Статическое давление в системе отопления и его расчет +Dbltj

Если давление снижается

В этом случае желательно сразу проверить, как ведет себя статическое давление (остановить насос) – если нет его падения, значит неисправны циркуляционные насосы, которые не создают напор воды. Если же оно тоже снижается, то скорее всего где-то в трубопроводах дома, теплотрассе или самой котельной возникла утечка.

Проще всего локализовать это место отключением различных участков, следя за давлением в системе. Если на очередном отсечении ситуация нормализуется, значит на этом отрезке сети утечка воды. При этом берите в расчет, даже небольшая течь через фланцевое соединение может значительно уменьшить напор теплоносителя.

Виды давления в системе отопления

Различают несколько типов давления, которое поддерживается в отопительной системе. Все они берутся в расчет при планировании строительства, эксплуатации и обслуживании магистрали.

Остановимся конкретно на видах:

1. Статическое. Оно не зависит от того, с какой силой работает насос и температуры жидкости. Показатель определяется объемом воды находящимся в системе, то есть гравитационным воздействием на стенки магистрали столба жидкости.
2. Динамическое. Оно создается напорными нагнетателями, подающими теплоноситель в трубопровод. Кроме этого, напор создается за счет такого явления как конвекция. Регулировка динамического давления осуществляется шаровыми кранами и другими приспособлениями.
3. Максимальное. Указывает на предельную прочность системы. Его превышение недопустимо, так как приводит к возникновению аварийной ситуации. Учитывая то, что температура теплоносителя близка к точке кипения, прорыв трубопровода представляет угрозу не только для интерьера, но для жизни и здоровья людей.

Как правило, в летний период вода из системы отопления многоквартирного дома сливается для проведения регламентных работ, установки котлов, замены батарей и стояков.

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.

Температура наружного воздуха, С	Подача, С	Обратка, С
+5	65	42,55
66,39	40,99
-5	65,6	51,6
-10	76,62	48,57
-15	96,55	52,11
-20	106,31	55,52

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.

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.

Автономные системы отопления

Расширительный бак в автономной системе отопления.

При отсутствии централизованного теплоснабжения в домах устраивают автономные отопительные системы, в которых теплоноситель подогревается индивидуальным котлом небольшой мощности. Если система сообщается с атмосферой через расширительный бачок и теплоноситель в ней циркулирует за счет естественной конвекции, она называется открытой. Если сообщения с атмосферой нет, а рабочая среда циркулирует благодаря насосу, систему называют закрытой. Как уже было сказано, для нормального функционирования таких систем давление воды в них должно составлять примерно 1,5-2 атм. Такой низкий показатель обусловлен сравнительно малой протяженностью трубопроводов, а также небольшим количеством приборов и арматуры, результатом чего становится сравнительно малое гидравлическое сопротивление. Кроме того, из-за небольшой высоты таких домов статическое давление на нижних участках контура редко превышает 0,5 атм.

На этапе запуска автономной системы ее заполняют холодным теплоносителем, выдерживая минимальное давление в закрытых системах отопления 1,5 атм. Не стоит бить тревогу, если через некоторое время после заполнения давление в контуре понизится. Потери давления в данном случае обусловлены выходом из воды воздуха, который растворился в ней при заполнении трубопроводов. Контур следует развоздушить и полностью заполнить теплоносителем, доводя его давление до 1,5 атм.

После разогрева теплоносителя в системе отопления его давление несколько увеличится, достигнув при этом расчетных рабочих значений.

Меры предосторожности

Прибор для измерения давления.

Поскольку при проектировании автономных систем отопления в целях экономии запас прочности закладывают небольшой, даже невысокий скачок давления до 3 атм может вызвать разгерметизацию отдельных элементов или их соединений. Для того чтобы сгладить перепады давления вследствие нестабильной работы насоса или изменения температуры теплоносителя, в закрытой системе отопления устанавливают расширительный бачок. В отличие от аналогичного устройства в системе открытого типа, он не имеет сообщения с атмосферой. Одна или несколько его стенок делаются из упругого материала, благодаря чему бачок выполняет функцию демпфера при скачках давления или гидроударах.

Наличие расширительного бачка не всегда гарантирует поддержание давления в оптимальных пределах. В ряде случаев оно может превысить максимально допустимые значения:

• при неверном подборе емкости расширительного бачка;
• при сбоях в работе циркуляционного насоса;
• при перегреве теплоносителя, что бывает следствием нарушений в работе автоматики котла;
• вследствие неполного открытия запорной арматуры после проведения ремонта или профилактических работ;
• из-за появления воздушной пробки (это явление может провоцировать как рост давления, так и его падение);
• при снижении пропускной способности грязевого фильтра по причине его чрезмерной засоренности.

Поэтому во избежание аварийных ситуаций при устройстве отопительных систем закрытого типа обязательной является установка предохранительного клапана, который сбросит излишки теплоносителя в случае превышения допустимого давления.

Как бороться с перепадами давления

Падение или рост давления приводит к снижению или повышению температуры в помещении, что вызывает ухудшение самочувствия у людей, изменения влажности воздуха, появление грибка и плесени.

1. Обнаружение и ликвидация протечек. Найти их можно путем визуального осмотра всей обвязки и батарей. Ликвидация осуществляется самостоятельно наложением хомутов или специалистами. Если прорыв произошел внутри стены, то целесообразно сделать обводной канал, чтобы не портить отделку.
2. Засоры, накипь и налет устраняются механическим способом. Трубы прочищаются ершиком или в них заливается специальная жидкость. В квартирах с автономным отоплением целесообразно использовать присадки для смягчения воды.
3. Отрегулировать напор в каждом радиаторе. Для этого на них устанавливаются манометры и регуляторы. Таким образом выравнивается давление на каждой батарее, независимо от уровня, на котором она установлена.

Как поднять давление

Сделать это можно несколькими способами. В некоторых случаях может потребоваться помощь профессионалов.

Достижение данной цели осуществляется следующими путями:

1. Установкой вспомогательного насоса. Такой подход выбирается для многоэтажного частного дома. Выбирается агрегат с минимальным уровнем шума, чтобы не нарушать комфортность жителей.
2. Отключением невостребованных теплообменников. В домах есть комнаты, которые пустуют и не нуждаются в прогреве. Если их перекрыть, то насосная система обеспечит нужный напор для остальных комнат.
3. Настройкой давления отдельно для каждого радиатора. Так производится распределение горячей воды в зависимости от потребностей владельцев недвижимости.

Проверка герметичности

Данное мероприятие проводится после монтажа трубопровода, его ремонта, модернизации и перед началом каждого отопительного сезона. Во время пробного запуска в системе создается давление, минимум в 1,5 раза превышающее расчетное динамическое.

Проверка герметичности магистрали проводится в такой последовательности:

1. Внешний осмотр. Обследуются обвязка, батареи, фитинги и котел. Признаками протечки являются следы потеков и ржавчина.
2. Холодный этап. Подается вода, стравливается воздух, давление повышается до минимального рабочего значения. Система выдерживается в таком состоянии не менее 30 минут.
3. Горячий этап. Проводится после соединение трубопровода с котлом. В магистрали создается максимальный напор, теплоноситель нагревается до максимального значения.

Проверка герметичности должна выполняться под постоянным контролем. Если мероприятие прошло успешно, то систему можно вводить в эксплуатацию.

Какие виды давления бывают

Давление в 2 контурном (двухконтурном) котле подразделяется на следующие виды:

• статическое, образующееся под действием гравитации, при увеличении высоты на каждый метр становится выше на 0,1 Бар ;
• динамическое, создается работой насоса (чем больше мощность насоса, тем выше динамическое давление) или при увеличении температуры;
• рабочее, получается путем сложения двух видов давления — статического и динамического;
• избыточное, то, которое фиксирует манометр, это разница атмосферного и измеряемого;
• номинальное, установленное в соответствии с физическими параметрами материалов, из которых изготовлены блоки газового котла, при работе в этом диапазоне гарантируется тот срок службы, которую заявил производитель;
• максимальное, предельно допустимое, гарантирующее исключение аварийных ситуаций и неисправностей;
• опрессовочное, этим давлением происходит тестирование деталей агрегата на производстве,  оно может превышать рабочее в 1,5 раза.

Почему в настенном приборе падает давление? Для начала разберемся, какие виды бывают и как они влияют на работу техники.

• Статическое. Чем больше высота, тем выше показатели. С каждым метром идет повышение на 0,1 бар.
• Динамическое. Принудительная работа насоса создает номинальный напор в закрытой системе.
• Рабочее. Включает два вышеуказанных варианта.
• Избыточное. Определяется манометром как разница между атмосферным и зафиксированным.
• Номинальное. То, которое указал производитель в документации к конкретной модели.
• Максимальное. Тот максимум, который допускается во избежание поломок и аварий.
• Опрессовочное. Используется на производстве при проверке техники.

В контуре отопления показатели измеряются атмосферами

Они могут быть различаться; важно, чтобы значение не превышало допустимые максимальный и минимальный пороги. Низкое значение возможно только при закачке теплоносителя в контур

В остальных случаях оно не должно отклоняться от нормы

В остальных случаях оно не должно отклоняться от нормы.

• Динамическое давление – это давление в теплоносителе, которое проходит по трубопроводу и другим элементам системы отопления;
• Статическое давление – это давление теплоносителя на отопительную систему. Причем теплоноситель находится в состоянии покоя;
• Максимальное давление. При таком рабочем давлении прибор может работать. Если же стрелка поднимается выше указанного уровня, оборудование прекращает свою работу.

Для каждого прибора устанавливается свое значение минимального и максимального давления. Минимальное давление может быть только при начале работы газового котла. По мере нагревания теплоносителя давление должно равняться нормальному рабочему. Если такое значение занижено или превышено, следует рассмотреть причины неправильного давления отопительного прибора.

Высокое давление в отопительной системе обеспечивает безопасность и более высокую температуру кипения теплоносителя, следовательно, повышается экономический эффект установки, а снижение давления ведет к проблемам в системе. Поэтому разберем, почему падает давление в системе отопления двухконтурного котла и как его поднять.

Контроль параметров котельного агрегата осуществляется измерительными приборами – манометрами, основными и дополнительными. Если манометр должен входить в мероприятия по КИПиА, то выбирают модели с электронными датчиками.

Факторы, которые влияют на давление внутри контура:

• Воздействие теплоносителя на стенки элементов сети отопления;
• Высота заложения труб, подвешивания радиаторов и котлоагрегата;
• Конструкция магистральных участков трубопровода.

Величина давления для автономного отопления не нормируется. Допустимые значения параметров сети рассчитывают на основании данных конкретно взятого объекта:

• Тип котла, характеристики труб (диаметр, наличие армирования и др.), тип и количество радиаторов;
• Место установки оборудования, протяженность контура;
• Этажность дома;
• Параметры и состояние внешнего водовода.

Важно знать! Напор в системе определяется самым низким показателем (как, правило, в самой удаленной точке). В прямой и обратке разница напора должна составлять до 0,3…0,5 атм для реализации нормальной циркуляции рабочей жидкости

Подключение одноконтурного и двухконтурного котла

Подключение одноконтурного и двухконтурного котла

Причины падения давления в контуре:

1. Наличие утечек в трубопроводе;
2. Нарушение работы котла, трещины на поверхности теплообменника;
3. Нарушение работы мембранного клапана, отвечающего за безопасность котельного оборудования;

Выход из строя мембраны расширительного бака; Разгерметизация контура подачи горячей воды.

Назначение и конструкция

Традиционная комплектация прибора следующая:

• термостатический вентиль;
• термоголовка с выносным датчиком;
• вентиль термические;
• ограничительный измеритель, учитывающий температуру;
• датчик;
• насос для циркуляции;
• фильтр для воды;
• клапан обратный.

Двухходовые регулировочные устройства применяются везде, но многое зависит от того, из каких материалов они выполнены. Разглядывая особенности конструкции, сразу обмолвимся, что клапаны бывают с одним или 2-мя седлами. Применяя вторую разновидность, регулируются и перекрываются потоки среды работы, причем допустимы значительные перепады давления, с которыми не управится клапан с одним седлом. Сама арматура смотрится как отдельные детали с механическим или электронным приводом. Бывает, дополнительный энергетический источник не предусматривается, благодаря этому его устанавливают уже после того как провели монтажные работы устройства.

Плюсы двухходового клапана:

• обычная конструкция;
• легко ставится;
• для результативной работы не просит вовлечения человека;
• ремонтопригоден;
• надежный;
• долго служит;
• герметичен;
• отличается малым на гидравлике сопротивлением;
• доступен.

Обратив внимание на конструкцию элемента, покажется, что он похож на типовый вентиль, но механизмы существенно отличаются. К примеру, ключевой элемент запорный клапана – шток или шар

Другими словами за ограничение водорасхода отвечает шток, который находится в вертикальном или вертикальном положении, или шар, поворачиваемый вокруг собственной оси на 90 градусов. Не прекращает работу устройство по простой схеме – открывается особое отверстие и через него транспортируется жидкость. Чтобы эти структурные детали функционировали, к клапану подсоединяется привод, для которого требуется электричество или сжатый воздух. Сам привод соединяют воедино с отдельными устройствами, учитывающими системное давление, температуру и иные характеристики.

Конструкция клапанов

Требования ГОСТ и СНиП

Причины перепадов давления

Предпосылок к возникновению этого явления несколько. Перепады возникают в магистралях, установленных в частных домах и многоэтажных строениях.

Причины снижения и критического повышения напора в трубопроводе могут быть следующими:

1. Засорение магистрали. Со временем на ее внутренних стенках образуется известковый налет. Стальные конструкции меняют свои параметры из-за коррозии. Нередко в трубопровод попадают куски прокладок, мусор и пакля.
2. Сбой в работе насосного оборудования. Речь идет об отказе автоматики или резком изменении напряжения в сети. Нагнетательная система может выйти из строя полностью, что приводит к полному отсутствию напора и прекращению циркуляции теплоносителя.
3. Протечки и прорывы. Происходит утечка воды, снижается динамическое и статическое давление, система, если не оснащена обратным клапаном, теряет теплоноситель и заполняется воздухом.

Как показывает практика, ухудшение циркуляции воды по трубопроводу возникает по причине субъективного фактора.

Оптимальные показатели

Существуют общепризнанные среднестатистические нормы:

• Для небольшого частного дома или квартиры с индивидуальным отоплением достаточно давления в пределах от 0,7 до 1,5 атмосфер.
• Для частного домовладения в 2—3 этажа — от 1,5 до 2 атмосфер.
• Для здания в 4 этажа и выше рекомендуются от 2,5 до 4 атмосфер с установкой дополнительных манометров на этажах для контроля.

Внимание! Для проведения расчётов важно понять, какая из двух видов систем устанавливается. Открытая — система отопления, в которой расширительный бак для избыточной жидкости взаимодействует с атмосферой

Открытая — система отопления, в которой расширительный бак для избыточной жидкости взаимодействует с атмосферой

Открытая — система отопления, в которой расширительный бак для избыточной жидкости взаимодействует с атмосферой.

Закрытая — герметичная система отопления. В ней расположен закрытый расширительный сосуд особой формы с мембраной внутри, которая делит его на 2 части. Одна из них заполнена воздухом, а вторая — подсоединена к контуру.

Фото 1. Схема закрытой отопительной системы с мембранным расширительным баком и циркуляционным насосом.

Расширительный сосуд вбирает избыточную воду, когда её объем увеличивается при нагревании. Когда вода остывает и уменьшается в объёме — сосуд восполняет недостаток в системе, предотвращая её разрыв при нагревании энергоносителя.

В открытой системе бак расширения обязательно устанавливают в самой высокой части контура и соединяют, с одной стороны с трубой-стояком, а с другой — с трубой-сливом. Сливная труба страхует бак расширения от переполнения.

В закрытой системе расширительный сосуд можно установить в любой части контура. При нагревании вода поступает в сосуд, а воздух во второй его половине сжимается. В процессе остывания воды давление снижается, а вода под напором сжатого воздуха или другого газа возвращается обратно в сеть.

В открытой системе

Чтобы избыточное давление на открытую систему составило всего 1 атмосферу, необходима установка бака на высоте 10 метров от самой нижней точки контура.

​

А чтобы разрушился котёл, выдерживающий мощность 3 атмосферы (мощность среднестатистического котла), нужно установить открытый бак на высоту больше 30 метров.

Поэтому открытую систему чаще используют в одноэтажных домах.

А давление в ней редко превышает обычное гидростатическое, даже когда вода нагревается.

Потому и дополнительные предохранительные устройства, кроме описанной сливной трубы, не нужны.

Важно! Для нормальной работы открытой системы котёл устанавливают в самой низкой точке, а бак расширения — в самой верхней. Диаметр трубы на входе в котёл должен быть уже, а на выходе — шире

В закрытой

Поскольку давление значительно выше и меняется при нагревании, она обязательно должна быть оборудована предохранительным клапаном, который обычно для 2-этажного здания ставится на показатель 2,5 атмосферы. В небольших домах давление может оставаться в пределах 1,5—2 атмосфер. Если же этажность — от 3-х и выше, пограничные показатели до 4—5 атмосфер, но тогда требуется установка соответствующего котла, дополнительных насосов и манометров.

Наличие насоса даёт преимущества:

1. Длина трубопровода может быть сколько угодно большой.
2. Подсоединение любого количества радиаторов.
3. Используют как последовательную, так и параллельную схему подключения радиаторов.
4. Система работает при минимальных температурах, что экономно в межсезонье.
5. Котёл работает в щадящем режиме, так как принудительная циркуляция быстро двигает воду по трубам, и она не успевает остыть, доходя до крайних точек.

Фото 2. Измерение давления в отопительной системе закрытого типа при помощи манометра. Прибор устанавливается рядом с насосом.

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.

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.

Как устроены СО в частных домах

Отопительные системы можно разделить на две большие группы:

• Открытые – те, которые сообщаются с атмосферой.
• Закрытые (герметичные) – работают с избыточным давлением.

Автономный контур отличается высокой эффективностьюИсточник makipa.ru

В частном секторе, как правило, обустроена автономная СО. Давление в ней зависит от ее параметров и от количества этажей, а само определяет скорость теплоносителя, потери тепла и время, в течение которого проходит цикл теплообмена. Если говорить о контуре с газовым котлом в одноэтажном доме, то давление в котле отопления в норме не превышает 1,5-2 бар.

Устойчивым спросом пользуются электрические котлы для частных систем отопления. Они привлекают своей экологичностью, высоким КПД и невысоким ценником (если сравнивать с газовыми аналогами). Давление в системе с электрокотлом в среднем составляет 1,5-2 бар, и не превышает 3 бар (0,3 МПа).

В большинстве случаев в частном жилье организовывают автономное отопление, позволяющее самостоятельно регулировать его параметры и свои расходы. Но в северных регионах отопление зачастую бывает централизованным, если есть возможность сделать отвод от теплотрассы или от котельной.

Рабочее давление имеет определенные рамкиИсточник saucyintruder.org

В таком случае на входе в дом устанавливают водоструйный элеватор, устройство, предназначенное для понижения температуры и давления сетевого теплоносителя. Температура понижается благодаря смешиванию с водой из СО дома, и таким образом организуется циркуляция в контуре.

Между прямым и обратным трубопроводом поддерживается перепад давления, необходимый для нормального функционирования домашнего контура. Поэтому нагрузка на трубы внутри дома такая же, как в домах с автономным газовым отоплением, не более 2–2,5 атмосферы (0,2–0,25 МПа).