Давление в системе отопления: какое должно быть в многоэтажном и частном доме

Любая индивидуальная система отопления на газовом, электрическом или твердотопливном котле использует в качестве теплоносителя рабочую жидкость, которая должна обладать определенными характеристиками, в том числе – иметь соответствующее рабочее давление в отопительной системе частного дома. Значение напора теплоносителя определяет свойства и характеристики материалов, приборов и оборудования, которое будет использовано в системе. Потому рабочее давление в трубах отопления многоквартирного или частного дома влияет на стоимость монтажа отопительной системы в целом, на безопасную и длительную ее эксплуатацию, на графики ремонта и профилактического обслуживания оборудования и теплотрассы.

О параметрах напора жидкости хозяину дома или квартиры рекомендуется знать следующее:

1. Измеряется давление атмосферах (Атм), барах (Бар) или мегапаскалях (МПа);
2. В трубопроводе может быть напорное давление воды в системе отопления, а также статический напор, который есть всегда и независимо от того, это отопление многоквартирного дома или загородного жилья. Статическое давление в системе отопления будет присутствовать даже при выключенном котле, если рабочая жидкость не слита из магистрали;
3. Напорное (динамическое) давление в системе индивидуального или централизованного отопления создается при перемещении теплоносителя по контуру силой гравитации или при помощи циркуляционного насоса. Этот параметр воздействует на все элементы отопления;
4. Существует термин предельно максимальное или предельно допустимое давление. При превышении этого порога может произойти авария или выйти из строя какой-либо элемент системы;
5. Рубашка (теплообменник) котла является самым слабым звеном в трассе при перепадах напора жидкости в системе отопления. Среднее значение предельно допустимого давления в разных моделях котлов – около 3 Атм. Трубы, радиаторы, фитинги и запорная арматура могут выдержать гораздо более высокое давление, что также зависит и от материала изготовления, и от диаметра изделия, и от параметров его эксплуатации;

На среднее арифметическое значение показателя напора жидкости в отоплении многоквартирного или загородного дома влияют также длина магистрали, высота дома и количество этажей в нем, количество радиаторов, диаметр трассы, и многое другое. Рабочее и избыточное давление должны рассчитываться при проектировании системы с тем, чтобы по этим параметрам можно было подобрать оборудование и приборы для конкретной тепломагистрали.

Для малоэтажных зданий диапазон напора теплоносителя в подающем трубопрооде — 1,5-2 Атм. Для высотных зданий параметры теплоносителя системы отопления по давлению лежат в диапазоне 2-4 Атм. Для любых отапливаемых объектов в трубопровод устанавливается контрольно-измерительная аппаратура, в том числе и манометр.

Зачем контролировать давление в системе отопления открытого и закрытого типа

Индивидуальные отопительные системы классифицируются по двум типам:

1. Открытая система отопления под напором, в которой через расширительный резервуар в трубы может попасть воздух, а теплоноситель перемещается по трубам благодаря циркуляционному насосу или естественной гравитации. В такой схеме установка манометра систему отопления обязательна;
2. Закрытая схема с повышенным напором в трубах, рабочая жидкость изолирована от воздуха.

Чтобы открытое отопление работало в пределах нормы, котел монтируется в самой низкой точке помещения, расширительная емкость – в самой высокой. Диаметр трубопровода на выходе теплового генератора должен быть больше, чем на входе. Обычно в таких схемах присутствует низкое давление, поэтому схему используют в малоэтажных домах.

В закрытой схеме в небольших домах хватает давления в системе отопления 1,5-2 Атм при небольшой протяженности теплотрассы и расчетным количеством обогревательных приборов (батарей, регистров или радиаторов). В домах этажностью более пяти этажей рекомендуется установить циркуляционный насос.

Производительность системы повышают именно включением насоса, мощность которого позволяет удлинять магистраль отопления на любое расстояние, а количество радиаторов – не ограничивать. В закрытой системе отопления радиаторы подключаются по любой схеме – последовательно или параллельно, с нижним, верхним или диагональным подключением. Также в закрытой системе отопления параметры давления таковы, что нагрузка на теплообменник котла всегда будет безопасной.

Контроль и регулировка давления в системе отопления централизованного или индивидуального обустройства производится стрелочными манометрами, не требующими подключения к электросети. В зависимости от показателей манометра, тепловое давление можно повысить или снизить.

Устанавливают манометры на трубе подачи и трубе обратного хода котла, на верхнем и нижнем уровнях магистрали, перед циркуляционным насосом и после насоса. Иногда дополнительные приборы для измерения давления врезают в разветвления трубопровода. Но простой контроль не позволяет решить проблему, как поднять давление в системе отопления или отрегулировать его в сторону уменьшения.

Причины роста избыточного давления

Иногда давление подаваемой рабочей жидкости возрастает, что видно по показаниям манометров, и этот избыток появляется вследствие следующих причин:

1. Температура рабочей жидкости увеличилась, и она расширилась;
2. Носитель тепла перестал перемещаться по трубам;
3. Перекрыт клапан или задвижка на участке трассы;
4. Труба засорилась или появился воздух, образовавший пробку;
5. При неплотно закрытом вентиле подачи в котел постоянно поступает холодная вода;
6. Не соблюден расчетный диаметр труб;
7. Насос слишком мощный или неправильно установлен.

После выяснения конкретной причины возникшей поломки ее устраняют, но так бывает не всегда. Иногда давление в центральной или индивидуальной системе отопления повышается скачкообразно, и это может быть вызвано закипанием рабочей жидкости в котле. Такое поэтому резкое повышение давления нужно срочно уменьшить, и для этого существует расширительный бак закрытого или открытого типа.

Расширительный резервуар не нужен в системе центрального отопления, но в индивидуальной схеме он обязателен. Мембранный резервуар — это герметичный бак, состоящий из двух камер с резиновой перегородкой между ними. Одна камера служит для горячей рабочей жидкости, вторая — для воздуха. При перегревании теплоносителя и росте давления резиновая мембрана смещается и расширяет объем камеры минимизирует возможный гидравлический удар от перепада давления.

Кроме расширительного бачка, при закипании или резком возрастании давления в системе по другой причине в трубы врезаются предохранительные и перепускные клапаны, чтобы снизить давление под напором. При повышении давления некоторый объем горячей воды сливается в канализацию, предохраняя трубы и котел от разрушения. Перепускные клапаны перенаправляют рабочую жидкость в малый контур, также защищая схему от перегрева и выхода из строя.

Жесткая вода сильно влияет на состояние внутренних стенок труб и запорной арматуры, так как отложения минеральных солей уменьшают диаметр изделий, тем самым повышая давление в системе и в радиаторах теплотрассы.

Поэтому лучшая профилактическая меры – водоподготовка, то есть, наполнение магистрали заранее подготовленной и обессоленной жидкостью. При заливке в котел обычной водопроводной воды его придется постоянно чистить, как и всю систему. Для этого используют как механические средства очистки, так и химические реагенты или специальное оборудование (гидродинамическую машину).

Почему падает давление в трубах

Давление может иметь сниженные показатели и уменьшаться плавно, постепенно, или резко, скачкообразно. У такого поведения контура могут быть две причины:

1. Теплообменник котла вышел из строя – протекает или забит;
2. Утечка воды в схеме монтажа трубопровода.

При поломке котла провести диагностику неисправности и отремонтировать агрегат не всегда можно своими руками, потому что причиной выхода котла из строя могут быть:

1. Грязь и засоры в емкости котла;
2. Микротрещины в корпусе или в рубашке теплообменника;
3. Высокая степень износа всех узлов схемы;
4. Заводские дефекты теплового генератора или дефекты расширительного резервуара;
5. Нарушения корпусов запорной арматуры.

Утечка в трубах или в котле – самая распространенная поломка, приводящая к снижению давления в разводке схемы. Местом протечки может быть плохая пайка полипропиленовых труб или некачественная сварка металлических изделий, неплотные сопряжения труб с радиаторами, и трещины в изношенных узлах и элементах магистрали, трещины в мембране расширительного резервуара, и так далее. При этом неисправность расширительного бачка обнаруживается легко и быстро, без помощи специалистов: нужно несильно нажать на нагнетающий золотник, и если из камеры потечет или начнет капать вода, то мембрану необходимо срочно менять.

Место протечки в трубах разводки найти сложнее, особенно, если магистраль смонтирована скрытно – в нишах стен или под полом. Первым делом проводят визуальный осмотр открытых видимых участков трассы: даже на сухом полу при небольших протечках могут остаться засохшие пятна от воды – это солевые отложения или ржавчина, если трубы металлические. При правильно организованной схеме разводки аварийный участок теплотрассы можно отключить без остановки всей системы (для этого существуют коллекторы или байпасы), и безопасно обнаружить и ликвидировать неисправность.

Если визуальный осмотр не дал никаких результатов, а также, если трасса теплопровода установлена скрытым способом, магистраль необходимо опрессовать. Это значит, что в систему необходимо подать теплоноситель под высоким, максимально возможным давлением, чтобы выявить места утечки теплоносителя. Своими силами опрессовку провести сложно, так как для этого потребуется специальное компрессорное оборудование и опыт.

Теоретически опрессовка проводится следующим образом: сначала фиксируется существующее давление в системе, затем из труб сливается вся рабочая жидкость, котел и обогревательные приборы (полотенцесушители, батареи, регистры или радиаторы) изолируются, а в контур при помощи компрессора подают воздух под давлением, на 20% выше от номинального. В «накачанном» состоянии трубы должны простоять 3-5 часов, после чего повторяют замер давления в магистрали. Если давление понизилось, ищут участок, где происходит утечка: открытые взгляду стыки и швы трубопровода смазывают раствором мыла, и, если воздух будет выходить, он будет выходить с шипением и образовывать пузырьки. Аварийный участок необходимо загерметизировать или же заменить новыми трубами.

Если давления нет в системе центрального отопления, то это может быть авария на стороне котельной, или же точно такая утечка в теплотрассе, как было описано выше.

Если давление в трубах скачет в течение нескольких дней или недель, то необходимо проверить все соединения, стыки, фитинги, на предмет их герметичности и работоспособности. Это такие узлы, как:

1. Манометры и воздухоотводчики;
2. Предохранительные и перепускные клапана;
3. Автоматические воздухоотводчики и другое автоматическое оборудования для контроля и регулировки давления.

Как работает мембранный расширительный бачок и как рассчитать его объем

Расширительный мембранный резервуар — это герметичная металлическая или пластиковая емкость, которая поделена на две герметичных камеры резиновой мембраной. Камера для воды подключена к контуру отопления схемы трубной разводки. Водяная камера подключена к контуру отопления. В воздушной камере создается рабочее давление, и сколько бар необходимо поддерживать в этом отсеке расширительной емкости, зависит от конкретной схемы отопления, длины труб, количества радиаторов и характеристик котла.

Циркуляционный насос, врезанный в отопительный трубный контур, создает номинальное давление для рабочей жидкости. Кроме того, дополнительное давление появляется от нагрева теплоносителя. Объем воды, который появляется вследствие ее расширения и повышения давления, подается в водяную камеру расширительного резервуара. Так как при рабочем давлении в трубах оно будет всегда выше, чем в воздушном отсеке резервуара, резиновая мембрана выгибается, изменяя объем обеих камер. Поэтому повышенное давление в водяной камере уменьшается из-за того, что в воздушной камере давление увеличивается. Такая конструкция бачка помогает поддерживать показатель давления в трубах приблизительно на одном стабильном уровне. Излишки нагретой воды сливаются в канализацию дома или квартиры, давление стабилизируется.

Как рассчитать требуемый объем расширительной емкости мембранного типа, чтобы контур был стабильным, а сам бак не занимал много места:

Vb = Vс х Kt / F;

Где:

1. Vb — рассчитываемый объем расширительного резервуара;
2. Vс — общий объем рабочей жидкости в контуре;
3. F — коэффициент эффективной работы расширительной емкости;
4. Kt — коэффициент, который применяется при расширении объема нагревающейся рабочей жидкости. Этот коэффициент будет разным для обычной воды и для антифризов, и его значение берут из справочных таблиц.

Также объем мембранного резервуара можно определить следующими способами:

1. Снять показания водомера, чтобы узнать, сколько воды требуется на полное заполнение труб отопления;
2. Рассчитать и сложить результаты объемов всех узлов контура – рубашки отопительного котла, объема всех труб теплотрассы, объема радиаторов и системы «теплый пол», если она есть.
3. Если отопление монтируется в небольшом здании (садовый или дачный домик), то можно обойтись и без расчета, а применить простейшее правило: на 1 кВт тепловой мощности теплогенератора расходуется около 15 литров рабочей жидкости, которую заливают в систему.

Коэффициент F расширительного резервуара также рассчитывается по такой формуле:

F = (Pmax – Pb) / (Pmax + 1);

Где:

1. Pmax – максимально допустимое давление в рабочем контуре отопления. Pmax зависит от множества факторов, в том числе и от технических и эксплуатационных характеристик котла, а также от конструкции и параметров радиаторов и запорной арматуры в схеме;
2. Pb — давление, которое должно, быть в системе в рабочем режиме воздушной камеры расширительного резервуара. Этот показатель обычно указывается в техническом паспорте изделия, так как рассчитывается еще при проектировании бака. Кроме того, бывают случаи, когда поднимать давление в воздушном отсеке расширительной емкости приходится самостоятельно. Для этого воздушная камера оборудуется специальным ниппелем. При таком устройстве мембранного резервуара подкачивать воздух и контролировать давление в бачке можно обычным автомобильным насосом со встроенным манометром.

Стандартное давление для небольших отопительных контуров отопления с ручной подкачкой насосом – 1-1,5 Атм. Зная этот параметр, можно использовать его в вышеприведенной формуле.

Выводы

При монтаже любой отопительной схемы помните, что нерабочая или часто ломающаяся схема – это дополнительные денежные и другие материальные расходы, это отсутствие комфортного микроклимата в доме, это угроза безопасности и здоровью проживающих в доме людей, поэтому соблюдение и поддержка номинального давления в трубах жизненно необходима.