установки чрезмерно высокой температуры нагрева.
Существуют и другие причины, вызывающие постоянные скачки давления. Для определения их необходимо обратиться к специалистам, которые помогут выявить источник пробл