Все о давлении в системе обогрева высотного дома

Система отопления в многоэтажном доме является очень сложной. Её нормальная работа может быть обеспечена только при соответствующем напоре. От этого зависит скорость движения теплоносителя по трубам и радиаторам, а соответственно, и теплоотдача. Кроме этого, нормальное давление многоэтажного дома в системе отопления позволяет эксплуатировать оборудование долгое время, а вероятность возникновения аварий значительно снижается.

Зачем нужно давление и его виды

При отсутствии давления система просто не будет работать. Чрезмерное давление может привести к аварии, поэтому заранее рассчитывается оптимальные его значения. Значение давления в системе отопления является результатом сложения двух величин:

  • Статическое давление – значение, зависящие от высоты столба воды в отопительной системе. Расчет давления производится с повышением в одну атмосферу на каждые десять метров высоты. На статическое давление значение изменения температуры не влияет, поэтому оно постоянно для теплоносителя независимо от его температуры, являясь следствием гравитационного воздействия.
  • Динамическое – создаваемое насосами для обеспечения принудительной циркуляции теплоносителя в общей сети, а также конвективным течением воды при нагреве. При этом в расчет берутся не только заявленные характеристики насосов, подключенных в общую магистраль. На значение динамической величины влияет работа регулятора отопления, отвечающего за распределение теплоносителя. Также к схеме регулятора часто добавляют систему элеваторов и повышающих насосов.
Зачем нужно давление и его виды

В расчет берется значение допустимого рабочего напора воды в системе. Максимальный напор рассчитывают согласно СНиПу, исходя из рабочих возможностей оборудования. Уровень допустимого рабочего напора является максимально возможным для всех отопительных элементов, при котором их работа будет безаварийной. В открытых системах работает только статическое давление с естественной циркуляцией, которое сложно поддается регулированию, поэтому мы подробней рассмотрим систему закрытого типа.

Циркуляционный насос для отопления в квартире

Все про циркуляционный насос для отопления в квартире: преимущества установки прибора для батареи и радиатора, принцип работы, а также как правильно выбрать для многоквартирного дома.

Поиски альтернативных источников тепла обязательно приводят потребителей к рассмотрению возможности установки в квартире циркуляционного насоса.

Это обеспечит равномерную подачу тепла во всей отопительной системе благодаря увеличению скорости циркуляции воды.

В противном случае можно столкнуться с такой проблемой, как горячие радиаторы возле котла и чуть теплые в комнатах.

Любой циркуляционный насос для отопления в квартире состоит из статора, который крепится неподвижно и оснащен обмоткой для прохождения тока, и ротора, встроенного в статор. Именно лопасти ротора обеспечивают движение теплоносителя по трубам и радиаторам.

В зависимости от того, где располагаются лопасти, насосы делятся на 2 типа:

  1. С сухим ротором, у которого лопасти не полностью погружены в воду, что вызывает достаточно много шума при работе, поэтому они в основном используются для промышленных объектов или когда нужно обеспечить давлением многоквартирный дом. В этом случае для такого насоса выделяется отдельное помещение или строится котельная.
  2. Мокрый ротор используется для систем автономного отопления квартир. Его лопасти полностью погружены в воду, что обеспечивает его бесшумную работу.

Современные насосы для отопления в квартире долговечны и надежны. Они необходимы, если отопительные котлы не имеют встроенного циркуляционного насоса, что встречается довольно часто.

Преимущества

Иногда потребители не придают значения такому важному явлению, как регулярная циркуляция теплоносителя под давлением в системе отопления, считая, что установка дополнительного оборудования для этого, это лишь напрасная трата денег.

На самом деле, если установить насос для батареи отопления в квартиру, то можно не только обеспечить равномерное распределение тепла, но и сэкономить до 30% расходы на топливо, например, при использовании газового котла в качестве отопительной системы.

Преимуществами циркуляционных насосов являются:

  • их экологичность;
  • длительный срок службы (до 25 лет);
  • экономичность;
  • систему можно регулировать;
  • встроенная автоматика позволяет обеспечить бесперебойную работу прибору в рамках заданных параметров;
  • они могут работать с разными видами теплоносителей;
  • их можно подключать к любым типам отопительных систем, что делает их универсальными.

Единственным недостатком мокрого циркуляционного насоса является его довольно низкое КПД, но это касается только обогрева очень больших площадей, например, производственных цехов. Для квартиры в многоэтажном доме подобный прибор – это возможность получать качественный обогрев со значительной экономией средств.

Читайте также:  Выбор и монтаж системы отопления из полипропиленовых труб

Принцип работы

Циркуляционный насос для отопления в многоквартирном доме работает по следующему принципу:

  1. Его ротор с рабочими лопастями полностью погружается в теплоноситель, а электродвигатель при этом надежно защищен специальным герметичным стаканом из металла, который отделяет его от статора.
  2. Забирая теплоноситель с одной стороны, лопасти ротора толкают ее в трубопровод с другой. Образованная при этом центробежная сила обеспечивает движение воды по системе.
  3. Как правило, модели насосов последнего поколения снабжены программным обеспечением, благодаря которому работу насоса можно ставить в режим экономии, не теряя при этом стабильной производительности прибора.

Некоторые производители снабжают свои агрегаты дополнительным источником питания, например, аварийным аккумулятором, который включается, когда в сети нет электричества. Благодаря им насос для радиатора отопления в квартире способен бесперебойно работать в течение двух часов.

Как правильно выбрать?

Чтобы правильно подобрать насос для автономной системы отопления, нужно:

  • учесть необходимый напор в трубах;
  • производительность самого прибора.

Как правило, фирмы указывают данную информацию, фиксируя, какой объем теплоносителя насос способен прокачивать в течение часа.

Так как в большинстве современных моделей есть 3 скорости циркуляции воды:

Цифры на инструкции по эксплуатации котла должны соответствовать каждому циклу в определенный отрезок времени.

Насос на отопление в многоквартирном доме должен по своим параметрам соотноситься с котлом, который обеспечивает обогрев системы. Самым важным показателем является его мощность, которой, например, для средней по площади квартиры потребуется 100 Вт на 1м2. Если взять прибор мощностью выше, чем у котла, то пользование им вряд ли станет экономией средств на энергоносителях.

Отчего зависит давление в системе отопления?

На изменение давления в системе влияет несколько факторов:

  • самая распространенная причина – наличие течи. В случае протечки труб подача воды в систему для того чтобы сохранить требуемое давление, должна происходить в большем количестве. Обычно течь наблюдается в местах соединений. Но ржавые и изношенные коммуникации могут быть причиной того, что течь возникает и на самой трубе. Найти ее порой бывает не так просто.
  • воздушная пробка. Обычно она образуется в процессе очередного запуска системы отопления.
  • выход из строя каких-либо элементов системы отопления.
  • накипь в теплообменнике. В результате изменяется диаметр в трубе, что меняет давление.
  • сбой в автоматике. Эта проблема случается реже, но давление тем выше, чем больше температура в радиаторе. Если температура не поддерживается, давление падает.

Виды давления

Различают:

  • статическое давление — постоянная величина, зависит от высоты столба, не подвержена воздействию перепадов температур и возникает лишь вследствие влияния гравитации (вода любой температуры давит на стенки труб), значение этого параметра увеличивается на 1 атм при подъеме на каждые 10 м;
  • динамическое — подвержено снижению/росту, что является следствием изменения свойств горячей воды при нагреве, а дополнительно на эту величину оказывает воздействие работа насосов, которые обеспечивают принудительное продвижение теплоносителя по трубам.

Динамическое давление зависит не только от температуры жидкости и параметров насосного оборудования, но и регулятора, благодаря которому осуществляется распределение горячей воды в системе. Учитывая, что все перечисленные факторы постоянно изменяются, давление периодически снижается и возрастает. Данный параметр должен контролироваться, т. к. при существенном падении уменьшится скорость продвижения жидкости по трубам, что приведет к остыванию коммуникаций, а вместе с тем и остановке насосов. При повышении давления увеличивается риск поломки оборудования.

Существует еще одна разновидность. Рабочее давление комбинируется из перечисленных нагрузок (статического и динамического). Благодаря этому обеспечивается нормальная работа системы отопления, а риск возникновения аварийной ситуации снижается.

Виды давления в трубах и радиаторах

Существуют различные типы давления – в зависимости от процессов, которые происходят в системе отопления:

  • давление статическое определяет физическое воздействие теплоносителя, который находится в состоянии покоя, непосредственно на систему отопления. В данном случае показатели статистического давления будут напрямую зависеть от высоты отапливаемого дома, то есть от высоты водяного столба;
  • рабочее давление получается сложением динамического и статического давления, причем первое возникает уже при рабате насоса. Данный параметр должен сохраняться в течение всего отопительного сезона;
  • испытательное давление заметно превышает рабочее и статическое, поскольку оно создается принудительно при запуске системы. Такие испытания помогают определить слабые и уязвимые места, выявить все трещины и протечки в трубопроводе.
Читайте также:  Как выбрать электрический котел отопления

Рассмотрим давление в трубопроводе и радиаторах в зависимости от используемых схем отопления – однотрубной и двухтрубной.

Однотрубная

Особенностью данной схемы является то, что при помощи циркуляционного насоса теплоноситель прогоняется только по одной трубе, проходя через нагревательные приборы на всех этажах. Самый большой недостаток такой схемы – при поломке одного из радиаторов или завоздушенности может выйти из строя система отопления целого дома.

Рекомендуем: Характеристики инфракрасного радиатора отопления

Для того чтобы этого избежать приходится в местах присоединения батареи к трубопроводу устанавливать запорные краны. Кроме того, необходим байпас между трубами подачи и выхода непосредственно перед отопительным прибором. Только таким образом в случае поломки одного из радиаторов можно без проблем выполнить ремонт или замену прибора, перекрыв подачу теплоносителя.

Виды давления в трубах и радиаторах

Горизонтальная однотрубная система отопления

Двухтрубная

Чаще всего в многоквартирных домах сейчас используется именно двухтрубная схема обогрева. Основное отличие от однотрубной схемы здесь заключается в том, что имеется как труба для подачи теплоносителя, так и для его возврата. Так, каждый радиатор подключается сразу к двум трубам – подаче и обратке. А потому на всех этажах возможно подавать теплоноситель одной температуры, и остывающую воду возвращать уже по отдельной линии.

При любой схеме подключения радиаторов давление в системе необходимо, прежде всего, для обеспечения ее теплоносителем и поддержания в квартирах одинаковой для всех, комфортной температуры. Само собой, что чем больше этажей в здании, тем большее давление необходимо. Соответственно, под этого показатель подбираются трубы и радиаторы.

Крайне важно, чтобы показатели давления были всегда в допустимых для системы пределах. А иначе превышение рабочего давления может привести не только к поломке отдельных ее элементов, но и выходу из строя системы обогрева целого дома. Но и слишком низкое давление может стать причиной определённых сложностей: теплоноситель либо не достигает верхних этажей, либо происходит закипание последнего (кавитация).

Способы нормализации давления в системе

  • Заменить устаревшее оборудование и участки трубопровода, возможно, купить более новые модели радиаторов;
  • Установить в систему перед радиатором автоматический кран Маевского, который будет спускать воздух. Его присутствие отражается не только на снижении давления, но и на самом обогреве помещения. Из наличия воздуха теплоноситель занимает только часть радиатора, поэтому выделяет немного тепла. Как стравить воздух — читайте тут.
  • Провести монтаж так называемой группы безопасности, которая включает в себя воздухоотводчик, манометр и предохранительный клапан. Предназначение первых двух приборов было описано выше, а вот предохранительный клапан нужен для удаления избыточной воды в системе. Когда давление в ней поднимается, он с помощью пружинного механизма передвигает шток, и спускает излишки теплоносителя. На случай этого нужно предусмотреть накопительную емкость для жидкости;
  • Установить расширительный бак. Это поможет в закрытых системах отопления, где происходит принудительная циркуляция. Бак представляет собой цилиндрическую емкость, в середине которой имеется мембранная перегородка, она отделяет воздух от теплоносителя. А когда в трубах будет наблюдаться рост давления, то его перегородка оттеснится в сторону воздушной камеры и тем самым компенсирует избыток напряжения в системе.

Расчет – пример

Отклонения в напоре теплоносителя как в меньшую, так и в большую сторону, могут иметь плачевные последствия. Слишком низкие показатели вызывают кавитацию, то есть кипение воды, поломку насоса. Слишком сильный напор жидкости приводит к разрушению системы.

Чтобы избежать этого, необходимо правильно спроектировать теплосеть, подобрать оборудование и смонтировать. Нужно рассчитать, каким количеством жидкости должна быть заполнена система, чтобы напор был в норме. Этот показатель зависит от мощности котла. 13 литров воды приходится на каждый киловатт мощности.

Расчет для разных котлов.

  • 10 киловатт мощности – 130 литров воды.
  • 16 киловатт – 210 литров.
  • 20 киловатт – 260 литров.

Для расчета системы отопления можно воспользоваться одним из соответствующих онлайн-сервисов или программным обеспечением.

Определение требуемого напора воды производится по такой формуле:

H = R х L х Zr, где

H – необходимый напор,

R – сопротивление прямого участка трубы (для одноэтажного дома – 150 Па/м),

L – общая длина трубопровода,

Zr – поправочный коэффициент на повышение сопротивления (1,3 – при шаровых кранах и стандартных фитингах, 1,7 – при наличии термостатических регуляторов).

Для примера, сделаем расчет напора воды при длине труб 80 метров и обычных шаровых кранах. Формула в этом случае будет выглядеть так.

Читайте также:  Конденсационный газовый котёл: особенности и преимущества

H = 150 х 80 х 1,3 = 15600 Па. 

Эти данные необходимо учитывать при выборе насоса. Поскольку в технической документации напор указывается в метрах водяного столба, нужно произвести перевод полученного показателя. Один метр водяного столба равен 10000 Па.

Соответственно, 15600 Па – это 1,56 метра.

Перепад давления

Чтобы отопительная система нормально выполняла свои функции, перепад давлений, представляющий собой разность между его величинами на подаче и обратке, должен быть определенной и постоянной величины. В числовом выражении он должен быть в пределах от 0,1 до 0,2 МПа.

Отклонение параметра в меньшую сторону свидетельствует о сбое в циркуляции теплоносителя по трубам. Колебание в сторону увеличения показателя — о завоздушивании отопительной системы.

В любом случае нужно искать причину изменения, иначе отдельные элементы могут выйти со строя.

Если давление упало, то проверяют на наличие утечек: отключают насос и наблюдают изменения статического давления. Если оно продолжает снижаться, то ищут место повреждения путем последовательного выведения из схемы разных участков.

В случае, когда статический напор не меняется, то причина кроется в неисправности оборудования.

Стабильность перепада рабочего давления изначально зависит от проектировщиков, от выполненных ими расчетов по гидравлике, а затем правильного монтажа магистрали. Нормально функционирует отопления многоэтажки, при монтаже которого учтены следующие моменты:

  • Подающий трубопровод, за редким исключением, находится вверху, обратный внизу.
  • Разливы выполнены из труб сечение от 50 до 80 мм, а стояки и подвод к батареям — от 20 до 25 мм.
  • В отопительную систему в байпасную линию насоса или перемычку, соединяющую подачу и обратку врезаны регуляторы, гарантирующие, что даже при резких перепадах давления завоздушивание не появится.
  • В схеме теплоснабжения присутствует запорная арматура.

Идеальных условий эксплуатации отопительной системы не существует. Всегда есть потери, снижающие показатели давления, но все же они не должны выходить за пределы регламентированными Строительными нормами и правилами РФ СНиП 41-01-2003.

Особенности автономного отопления

Нормальный показатель для замкнутого контура 1,5 -2,0 бара, что намного отличается от давления в трубах центрального отопления. Причиной понижения может быть:

От показателя давления в системе отопления зависит не только циркуляция теплоносителя, а и исправность оборудования. Чтобы предотвратить понижение и повышение давления на любом участке системы, устанавливается расширительный бачок. Это металлическая емкость с резиновой мембраной внутри. Мембрана делит бачок на две камеры: с водой и воздухом. Вверху есть клапан, через который выходит воздух при экстремальном повышении давления. Оно может произойти за счет чрезмерного подогрева жидкости. После того как вода остынет и уменьшиться в объёме, давления в системе будет недостаточно, ведь воздух вышел. Расчет объёма расширительного бака осуществляется исходя из общего объёма теплоносителя в системе.

Падение давления

В контуре отопления закрытого типа падение давления может быт обусловлено тремя причинами:

  • разгерметизация контура, протечка в котле, по трубам и соединениям или радиаторах;
  • снизилось давление в воздушной камере расширительного бака;
  • сработал предохранительный клапан, снизился объем воды в контуре, что вызвало падение давления при снижении температуры теплоносителя.

Самая опасная ситуация связана с разгерметизацией. Это прямое указание к тому, что произошла авария, которую следует немедленно разрешить и устранить причины.

Падение давления

Показания манометра изменяются в сторону снижения постепенно, а скорость зависит от уровня протечки.

Следует сразу же выключить котел и циркуляционный насос, снизить давление в расширительном баке. Важно проверить на целостность теплообменник или бак котла, все точки соединения по маршруту разводки труб и радиаторы. Как только проблема выявлена, следует принять меры по устранению течи.

Запускается отопление только после восполнения объема теплоносителя, спуска воздуха и опрессовки.

Если давление падает очень медленно, например всего на 0,1 бара в среднем за месяц, то обратить внимание следует вначале на расширительный бак.

Воздушная камера и установленный на ней ниппель по принципу действия походит на обычную камеру колес автомобиля. Аналогичным образом воздух может стравливаться, постепенно снижая давление в контуре.

Падение давления

Часто эту проблему замечают не сразу, а попросту дополняют вручную или автоматически воду в контур. Если запустить проблему, то давление, в конечном счете, начнет сильно и быстро меняться, так как расширительный бак попросту переполнится.

Устройство мембранного расширительного бака

Достаточно не игнорировать срабатывание предохранительного клапана, устранить причину скачка и долить теплоноситель до номинального объема