Какой должен быть перепад давления в трубопроводе
Содержание статьи
Подробно о давлении воды в трубах
Что это такое?
Чтобы водопровод исправно функционировал, службы водоканала постоянно поддерживают в нем определенное давление.
Напор измеряется физической величиной, равной силе воздействия воды на стенки трубопровода.
С помощью него от водоснабжения добиваются такого состояния, при котором он будет полноценно функционировать без риска наступления аварийных ситуаций:
- прорыва труб,
- запорной арматуры
- различного сантехнического оборудования.
Справка! В народе давление называют напором. И хоть эти понятия не тождественны, но суть их одинакова. Напор — это одно из многих его обозначений.
Обозначение напора в трубопроводе
Традиционно давление измеряют в Паскалях (Па), однако в сфере водоснабжения приняты и другие условные обозначения, — при этом в разных странах они отличаются:
- В России давление принято измерять в кгс/см². 100 кгс/см² тождествено 980,67 Па.
- В европейских странах применяют другую условную единицу — бар, который равен 10⁵ Па.
- В Англии и США используют обозначение psi, что соответствует 6,87 кПа.
Также давление измеряют в технических атмосферах и миллиметрах ртутного столба.
К сведению. Напор воды в 1 бар соответствует 1,02 атмосфер и равнозначно 10-ти метрам водного столба.
Соотношение величин разных обозначений приведено в следующей таблице:
Зависимость скорости от напора
В водоснабжении существует одна весьма важна взаимосвязь — зависимость давления от скорости воды в трубопроводе. Данное свойство подробно описано в физическом законе Бернулли. Подробно рассматривать его мы не будем, но укажем лишь на его суть — при увеличении скорости течения воды её давление в трубе снижается.
Так вышло, что не все сантехнические приборы рассчитаны на эксплуатацию при высоком напоре, в большинстве случаев они ограничены 5-6 атмосферами, — иначе повышенных износ и преждевременный выход из строя.
В центральных магистралях этот показатель значительно выше — может достигать 15 атмосфер, а потому для его снижения при подключении внутренних систем используют трубы меньшего диаметра.
Важно. При уменьшении сечения трубы, увеличивается скорость течения воды, но уменьшается ее давление. Поэтому при хронически низком напоре в квартире следует рассмотреть возможность увеличения диаметра внутреннего трубопровода.
Какая мощность в системе ГВС и ХВС?
Давление воды в многоэтажных домах, подключенных к центральной водопроводной сети, не постоянно.
Оно зависит от таких факторов, как этажность дома или время года, — так в летний сезон, особенно в многоэтажных домах становиться особо ощутима нехватка холодной воды, которая в это время идет на полив придомовых или приусадебных участков.
Муниципальные службы на практике стараются держать уровень на средних показателях в 3-4 атмосферы, правда, не всегда успешно. Минимальные показатели, при котором трубопровод дома может функционировать (и для ХВС, и для ГВС), составляют 0.3 бара на один этаж.
Величина напора горячего и холодного водоснабжения несколько отличается в пользу последнего (допускается разница до 25 %).
Объясняется это просто — холодная вода используется активней, поскольку нужна для функционирования канализации. Поэтому максимальные показатели для ХВС будут 6 атмосфер, а для ГВС — 4.5 атмосферы.
Какие показатели считаются нормой (по ГОСТу, СНиП)?
Водоснабжение регулируется следующими нормативным актами:
- СНиП2.04.02-84;
- СНиП2.04.02-85;
- ГОСТ 356-80;
- постановление Правительства РФ №354.
В соответствии с этими документами свободный напор в водопроводной сети на вводе в здание напрямую зависит от его этажности, — для одноэтажных построек этот показатель приравнивается к 1 атмосфере, что соответствует 10-ти метрам водонапора.
В многоэтажных домах это значение увеличивается на 4 метра на каждый этаж здания. В ночное время входящее давление может быть снижено до отметки в 3 метра.
Давление холодной воды должно находиться в пределах от 0.3 до 6 атмосфер, горячей — от 0.3 до 4,5.
Внимание. Согласно п. 2.28 СНиП 2.04.02-84, максимальное давление на вводе в сеть водоснабжения многоэтажного здания не может превышать 60-ти метров водяного столба (6 атмосфер). В противном случае следует устанавливать регуляторы давления или использовать зонирование водопроводной сети.
Как узнать мощность: пошаговая инструкция
Наиболее точным способом определить давление водопровода может стать встроенный манометр, — его устанавливают на входе во внутреннюю сеть сразу после запорной арматуры с фильтром.
Если такое оборудование не установлено, то можно изготовить переносной его аналог самостоятельно.
Для того понадобится:
- манометр до 6 атмосфер;
- резьбовой удлинитель;
- переходник (при необходимости);
- фумлента;
- разводной ключ.
Порядок работ:
- К манометру присоединяют резьбовой удлинитель, на который крепят переходник (при необходимости). Для точности производимых измерений с помощью фумленты достигают герметичности соединений.
- От с шланга душа отсоединяют лейку и прикручивают подготовленный ранее манометр, — соединение герметизируют фумлентой.
- Полностью открывают кран-буксу душа и снимают показания с манометра.
Справка. Во время испытаний, для точности снятия показаний, нельзя использовать другие сантехнические приборы: стиральную машину, раковину, унитаз и т.д.
Этот способ является наиболее точным, однако если требуется срочно узнать давление, а манометра под рукой нет, то можно применить другой, правда, менее точный метод: определение давления по расходу воды.
Понадобится:
- трехлитровая банка;
- секундомер.
Порядок проведения измерений:
- 3-литровую емкость подставляют под предварительно открытый на полную мощность кран.
- Одновременно с этим засекают время на секундомере и фиксируют: за сколько наполнится емкость.
- Полученное время сверяют с табличными данными и устанавливают давление.
Таблица: зависимость давления от расхода воды:
В видео наглядно показано, как можно измерить давление воды самостоятельно:
Как посчитать потерю?
Потеря давления в водопроводной сети происходит по следующим причинам (засоры и ржавчина труб не рассматриваются):
- Сопротивление трубы на прямых участках.
- Местное сопротивление (изгибы, клапана и т.п.).
Для удобства подсчетов существуют онлайн-калькуляторы, которые в считанные секунды позволяют выяснить уровень падения давления в трубопроводе. Также для решения этой задачи можно воспользоваться специальными табличными данными.
Расчет на прямых участках
Для расчета потерь нужно выяснить:
- расход воды;
- материал трубопровода, его диаметр и длину.
Выбрав нужное значение в таблице и выяснить величину снижения давления.
Табличные данные для полипропиленовых труб, — для металлических труб в вычисления нужно добавить поправочный коэффициент 1,5. Если длина трубы меньше 100 метров, то результат умножается на коэффициент длины. Так для металлической трубы с диаметром 50 мм, длиной 35 метров и расходом воды в 6.0 м³/ч получится следующий результат: 1,6*0,35*1,5=0,84 мвс.
На местах
Также потери происходят на поворотах и изгибах трубопровода, а также в местах нахождения запорной арматуры и фильтров.
Для расчетов существует специальная таблица, чтобы ей воспользоваться нужно узнать скорость потока воды в трубе, — вычисляется это следующим образом: расход нужно разделить на площадь сечения трубы.
В этой таблице данные указаны в сантиметрах водного столба, а потому очевидно, что потери давления на местных сопротивлениях не критичны и принципиального значения для малых сетей значения не имеют.
Как заглушить трубу с водой под давлением?
Поставить заглушку на трубу — дело не хитрое, если делать это без напора.
Но когда воду нельзя перекрыть, то многие подумают, что сделать это невозможно. Однако это не так.
Обычную заглушку поставить не получится, так как сильный напор не даст возможность даже наживить её на резьбу.
Но если воспользоваться вместо неё обычным водопроводным краном, то всё получится.
Метод заключается в том, чтобы кран, который будет заглушать трубу, перевести в открытый режим, — вода будет проходить сквозь него и тем самым даст возможность его наживить на резьбу трубы. Как только кран-заглушка будет наживлен и закручен на несколько витков, его можно перекрывать.
Перед работами нужно убедиться в том, что ничто не помешает выполнению работ, а также подготовить емкость для набора воды, тряпочную ветошь для уборки (чтоб не протопить соседей).
Этим методом можно воспользоваться даже в случае, если заглушаемая труба будет без резьбы, — тогда на кран-заглушку нужно надеть гибкий шланг, который бы налезал на трубу.
Кран, как и в первом случае, нужно полностью открыть, а шланг одевать на трубу — крепить его нужно на один-два хомута. После этого можно окончательно перекрывать воду.
Важно. Нельзя применять этот способ для заглушки трубопроводов горячей воды без полного перекрытия системы.
Заключение
В многоэтажных домах существует проблема не только с пониженным, но и с избыточным давлением, — это случается с квартирами на первых этажах дома, например, когда система не зонирована или при разовом нарушении режима водоснабжения коммунальными службами.
Поэтому навык самостоятельного замера мощности в водопроводе квартиры приобретает особую ценность, поскольку позволяет своевременно выявить превышение давления и дать знать службам водоканала соответствующий сигнал, что предотвратит аварийную ситуацию и преждевременный выход сантехнического оборудования.
А какова Ваша оценка данной статье?
Источник
Особенности функционирования систем отопления: перепад давления между подачей и обраткой
Опубликовано 24 февраля 2015 в 0:28
Любая отопительная схема функционирует при определенных значениях напора и температуры теплоносителя, которые рассчитываются еще на этапе ее проектирования. Однако в процессе эксплуатации возможны ситуации, когда перепад давления в системе отопления отклоняется от нормативного уровня в большую или меньшую сторону и, как правило, требует корректирования для обеспечения эффективности, а в ряде случаев и безопасности.
Рабочее давление в системе теплоснабжения
Рабочим считается давление, величина которого обеспечивает оптимальную работу всего отопительного оборудования (в т.ч. источника отопления, насоса, расширительного бака). При этом оно принимается равным сумме давлений:
- статического — создается столбом воды в системе (в расчетах принимается соотношение: 1 атмосфера (0,1 МПа) на 10 метров);
- динамического — обусловлено работой циркуляционного насоса и конвективным движением теплоносителя при его нагреве.
Понятно, что в разных схемах отопления величина рабочего напора будет отличаться. Так, если для теплоснабжения дома предусмотрена естественная циркуляция теплоносителя (применимо для индивидуального малоэтажного строительства), его значение превысит показатель статического лишь на незначительную величину. В принудительных же схемах его принимают максимально допустимым для обеспечения более высокого КПД.
Следует иметь в виду, что предельные показатели рабочего давления определяются характеристиками элементов системы отопления. К примеру, при использовании чугунных радиаторов оно не должно превышать 0,6 МПа.
Численно величина рабочего напора составляет:
- для одноэтажных строений с открытой схемой и естественной циркуляцией воды-0,1 МПа (1 атмосфера) на каждые 10 м столба жидкости;
- для малоэтажных зданий с закрытой схемой — 0,2-0,4 МПа;
- для многоэтажных домов — до 1 МПа.
Контроль рабочего давления в отопительных схемах
Для нормального безаварийного функционирования системы теплоснабжения необходимо регулярно контролировать величину температуры и напора теплоносителя.
Для проверки последнего обычно применяют деформационные манометры с трубкой Бурдона. Для измерения давлений малой величины могут использоваться их разновидности — диафрагменные приборы.
Необходимо помнить, что после гидроударов такие модели требуется поверять, т.к. они будут показывать завышенные значения при последующих контрольных измерениях.
Рисунок 1 — Деформационный манометр с трубкой Бурдона
В системах, где предусмотрены автоматический контроль и регулирование давления дополнительно используются различные типы датчиков (к примеру, электроконтактные).
Размещение манометров (точки врезки) определяются нормативами: приборы должны быть установлена на наиболее важных участках системы:
- на входе и выходе источника отопления;
- до и после насоса, фильтров, грязевиков, регуляторов давления (при их наличии);
- на выходе магистрали от ТЭЦ или котельной и на вводе ее в здание (при централизованной схеме).
Не стоит пренебрегать этими рекомендациями даже при проектировании небольшого отопительного контура с использованием маломощного котла, т.к. это не только обеспечивает безопасность системы, но и ее экономичность за счет оптимального расхода воды и топлива.
Рисунок 2 — Участок отопительной схемы с установленными манометрами
Для возможности обнуления, продувки и замены приборов без остановки работы системы подключать их рекомендуется через трехходовые краны.
Перепад давления и его значение для функционирования системы отопления
Для оптимального функционирования любой отопительной схемы необходим стабильный и определенной величины перепад давлений, т.е. разность его значений на подаче теплоносителя и обратке. Как правило, она должна составлять 0,1-0,2 МПа.
Если данный показатель меньше, это свидетельствует о нарушении движения теплоносителя по трубопроводам, в результате чего вода проходит через радиаторы, не нагревая их в требуемой степени.
В случае превышения величины перепада указанного выше значения можно говорить о «застое» системы, одной из причин которого является завоздушивание.
Следует отметить, что резкие изменения напора негативно сказываются на работоспособности отдельных элементов отопительной схемы, зачастую выводя их из строя.
Способы регулирования рабочего давления и обеспечения стабильности его перепада на подаче и обратке
- Прежде всего, необходимо помнить, что оптимальная работа системы теплоснабжения, в т.ч. создание требуемого давления в ней, зависит от корректности проектирования, в частности, гидравлических расчетов, и монтажа магистралей и трубопроводов, а именно:
— подающая магистраль в большинстве схем должна располагаться наверху, обратная, соответственно, внизу;
— для изготовления розливов следует использовать трубы диаметром 50-80 мм, для стояков — 20-25 мм;
— подводка к приборам отопления может выполняться из тех же труб, из которых выполнены стояки, или на шаг меньше.
Занижать сечение обвязки радиаторов допускается только при наличии перед ними перемычки.
Рисунок 3 — Перемычка перед радиатором отопления
- Как известно, при повышении температуры теплоноситель увеличивается в объеме и повышает давление в отопительной системе. Например, при 20 0С оно может увеличиться на 0,13 МПа, при 70 0С — на 0,19 МПа. Поэтому одним из вариантов регулирования напора является изменение степени нагретости воды.
- Для увеличения напора теплоносителя, что обычно требуется для обеспечения теплом верхних этажей высотных зданий, применяют циркуляционные насосы.
- Автоматическое регулирование рабочего давления и его перепада в отопительных схемах небольших домов осуществляется посредством расширительных баков, как правило, мембранного типа. Они начинают работать тогда, когда величина давления в системе достигает 0,2 МПа. При этом данные устройства отбирают излишки горячего теплоносителя, вследствие чего напор поддерживается на требуемом уровне.
Рисунок 4 — Мембранный расширительный бак
Расширительный бак, объем которого обычно принимается равным около 10 % от общего объема системы, может монтироваться в любой части контура. Однако специалисты рекомендуют устанавливать его на прямом участке трубопровода обратки перед циркулярным насосом (при его наличии).
Для предотвращения ситуации, когда емкости устройства не хватает при продолжающемся росте давления, в схемах предусмотрено использование предохранительного клапана, выводящего из системы излишки теплоносителя.
- В больших и сложных отопительных системах, например, в многоэтажных зданиях, для подержания нормативного давления применяют регуляторы, которые дополнительно предотвращают завоздушивание даже при резких изменениях напора в магистралях, а также шумообразование на регулирующих клапанах. Монтируют их или на перемычке между подающим и обратным трубопроводами, или на байпасной линии насоса.
Рисунок 5 — Регулятор давления
- Еще одним способом регулирования напора в схемах теплоснабжения многоуровневых домов можно назвать использование запорной арматуры. Например, при необходимости повышения давления уменьшают сечение обратного трубопровода с помощью задвижки.
Поиск причин падения и повышения перепада давления
Отклонение давления в большую или меньшую сторону от нормативного требует установления причины этого явления и ее устранения.
Падение давления в схеме теплоснабжения
Если падает давление в системе отопления, то с большей долей вероятности можно говорить об утечке теплоносителя. Наиболее уязвимыми являются имеющиеся швы, стыки и соединения.
Для проверки этого отключают насос и следят за изменениями статического давления. При продолжающемся снижении напора необходимо найти поврежденный участок. Для этого рекомендуется последовательно отключать различные участки контура, а после определения точного места, производят ремонт или замену изношенных элементов.
Если же статическое давление остается стабильным, причина снижения напора связана с неисправностью или насоса, или отопительного оборудования.
Следует иметь в виду, что кратковременное падение давления может быть обусловлено особенностью работы регулятора, который с определенной периодичностью перепускает часть воды из подачи в обратку. В случае, когда радиаторы отопления прогреваются равномерно и до требуемой температуры, можно говорить, что перепад был связан с указанным выше циклом.
Среди других возможных причин можно назвать:
- удаление воздуха через воздушники, в результате чего уменьшается объем теплоносителя в системе;
- снижение температуры воды.
Повышение давления в системе
Подобная ситуация наблюдается при замедлении или остановке движения теплоносителя в отопительном контуре. Наиболее вероятными причинами этого являются:
- возникновение воздушной пробки;
- загрязнение фильтров и грязевиков;
- особенности функционирования регулятора давления или неправильная настройка его работы;
- постоянная подпитка теплоносителя вследствие сбоя автоматики или некорректно отрегулированных задвижек на подаче и обратке.
Нужно отметить, что нестабильность давления наиболее часто отмечается во вновь запущенных системах и связана с постепенным удалением воздуха. Это может считаться нормой, если после доведения объема теплоносителя и давления до рабочих значений, которое продолжается от нескольких дней до нескольких недель, никакие отклонения не фиксируются.
В противном случае следует говорить о неправильно произведенном гидравлическом расчете, в частности, принятом объеме расширительного бака.
Источник