Давление в системе отопления в частном доме: нормативный показатель и причины отклонения от него

В вопросе: каким должно быть давление в системе отопления в частном доме — следует хорошо разбираться каждому домовладельцу.

Ведь от этого параметра зависит не только эффективность и работоспособность контура, но и его целостность.

В статье подробно рассмотрим данный вопрос и разберемся в причинах отклонения давления от нормы.

Какое давление в системе отопления частного дома считается нормальным?

Итак, какое давление должно быть в системе отопления?
Прежде всего, необходимо знать, что давление в любой отопительной системе не должно превышать порог прочности самого слабого ее компонента.

Обычно таковыми являются теплообменники котлов.

Самые выносливые из них выдерживают давление до 3 атмосфер или бар.

Часто давление указывают в МПа (мегапаскаль). Соответствие величин такое: 1 атм = 0,1 МПа.

Арматура и радиаторы, как правило, являются более прочными. Так, например, чугунный радиатор способен выдерживать давление в 6 атм.

Ответ на вопрос о том, какое давление может считаться нормальным для той или иной системы отопления, будет зависеть от ее типа. Самая простая разновидность – системы с естественной циркуляцией теплоносителя, также именуемые термосифонными. В таком контуре теплоноситель перемещается только за счет конвекции. Это явление обусловлено гравитацией, поэтому такие системы также называют гравитационными.

Давление в термосифонной системе зависит только от высоты столба воды, то есть от разности высот между самой низкой и самой высокой точками. Такое давление называют статическим. Перепад высот величиной в 10,34 м создает в самой нижней точке давление величиной в 1 атм. Таким образом, рассчитанный на 3 атм котловой бак может разрушиться только в том случае, если система будет возвышаться над ним на 10,34 х 3 = 31,02 м.

Отопительная система с расширительным баком

Еще раз обратим внимание читателя на то, что статическое давление в системе отопления является максимальным только в самой нижней точке. В направлении снизу вверх оно постепенно снижается и в верхней точке становится равным нулю.

Фактическое давление в верхней точке объема жидкости равно атмосферному, но нас интересует так называемое избыточное давление – именно оно равняется нулю.

Поскольку избыточное давление в верхней точке контура отсутствует, установленный здесь расширительный бачок может иметь вид простой открытой емкости. Поэтому такие системы еще называют открытыми.

Если же система отопления оборудована циркуляционным насосом, который перекачивает теплоноситель, ее приходится делать закрытой.

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.

Давление в закрытой системе отопления

Циркуляционный насос создает на расположенном за ним участке трубопровода повышенное давление, обеспечивая тем самым ряд преимуществ:

1. Максимальная длина контура становится фактически неограниченной (для контура с естественной циркуляцией – не более 30-ти м). Нужно только подобрать насос с достаточной мощностью и приборы с достаточной прочностью (в зоне с наивысшим давлением).
2. Можно использовать трубы меньшего диаметра.
3. Радиаторы можно подключить последовательно (однотрубная схема).
4. Если радиаторы подключены параллельно (двухтрубная схема), то с циркуляционным насосом распределение тепла в контуре будет более равномерным.
5. Поскольку теплоноситель движется быстрее, он не успевает сильно остывать, а значит котел работает в щадящем режиме.
6. Систему, оснащенную циркуляционным насосом, можно эксплуатировать в низкотемпературном режиме, что может потребоваться в период межсезонья. В термосифонной системе при таких условиях конвективный поток окажется недостаточно мощным, чтобы протолкнуть теплоноситель через все трубы и радиаторы.

Развиваемое циркуляционным насосом давление называется динамическим.

Закрытая система отопления

Очевидно, что оно должно соответствовать двум требованиям:

1. Быть не больше значения, указанного в инструкциях к котлу и другим приборам.
2. Иметь мощность, достаточную для преодоления гидравлического сопротивления отопительного контура, которое зависит от его продолжительности, конфигурации (однотрубная с последовательным подключением радиаторов или двухтрубная с параллельным), диаметров труб и скорости движения теплоносителя. Производить сложные расчеты, увязывающие все эти параметры, пользователю не нужно. Ему просто следует так отрегулировать мощность насоса, чтобы перепад температуры на подаче и обратке не был слишком большим – обычно 20 градусов.

В частных домах циркуляционные насосы обычно развивают такое давление, чтобы в сумме со статическим (которое никуда не девается) оно составляло 1,5 – 2,5 атм. По мере удаления от насоса динамическое давление, «съедаемое» гидравлическим сопротивлением контура, постепенно падает, оставаясь при этом достаточно высоким.

В таких условиях расширительный бак открытого типа пришлось бы поднимать слишком высоко – примерно на 10 м на каждую атмосферу, — иначе теплоноситель из него выплеснулся бы. Поэтому вместо открытого применяют герметичный мембранный расширительный бак с воздушной подушкой, а систему из-за этого называют закрытой.

В то время как в частных домах применяют узел подмеса, аналогичную функцию в централизованной системе выполняет элеваторный узел системы отопления. Принцип действия и схему подключения разберем в статье.

Перечень необходимых инструментов и порядок выполнения работ по монтажу системы отопления смотрите тут.

А в этой теме https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/montazh-sistem-otopleniya/chastnyx-domov-svoimi-rukami.html вы найдете рекомендации профессионалов по монтажу отопительной системы в частном доме.

Что делать, если показатель растет выше нормы

Жидкость в отличие от газа (в т.ч. воздуха) практически не поддаётся сжатию. При нагревании объём теплоносителя увеличивается. Это необходимо учитывать при заполнении охлаждённой системы.

В коммуникации должен остаться свободный объём, который заполнится расширившейся жидкостью. Если этого не сделать, после запуска отопления давление может повыситься сверх безопасного уровня – излишки выльются из бака расширителя гравитационной системы или сработает аварийный клапан в закрытых типах коммуникации.

При неисправности, например, заклинивании или окислении аварийного клапана в котле или группе безопасности возможно повышение давление до критических значений, могущих разрушить радиаторы или котёл.

Как выбрать комнатный термостат и экономить до 30% в месяц на отоплении

Таблица. Причины повышения давления и методы устранения.

Совет! Неопытным пользователям советуем ограничится проверкой положения запорных кранов и термостатов радиаторов, а также попыткой спустить теплоноситель через краны Маевского. В остальных случаях желательно вызвать мастера и запомнить, что он делал, чтобы в следующий раз устранить простейшие неисправности самостоятельно.

Вмешиваться в работу котла категорически запрещено.

Причины падения показателей

Снижение давления теплоносителя в системе отопления может быть обусловлено одной из следующих причин:

Имеют место утечки

Часть рабочей среды может покинуть систему несколькими путями:

1. Через трещину в мембране расширительного бачка. Вытекший теплоноситель остается внутри бака, поэтому протечка является скрытой. Для проверки нужно прижать пальцем золотник, через который производится подкачка воздуха в расширительный бачок. Если из него потечет вода – предположение можно считать подтвержденным.
2. Через предохранительный клапан при закипании теплоносителя в теплообменнике котла.
3. Через микротрещины в приборах (с особенным вниманием нужно отнестись к местам, пораженным ржавчиной) и неплотные соединения.

Из теплоносителя выделился воздух, который затем был удален через автоматический воздухоотводчик

В этом случае давление падает вскоре после заполнения системы. Чтобы не сталкиваться с такими проблемами, воду перед заливкой в отопительный контур следует подвергать деаэрации, которая снижает количество растворенного воздуха в 30 раз. Также очень важно выполнять заполнение медленно, снизу и только холодной водой.

В системе отопления присутствуют алюминиевые радиаторы

Вода, которая контактирует с алюминием, распадается на составляющие: кислород вступает в реакцию с металлом, образуя окисную пленку, а выделившийся при этом водород удаляется через автоматический воздухоотводчик.

Данное явление наблюдается только в новых радиаторах: как только вся поверхность алюминия будет окислена, реакция разложения воды прекратится.

Пользователю нужно будет восполнить недостаток теплоносителя, и бороться с этой неприятностью больше не придется.

Причины резкого возрастания давления

Причин, обуславливающих чрезмерный рост давления, также может быть несколько:

1. Закипание теплоносителя в котловом баке (такое иногда происходит в твердотопливных котлах, тепловую мощность которых нельзя уменьшить слишком быстро).
2. Образование труднопроходимого участка, например, из-за появления воздушной пробки, зарастания труб накипью или засорения фильтра. Перед таким участком возникает подпор, давление в котором может оказаться слишком большим.

Возможен износ прокладки в подпиточном клапане или его заклинивание, вследствие чего давление в отопительном контуре достигает того же значения, что и в системе водоснабжения.

Профилактика образования воздушных пробок

Применяются следующие профилактические меры против появления воздушных пробок:

1. Правильность установки труб и подключения отопительных приборов. Большинство проблем вызваны именно ошибками, которые совершены на данной первоначальной стадии.
2. Верный ввод оборудования в эксплуатацию, для предупреждения попадания воздушных пробок.
3. Проверка на предмет работоспособности. Выполняется с помощью компрессора. Нужно подать давление, уровень которого на ¼ выше его нормального рабочего значения. Если за 30 минут оно не ослабнет, то всё в порядке и система подготовлена к работе. Если же давление резко снижается, то возможны протечки, которые следует оперативно выявить и устранить перед тем, как начать эксплуатировать.

Что проверить в первую очередь

Если вы знаете, какое нормальное давление в газовом котле должно быть, и заметили периодические скачки, необходимо удостовериться в работоспособности отдельных частей блока безопасности на теплообменнике. Проверке подвергают следующие элементы:

• манометр;
• воздухоотводящий клапан;
• предохранительный клапан (его желательно подключить к системе канализации, чтобы кипяток не капал на пол в случае срабатывания);
• автоматику.

Частое включение газового котла: 5 основных причин

Методы контроля

За давлением в системе следят при помощи манометров. Их следует устанавливать в таких точках:

1. На входе в котел и на выходе из него (современные отопители имеют встроенные манометры).
2. В низшей и наивысшей точках системы (для домов в несколько этажей).
3. В зонах разветвлений: после тройников, в коллекторах, после двух- и трехходовых клапанов.

Манометры позволяют контролировать давление визуально. А для его сброса при критическом значении применяются предохранительные клапаны. Такое устройство в обязательном порядке устанавливается на трубопроводе подачи сразу после котла – через него сбрасывается рабочая среда при ее закипании в теплообменнике.

Обычно этот предохранительный клапан относится к т.н. группе безопасности, в которую помимо него входят манометр и автоматический воздухоотводчик. Кроме того, сбросными клапанами оборудуются мембранные расширительные бачки.

Помимо сбросных клапанов применяются перепускные. Такой клапан устанавливается на байпасе, по которому теплоноситель можно пустить в обход контура. Если где-либо в контуре образуется засор или воздушная пробка, и из-за этого на предыдущем участке возникает подпор (повышенное давление), перепускной клапан срабатывает. Насос начинает прокачивать теплоноситель через малый контру «котел – байпас – насос — котел».

Без такого предохранителя насос из-за образования подпора работал бы с перегрузкой и вскоре вышел бы из строя.

Для обеспечения надлежащего давления теплоносителя в системе необходимо поддерживать правильное давление в воздушной камере расширительного бачка. Обычно оно составляет 1,5 атм. При меньшем значении может случиться разрыв мембраны, при большем – вырастет и давление теплоносителя.

Действия при падении давления

Не всегда падение давление в контуре является аварийным, например, при запуске сети из холодного состояния и сбрасывании воздушных пробок это допускается.

Если воздух стравлен из контура полностью, теплоноситель достиг рабочей температуры, и давление скачет, то потребуется подкачка давления в расширительном баке воздухом.

Если котлоагрегат и контур отопления не имеет утечек, расширительный бачок и арматура исправна, а давление падает, при этом агрегат отключается аварийно, следует пригласить представителя сервисной службы, чтобы проверить исправность работы электронной системы регулирования режимами котла.

Проверка герметичности

Для проверки герметичности трубопроводов выполняют процедуру, называемую опрессовкой.

Суть ее состоит в следующем:

1. К опорожненной системе через специальный патрубок подключается опрессовщик – насос с манометром.
2. В систему нагнетается воздух, пока его давление не превысит на 20% рабочее давление в системе отопления.
3. На несколько часов систему оставляют под давлением. Если оно падает, значит система негерметична. Обнаружить места утечек можно по шипению воздуха или при помощи мыльной пены, которая наносится на соединения.

Опрессовку систем отопления частных домов, со сравнительно небольшим объемом, можно выполнять посредством недорогих ручных опрессовщиков.

Возможные неисправности и работы по устранению

Значительные перепады давления в системе отопления при изменении температурного режима работы котла могут быть обусловлены неправильным расчетом объема расширительного бака и давления в его воздушной камере.

Утечки обычно обнаруживаются в местах резьбовых соединений и объясняются недостаточным количеством уплотнителя. Новичку будет легче добиться герметичности такого соединения при помощи уплотнительной нити «Танг ит Унилок». В случае некоторой «передозировки» она, не в пример пакле, не вызывает разрушения навинчиваемой детали.

В трубопроводах из полипропилена протечки зачастую возникают из-за нарушения технологии сваривания.

К примеру, некоторые пользователи сваривают трубы без муфты – просто встык.

Такое соединение весьма недолговечно и очень быстро разрушается под действием давления.

Неверно выполненные или бракованные соединения необходимо срезать и заменить качественными.

Если вода, использующаяся в качестве теплоносителя, не была обессолена, теплообменник со временем придется очищать от накипи. Для этого котел отсоединяют от контура отопления и промывают специальными реагентами, например, «Антинакипином». Такой промывке можно подвергнуть и всю систему отопления, но эту задачу ввиду ее сложности следует доверить профессионалам.

Пружинные предохранительные клапаны могут залипать, поэтому их периодически нужно открывать принудительно при помощи специального рычага.

В СССР вопрос удешевления строительства, в том числе организации отопительной системы, был особенно актуален. Именно в то время придумали систему отопления частных и многоквартирных домов «Ленинградка». Рассмотрим, актуальна ли она на сегодняшний день.

В каких случаях нужна гидрострелка для отопления и как она функционирует, читайте в этой статье.

Правила расчета емкости резервуара

Расширитель любого типа будет эффективным только при правильном выборе объема. Для этого следует учитывать способность жидкости расширяться в период нагревания. Вода в отопительных кольцах расширяется на как минимум 3 % от общего объема водяной системы, антифриз – практически на 5%.

Жидкости относятся к разряду несжимаемых сред, поэтому бачок им должен обеспечить достаточный резерв на тепловое расширение с некоторым запасом. При условии полного заполнения контура теплоносителем даже тепловое расширение в расчетных объемах может привести к сбросу жидкости через предохранительный клапан и проливу теплоносителя на пол.

Поэтому чтобы превышение объема расширяющегося теплоносителя не приводило к авариям, закрытые бачки для небольших контуров в частных домах приобретают так, чтобы их объем был равен 10 % от полного объема циркулирующего по системе теплоносителя. Это правило действительно для систем емкостью до 150 л.

Если по отопительному кольцу перемещается больше 150 л теплоносителя, то емкость закрытого бака рассчитывают путем умножения полного объема жидкости на коэффициент ее расширения при конкретных значениях рабочей температуры в системе.

К полученному значению нужно прибавить размер водяного затвора, т.е. объема теплоносителя, образовавшегося в баке в результате стандартного статического давления жидкости. Для больших отопительных колец этот показатель, как правило, равен 0,5% от полного объема теплоносителя, для малогабаритных, вместимостью до 150 л, он принимается 20%.

Полученная сумма умножается на поправочный коэффициент, определяемый по значениям предварительного и окончательного давления в отопительной системе. Предварительное принимается из расчета, что на 10 м высоты контура приходится 1 бар. Окончательное давление формируется в результате работы системы.

Расчет объема бачка закрытого типа для крупных сложных отопительных конструкций выглядит так:

В расчетах использовано: Vn – номинальный объем закрытого бачка; Ve – объем теплоносителя при тепловом расширен (вычисляется по формуле Vсистемы×n%, где n это коэффициент температурного расширения теплоносителя); Vv – водяной затвор; po – предварительное давление; pe – показатель окончательного давления, равен значению предельного давления предохранительного клапана за минусом 0,5 бар

Вместимость открытого типа строго не регламентируется нормативами, но есть правило: объем открытого бачка до патрубка перелива должен составлять 3,5 – 4 % от общего объема теплоносителя в отопительном контуре.

Такой оценки достаточно для небольшого дачного домика, а вот строение для постоянного проживания потребует более точного расчета. В первую очередь потребуется выяснить общий объем системы отопления.

Варианты расчета общей емкости отопления

Этот показатель можно определить с разной степенью точности тремя основными способами. Во-первых, на основе паспортных данных котла. Так, на единицу мощности котельного оборудования необходимо около 15 литров жидкости. Чтобы получить нужные данные, потребуется 15 умножить на мощность котла, указанную в техпаспорте.

Во-вторых, можно выяснить объем с помощью водомера при наполнении системы. По мере наполнения учитывается количество использованной жидкости. Это более точный и хлопотный вариант.

Третий способ предполагает рассчитать суммарный объем всех элементов системы отопления. Это самый точный вариант. Емкость теплообменника котла, радиаторов, конвекторов, измерительных приборов можно выяснить по паспортным характеристикам. Для вычисления емкости труб применяются данные из таблицы.

В таблице указаны размеры труб в дюймах и их объем в литрах на 1 метр, который используется для суммирования общего объема

В таблице указан объем труб на метр длины, выполненных из самых ходовых и современных материалов. Внутренний диаметр указан в дюймах от 0,5 до 1,5 единиц.

Еще один способ, претендующий на высокую точность, – вычисление по формуле:

Vобщ = π x D2 x L/4,

где:

• π – равно 3,14;
• D – обозначает параметры внутреннего диаметра труб;
• L – указывает на протяженность трубопровода системы.

После получения необходимых данных их суммируют и получают общий объем системы, который используют в дальнейших расчетах.

Шаги и формулы полного цикла расчетов для проектирования и организации отопления частного дома приведены здесь. Рекомендуем ознакомиться с полезной информацией.

Выбор расширительного бака по таблице

При наличии необходимых данных оптимальный вариант расширителя можно подобрать по таблице объемов и расчетного давления.

Общий объем системы рассчитывается по указанной методике, параметры давления актуальны только для закрытых модификаций и указаны в паспортных данных оборудования.

Данные из таблицы позволяют выбрать объем расширителя от 4 до 300 литров

Этот вариант не требует специальных расчетов, кроме вычисления общего объема системы. Использование таблицы значительно облегчает и ускоряет выбор расширителя с необходимой емкостью резервуара.

Использование формул для расчета

Если данных таблицы недостаточно, есть возможность рассчитать необходимый показатель объема емкости самостоятельно.

Для этого используют следующую формулу:

Vb = Vc x k/D,

где:

• Vb – обозначает искомую емкость расширителя;
• Vc – общую емкость системы;
• k – коэффициент расширения жидкости при нагреве;
• D – коэффициент эффективности расширителя.

Из необходимых для расчета данных неизвестными остаются коэффициенты k и D. Первый – величина табличная, а второй вычисляют по отдельной формуле.

Также существует и используется таблица температурного расширения. Она позволяет определить коэффициент для систем с водой или антифризом. Величина не является линейной, меняется при нагреве, в зависимости от наличия и концентрации гликоля в жидкости.

С помощью этих данных можно определить параметры коэффициента расширения жидкости при нагреве (k), необходимые для расчета объема расширительного баллона

Для воды концентрацию этиленгликоля принимают за «0», для антифриза концентрацию определяют по данным, заявленным производителем. Температурой нагрева считают эксплуатационную для конкретной системы.

Чтобы самостоятельно рассчитать коэффициент эффективности расширительного бака, применяется формула:

(Qm – Qb) : (Qm + 1),

где:

• Qm – максимальное давление системы по паспортному порогу срабатывания предохранительного клапана;
• Qb – предварительное давление в воздушной камере расширителя по техпаспорту.

Если последний параметр неизвестен, его измеряют при накачке либо путем стравливания через ниппель баллона.

Другие способы расчета

Помимо самостоятельных подсчетов с помощью формул и таблиц есть альтернативные способы. Доступный вариант расчета – помощь онлайн калькулятора.

Недостатка в сетевых ресурсах, предлагающих онлайн подсчитать искомую величину, нет. Их просто найти по ключевому запросу

Еще один вариант получить нужные данные – обращение к профессиональным проектировщикам. Это максимально надежный способом, но точность полученной информации обойдется достаточно дорого.

С правилами установки и подключения расширителей закрытого и открытого типа ознакомит следующая статья, посвященная этим вопросам.