Зачем создавать давление в системе отопления

Работа водяных сетей теплоснабжения характеризуется двумя основными параметрами – температурой и расходом теплоносителя. Но есть и третья величина, нередко привлекающая внимание жителей многоквартирных и частных домов, — давление в системе отопления. Главный вопрос – каким оно должно быть для нормального функционирования всех отопительных приборов – радиаторов, теплых полов и так далее. Поскольку однозначного ответа не существует, мы решили разъяснить суть проблемы в рамках данной публикации.

Ознакомительная информация по теме

Первым делом предлагаем рассмотреть, зачем создавать в трубопроводах избыточное давление (выше атмосферного) и в чем оно измеряется. Начнем с конца: величину напора воды в закрытой системе отопления принято отображать в таких единицах:

• 1 Бар = 10 м водного столба;
• 1 МПа равняется 10 Бар или 100 м вод. ст.;
• 1 кгс/см² – то же, что и 1 техническая атмосфера (Атм.) = 0.98 Бар.

Для справки. Килограмм-сила на см² — размерность, часто используемая во времена СССР. На данный момент давление принято измерять в более удобных метрических единицах – МПа или Bar.

Далее, представьте себе трехэтажный коттедж с высотой потолков 3 м, который необходимо обогревать в зимний период. Для этого на обоих этажах выполняется установка батарей, подключенных к общему стояку, идущему от котла, что и показано на схеме. Реальное давление в получившейся закрытой системе отопления сложится из трех составляющих:

1. Столб воды в трубопроводе давит с силой, равной его высоте. В нашем примере это 6 м или 0.6 Бар (0.06 МПа).
2. Напор, создаваемый циркуляционным насосом. Он заставляет теплоноситель двигаться с нужной скоростью и преодолевать сопротивление трех сил: тяжести, трения жидкости о стенки труб и препятствия в виде арматуры и фитингов (сужений, тройников, поворотов и тому подобное).
3. Дополнительный напор, возникающий от теплового расширения жидкости. Практика показывает, что холодная вода с температурой 10 °С после нагрева до 100 °С прибавляет около 5% от первоначального объема.

Примечание. Статическое давление столба жидкости изменяется в зависимости от места измерения. При отключенном насосе манометр в нижней точке системы покажет максимальное значение – 0.6 Бар, а в верхней – ноль.

Очень важный момент. Чтобы подать в помещения требуемое количество тепла, необходимо обеспечить нужную температуру воды и ее расход – два основных параметра работы водяного отопления. Возникающий при этом напор – лишь следствие работы системы, а не причина. Теоретически, он может быть каким угодно, лишь бы выдержали радиаторы и котельная установка.

Отсюда возникает понятие, что такое рабочее давление в системе отопления: это максимально допустимое значение, прописанное в технической документации оборудования – котла или батарей. Нормативные документы требуют, чтобы в частных домах оно не превышало 0.3 МПа, хотя некоторые дешевые агрегаты не способны выдержать и 0.2 МПа.

Зачем поднимать давление

Напор в подающей магистрали выше, чем в обратной линии. Этот перепад характеризует эффективность работы отопления следующим образом:

1. Небольшой перепад между подачей и обраткой дает понять, что теплоноситель успешно преодолевает все сопротивления и отдает расчетное количество энергии помещениям.
2. Повышенный перепад давления указывает на увеличенное сопротивление участка, снижение скорости течения и чрезмерное охлаждение. То есть, наблюдается недостаточный расход воды и теплоотдача в комнаты.

Для справки. Согласно нормативам, оптимальная разность напора в подающем и обратном трубопроводе должна лежать в пределах 0.05—0.1 Bar, максимум – 0.2 Bar. Если показания 2 манометров, установленных на магистрали, отличаются больше, то система спроектирована неправильно либо нуждается в ремонте (промывке).

Чтобы избежать высокого перепада на длинных ветвях теплоснабжения с большим количеством батарей, оснащенных термостатическими вентилями, в начале магистрали устанавливается автоматический регулятор расхода, как показано на схеме.

Итак, избыточное давление в закрытой отопительной сети создается по таким причинам:

• для обеспечения принудительного движения теплоносителя с нужной скоростью и расходом;
• чтобы контролировать состояние системы по манометру и вовремя ее подпитывать либо ремонтировать;
• теплоноситель под давлением разогревается быстрее, а в случае аварийного перегрева закипает при более высокой температуре.

Нас интересует пункт второй списка – показания манометра как характеристика исправности и работоспособности системы отопления. Именно они интересуют домовладельцев и хозяев квартир, занимающихся самостоятельным обслуживанием домашних коммуникаций и оборудования.

Напор в трубах многоквартирных домов

Из содержания предыдущих разделов становится понятно, что величина набора в трубопроводах центрального отопления высотных домов зависит от этажа, на котором расположена квартира. Ситуация следующая: если жильцы первых двух этажей могут приблизительно ориентироваться по манометру, установленному в подвальном тепловом пункте, то реальное давление в остальных жилищах остается неизвестным, поскольку оно падает с каждым метром подъема воды.

Примечание. В новостройках с поквартирной разводкой отопления от общего стояка, где оборудованы поэтажные тепловые пункты, можно контролировать давление теплоносителя на входе в каждую квартиру.

Более того, знание величины напора в централизованной сети не несет практической пользы, поскольку хозяин не может на него повлиять. Хотя некоторые рассуждают так: если давление в магистрали упало, значит, тепла поступает меньше, что является ошибкой. Простой пример: перекройте в подвале кран обратной линии и вы увидите скачок стрелки манометра, но при этом движение воды остановится и подача тепловой энергии прекратится.

Так выглядит тепловой пункт на подъезд

Теперь конкретно о цифрах. Диаметры сетей теплоснабжения и мощность подающих от котельной насосов рассчитывается так, чтобы обеспечить подъем нужного количества теплоносителя вплоть до последнего этажа. Это значит, что на входе в многоэтажный дом рабочее давление в системе отопления составит:

• в старых пятиэтажках, где по сей день встречаются чугунные радиаторы, — не более 7 Бар;
• в девятиэтажных зданиях советской постройки минимальный показатель составляет 5 Bar, а максимальный зависит от близости котельной с насосами, но не выше 10 Bar;
• в высотках – не более 15 Бар.

Для справки. Минимум 1 раз в году трубопроводы и отопительные приборы должны подвергаться испытаниям под напором, на 25% больше рабочего. Но в реальной жизни коммунальщики не рискуют проверять домовые системы и ограничиваются испытаниями наружных сетей теплоснабжения.

Представленная информация несет пользу только в плане выбора новых радиаторов и полимерных труб. Понятно, что в зданиях повышенной этажности не следует монтировать чугунные и стальные панельные батареи, рассчитанные максимум на 1 МПа, о чем подробно рассказывается в нашем руководстве по выбору и на видео от эксперта:

Показатели давления в частном доме и причины его падения

В закрытых системах отопления загородных домов и коттеджей принято выдерживать следующие величины давления:

• сразу после заполнения отопительной сети водой и выпуска воздуха манометр должен показывать 1 Bar;
• после прогрева до рабочей температуры минимальный напор в трубах составляет 1.5 Bar;
• в процессе эксплуатации в разных режимах показатели могут изменяться в пределах 1.5—2 Bar.

Важный момент. Мы не зря указали, какое давление следует обеспечить при холодной системе отопления. Дело в том, что подавляющее большинство импортных газовых котлов, оборудованных современной автоматикой, рассчитано на запуск при минимальном напоре 0.8—1 Бар и при его отсутствии просто не включится.

О том, как правильно удалить воздух из отопительных магистралей и создать потребную величину давления, рассказывается в отдельной инструкции. Здесь же мы перечислим причины, почему после благополучного пуска в эксплуатацию показатели напора могут снижаться, вплоть до автоматического отключения настенного котла:

1. Из трубопроводной сети, теплого пола и каналов отопительного оборудования выходят остатки воздуха. Его место занимает вода, что и фиксирует манометр падением до 1—1.3 Бар.
2. Из-за негерметичности золотника опорожнилась воздушная камера расширительного бака. Мембрана вытягивается в обратную сторону и емкость заполняется водой. После нагрева давление в системе подскакивает до критического, отчего происходит сброс теплоносителя через предохранительный клапан и напор снова падает до минимума.
3. То же, только после прорыва мембраны расширительного бачка.
4. Мелкие протечки на стыках трубопроводной арматуры, фитингов либо самих труб в результате повреждения. Пример – греющие контуры теплых полов, где течь может долго оставаться незаметной.
5. Прохудился змеевик бойлера косвенного нагрева или буферной емкости. Тогда наблюдаются скачки давления в зависимости от работы водоснабжения: краны открыты – показания манометра падают, закрыты – поднимаются (водопровод поддавливает через трещину теплообменника).

Подробнее о причинах перепадов напора и способах их устранения расскажет мастер в своем видео:

Заключение

Как видите, важность давления в централизованных сетях теплоснабжения несколько преувеличена. Пусть даже хозяин квартиры осведомлен, что у него в трубах должно быть 0.7 МПа, но это ему мало что дает. Кроме правильного подбора радиаторов и труб для замены магистралей.

Подпитка ручным насосом

В частном доме картина иная: показания манометра, да еще лужица около предохранительного клапана служит индикатором мелких либо существенных неисправностей. Эти вещи необходимо отслеживать и вовремя реагировать подпиткой системы, чтобы поднять давление до нормы. Не стоит забывать и о расширительном бачке – вовремя подкачивать воздушную камеру и следить за целостностью мембраны.

2 комментария на “Какое давление должно быть в закрытой системе отопления”

Эта статья сплошная ахинея. В данной статье попытка за счёт околонаучных рассуждений вогнать не совсем грамотный люд в ещё больший маразм. Зачем жильцу знать о давлении в трубах отопления, о трении воды о трубы, запорную арматуру и т. д.? Жилец должен получить комфортную температуру и всё. Необходимо поменять или дополнить каждую батарею автоматическим терморегулятором и всё. нечего нести околесицу.

Попробую ответить по пунктам:
1. Слово «ахинея» по отношению к чему-либо принято обосновывать. Будьте добры, поясните, где в статье написан бред или вранье?
2. Зачем жильцу знать. Когда пользователь набирает в поиске «какое давление должно быть в системе отопления», значит этот вопрос его интересует и он получает нужную информацию. Это очевидно, правда? Если Вас не колышут параметры системы, Вы не станете их искать в интернете.
3. По делу. Давлением теплоносителя интересуются люди, которые отслеживают работу своего отопления либо пытаются устранить проблему. Например, котел встал из-за протечки и снижения напора или по другим причинам? Есть и такие, которые сами монтируют трубы с радиаторами, а потом закачивают воду/антифриз. Когда подбираете новую батарею для квартиры, надо тоже знать максимальное давление в централизованной сети.
4. Если Вы поставите на каждый радиатор термостатический вентиль, то не факт, что получите комфортную температуру. Пример — самотечная система. Еще пример: если в 1 комнате стоит 2 батареи разной мощности, достаточно 1 термоголовки на обогревателе с большей теплоотдачей, ни к чему тратить лишние деньги.

Сейчас мы с вами разберем такой важный вопрос, как для чего вообще необходимо давление в системе отопления. Как это при старинке в системе отопления с естественной циркуляцией теплоносителя давления не было, а сейчас в современных системах вдруг стали его использовать. Всё это связано с техническими усовершенствованиями и нововведениями в области отопительных технологий.

Первой причиной необходимости в повышенном давлении в системе отопления является расширительный бак закрытого типа. Если кто не знает или забыл, что в открытой системе отопления расширительный бак находится в самой верхней точки всей системе. Туда время от времени добавляется вода, по мере её испарения. То современные расширительные баки закрытого типа могут располагаться в любом месте, даже в самой нижней точки отопления. При этом воздух отводится из системы автоматическими воздухоотводчиками, которые располагаются в высоких точках. Так вот, этот расширительный бак, имеющий в своей конструкции резиновую диафрагму и повышенное воздушное давление внутри корпуса, создаёт давление во всей системе отопления для того, что бы теплоноситель доходил до верхних точек всей системы, особенно если это двухэтажный дом, где столб теплоносителя довольно-таки высокий.

Расширительный бак удобен тем, что как уже было сказано можно установить в любой точке, а при наличии подпитки от системы водоснабжения отпадает необходимость периодического добавления воды в систему. При этом вода не контактирует с кислородом, находящимся в воздухе и не насыщается им, что продлевает срок службы металлических элементов. Ведь растворенный кислород в теплоносителе окисляет металл, проще говоря он ржавеет.

Следующий причиной является циркуляционный насос. Он способствует ускоренному прохождению теплоносителя по системе, при этом увеличивается теплосъём с теплообменника котла и быстро доставляется горячий теплоноситель до радиаторов отопления в самые дальние уголки отопления. А при наличии тёплого пола, насос 100 % обязателен, ведь пол без него работать не будет.

Существует такое физическое явление, как кавитация жидкости. Кавитация это образование пузырьков в виде пара при местном понижении давления в жидкости. Кавитация образуется во время работы гребных винтов судна, работы жидкостных насосов.

Кавитация негативно влияет на механические части насосов. В области этого явления происходит множественные гидроудары, образующиеся газы из-за резкого перепада давления достигают огромных температур, что приводит к повышенному окислению металла в месте соприкосновения. Освободившийся растворенный в воде воздух может завоздушивать систему отопления в местах не оборудованных автоматическими воздухоудалителями.

Повышенное давление в системе отопления отодвигает порог образования кавитации, тем самым предотвращая процессы о которых говорилось выше.

Ну и последнее, чем выше давление в системе отопления, тем выше температура закипания воды. Это больше всего касается центральных систем отопления, где в трубе идущей от котельной, искусственно создается большое давление и температура далеко за 100 C. Заходя в многоквартирный дом через элеваторный узел смешивается с холодным теплоносителем и за счет того же давления поднимается до верхнего этажа.

Как видите, существует несколько причин для чего нужно давление в системе отопления.

Постоянное рабочее давление в системе отопления должно поддерживаться для обеспечения ее функционирования, заставляя теплоноситель циркулировать по трубам и отдавать энергию через теплообменники. Возникает давление в процессе нагрева воды и характеризуется как величина внутреннего воздействия на элементы отопительной системы (трубы, котлы и радиаторы).

В расчет берется постоянное, недостаточное и избыточное давление. Абсолютное и избыточное давление имеют разницу в 1 Бар (0,1 МПа). Для нормальной работы избыточный уровень давления не должен составлять более 1,5 кг/см 2 .

Важно! Все параметры должны соответствовать требованиям и нормам, записанным в СНиП (строительные нормы и правила). При несоблюдении данных требований могут возникнуть серьезные проблемы, влекущие нарушения работы и целостности тепломагистрали.

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.

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.

Как можно создать давление в системе отопления

Если рассматривать пример создания давления в отопительной системе закрытого типа, то создать для общего контура расчетное давление будет несложно. Для этого используется три шага:

1. Опрессовка, которая выполняется путем заполнения контура теплоносителем через перемычку, соединённую с водопроводом. Данный процесс сопровождается нагнетанием давления системы отопления до величин, в 2-3 раза превышающих рабочие показатели. Опрессовка выполняется, чтобы избежать перепадов давления и вытеснения попавшего в магистраль воздуха. При операции должен производиться непрерывный контроль параметров по манометру.
2. Проверка тепломагистрали на герметичность и наличие течей. Проверка проводится двумя этапами.
   Вначале идет холодный этап – давление в магистрали постепенно повышается (между повышениями интервал времени составляет 15 минут), пока не будет достигнуто минимальное рабочее значение показателей в контуре. По истечении 30 минут начальное давление должно удерживаться с погрешностью не более чем на 0,06 МПа в сторону уменьшения. По истечении двух часов изменения не должны превышать 0,02 МПа.
   Горячий этап проводится после подключения к магистрали рабочего котла. Испытательное давление должно быть установлено на максимальном рабочем уровне. Фиксируемые значения должны оставаться такими же, которые были сделаны согласно первоначальному расчету.
3. Создание рабочего давления, для чего достаточно после опрессовки сбросить лишний объём теплоносителя через любой вентиль или воздушный клапан (воздушник).

Важно! Испытание на герметичность должно проводиться после трех суток эксплуатации отопительной системы.

Как только все испытания успешно проведены, а нарушения герметичности (если такие имелись) устранены, можно продолжать эксплуатацию системы.

Как можно защитить систему отопления

Вне зависимости от вида отопления (статическое или с принудительной циркуляцией), оно должно оборудоваться контрольными приборами. Обязательным контролирующим прибором, позволяющим вести расчет параметров и отслеживать работу системы, является манометр. Врезание данного прибора необходимо в следующих точках:

• На трубах отопительных приборов (как входной, так и выходной);
• На самой низкой и самой высокой точках отопительной системы;
• На каждом разветвлении тепломагистрали: трехходовых клапанах, тройниках и коллекторах.

Магистраль отопления закрытого типа должна быть укомплектована герметичным расширительным баком. В данном бачке (гидроаккумуляторе), согласно конструкции, имеется две камеры с перегородкой в виде резиновой мембраны. Одна из камер должна быть подключена к магистральной сети, вторая наполнена воздухом или инертным газом. Если наблюдается избыток теплоносителя в первой камере, мембрана-перегородка смещается, и бак собирает излишки. При остывании теплоносителя и уменьшении давления в магистрали мембрана позволяет компенсировать недостаток теплоносителя, выдавливая его в систему.

Дополнительно для защиты отопления нужно использовать воздухоотводчик и предохранительный клапан. Эти устройства устраняют следующие проблемы: воздухоотводчик предотвращает возникновение воздушных пробок, а клапан, в случае достижения уровня максимального давления, удаляет лишний теплоноситель из сети.

Совет! В закрытой системе отопления важно не экономить на гидроаккумуляторе. Использование надежного расширительного бака позволит избежать разгерметизации корпусов элементов контура (таких как теплообменник) и соединений на магистрали. При хорошо работающем гидроаккумуляторе можно легко предотвратить повышение рабочего давления до избыточного уровня.