Какой перепад давления в системе отопления

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

1. 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

2. 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.
3. Для увеличения напора теплоносителя, что обычно требуется для обеспечения теплом верхних этажей высотных зданий, применяют циркуляционные насосы.
4. 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.

5. 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

6. 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

Перепад давления в системе отопления: функции, значения,

За счет чего создается перепад давлений в системах водоснабжения и отопления? Для чего он нужен? Как регулировать перепад? В силу каких обстоятельств в системе отопления падает давление? В статье мы попытаемся ответить на эти вопросы.

Функции

Для начала узнаем, для чего создается перепад. Его основная функция — обеспечение циркуляции теплоносителя. Вода постоянно будет двигаться из точки с громадным давлением в точку, где давление меньше. Чем больше перепад — чем больше скорость.

Полезно: ограничивающим причиной делается растущее с повышением скорости потока гидравлическое сопротивление.

Помимо этого, перепад искусственно создается между циркуляционными врезками тёплого водоснабжения в одну нитку (подачу либо обратку).

Циркуляция в этом случае делает две функции:

1. Снабжает стабильно большую температуру полотенцесушителей, каковые во всех современных зданиях размыкают собой один из соединенных попарно стояков ГВС.
2. Гарантирует стремительное поступление тёплой воды к смесителю независимо от времени дней и водоразбора по стояку. В ветхих зданиях без циркуляционных врезок воду по утрам приходится подолгу сливать до ее нагрева.

Наконец, перепад создается современными устройствами учета расхода воды и тепла.

Как и для чего? Для ответа на данный вопрос необходимо отослать читателя к закону Бернулли, в соответствии с которому статическое давление потока обратно пропорционально скорости его перемещения.

Это дает нам возможность сконструировать прибор, регистрирующий расход воды без применения ненадежных крыльчаток:

• Пропускаем поток через переход сечения.
• Регистрируем давления в узкой части счетчика и в главной трубе.

Зная давления и диаметры, при помощи электроники возможно рассчитывать в настоящем времени расход и скорость потока воды; при применении же термодатчиков на выходе и входе из контура отопления несложно вычислить количество оставшегося в системе отопления тепла. Заодно по отличию расхода на подающем и обратном трубопроводах рассчитывается потребление тёплой воды.

Создание перепада

Как создается перепад давлений?

Элеватор

Основной элемент системы отопления многоквартирного дома — элеваторный узел. Его сердцем есть сам элеватор — невзрачная чугунная трубка с тремя соплом и фланцами в.Прежде, чем растолковать принцип работы элеватора, стоит упомянуть одну из неприятностей центрального отопления.

Существует такое понятие, как температурный график — таблица зависимости температур автострад подачи и обратки от погодных условий. Приведем маленькую выдержку из него.

Отклонения от графика в громадную и меньшую сторону одинаково нежелательны. В первом случае в квартирах будет холодно, во втором — быстро растут затраты энергоносителя на ТЭЦ либо котельной.

Наряду с этим, как легко подметить, разброс между обратным трубопроводом и подачей велик. При циркуляции, достаточно медленной для таковой дельты температур, температура отопительных устройств будет распределена неравномерно. Обитатели квартир, чьи батареи подключены к стоякам подачи, будут мучиться от жары, а обладатели радиаторов на обратке — мерзнуть.

Элеватор снабжает частичную рециркуляцию теплоносителя из обратного трубопровода. Впрыскивая через сопло стремительную струю тёплой воды, он в полном соответствии с законом Бернулли формирует стремительный поток с низким статическим давлением, который затягивает дополнительную массу воды через подсос.

Температура смеси заметно ниже, чем у подачи, и немного выше, чем на обратном трубопроводе. Скорость циркуляции оказывается высокой, а отличие температур между батареями — минимальной.

Подпорная шайба

Это несложное приспособление является диском из стали толщиной не меньше миллиметра с просверленным в нем отверстием. Оно ставится на фланец элеваторного узла между циркуляционными врезками. Шайбы ставятся и на подающем, и на обратном трубопроводе.

Принципиально важно: для обычной работы элеваторного узла диаметр отверстий подпорных шайб должен быть больше диаметра сопла. В большинстве случаев отличие образовывает 1-2 миллиметра.

Циркуляционный насос

В автономных системах отопления напор создается одним либо несколькими (по числу свободных контуров) циркуляционными насосами. Наиболее распространенные устройства — с мокрым ротором — являются конструкцией с неспециализированным валом для ротора и крыльчатки электромотора. Теплоноситель делает функции смазки и охлаждения подшипников.

Значения

Каков перепад давлений между различными участками отопительной системы?

• Между подающей и обратной нитками теплотрассы он образовывает приблизительно 20 — 30 метров, либо 2 — 3 кгс/см2.

Справка: избыточное давление в одну атмосферу поднимает водяной столб на высоту 10 метров.

• Перепад между смесью по окончании элеватора и обратным трубопроводом — всего 2 метра, либо 0,2 кгс/см2.
• Перепад на подпорной шайбе между циркуляционными врезками элеваторного узла редко превышает 1 метр.
• Напор, создаваемый циркуляционным насосом с мокрым ротором, в большинстве случаев варьируется от 2 до 6 метров (0,2 — 0,6 кгс/см2).

Регулировка

Как отрегулировать напор в элеваторном узле?

Подпорная шайба

В случае если быть правильным, при подпорной шайбы требуется не регулировка напора, а периодическая замена шайбы на аналогичнуюиз-за абразивного износа узкого металлического страницы в технической воде. Как своими руками заменить шайбу?

Инструкция, в общем, достаточно несложна:

1. Все задвижки либо вентиля в элеваторе перекрываются.
2. Раскрывается по одному сброснику на обратке и подаче для осушения узла.
3. Раскручиваются болты на фланце.
4. Вместо ветхой шайбы устанавливается новая, снабженная парой прокладок — по одной с каждой стороны.

Совет: в отсутствие паронита шайбы вырезаются из ветхой автомобильной камеры. Не забудьте вырезать ушко, которое разрешит завести шайбу в паз фланца.

1. Болты стягиваются попарно, крест-накрест. По окончании того, как прокладки прижаты, гайки закручиваются до упора не более чем на пол-оборота за раз. В случае если поспешить, неравномерное сжатие непременно приведет к тому, что прокладку оторвёт давлением с одной стороны фланца.

Система отопления

Перепад между смесью и обраткой штатно регулируется лишь заменой, завариванием либо рассверливанием сопла. Но время от времени появляется необходимость убрать перепад, не останавливая отопления (в большинстве случаев, при важных отклонениях от температурного графика в пик холодов).

Это делается регулировкой входной задвижки на обратном трубопроводе; тем самым мы убираем перепад между прямой и обратной нитками и между смесью и обраткой.

1. Замеряем давление на подаче по окончании входной задвижки.
2. Переключаем ГВС на подающую нитку.
3. Вкручиваем манометр в сбросник на обратке.
4. Всецело закрываем входную обратную задвижку и позже неспешно открываем ее , пока перепад не уменьшится от начального на 0,2 кгс/см2. Манипуляция с последующим открытием и закрытием задвижки нужна чтобы ее щечки максимально опустились на штоке. В случае если задвижку, щечки смогут просесть в будущем; цена смехотворной экономии времени — как минимум размороженное подъездное отопление.
5. Температура обратного трубопровода контролируется с промежутком в день. При необходимости ее предстоящего понижения перепад убирается по 0,2 атмосферы за раз.

Давление в автономном контуре

Яркое значение слова «перепад» — изменение уровня, падение. В рамках статьи мы затронем и его. Итак, из-за чего падает давление в системе отопления, если она представляет собой замкнутый контур?

Для начала отыщем в памяти: вода фактически несжимаема.

Избыточное давление в контуре создается за счет двух факторов:

• Наличия в системе мембранного расширительного бака с его воздушной подушкой.

• радиаторов отопления и Упругости труб. Их эластичность пытается к нулю, но при большой площади внутренней поверхности контура данный фактор также отражается на внутреннем давлении.

С практической стороны это указывает, что регистрируемое манометром падение давления в системе отопления в большинстве случаев вызвано очень малым трансформацией объема контура либо уменьшением количества теплоносителя.

А вот вероятный перечень того и другого:

• При нагреве полипропилен расширяется посильнее, чем вода. При запуске собранной из полипропилена системы отопления давление в ней может незначительно упасть.
• Многие материалы (а также алюминий) достаточно пластичны чтобы при долгом действии умеренных давлений поменять форму. Алюминиевые радиаторы смогут просто-напросто раздуваться со временем.
• Растворенные в воде газы неспешно покидают контур через воздухоотводчик, воздействуя на настоящий количество воды в нем.
• Большой нагрев теплоносителя при заниженном объеме расширительного бака отопления может приводить к срабатыванию предохранительного клапана.

Наконец, нельзя исключать и в полной мере настоящие неисправности: незначительные течи по швам сварки и стыкам секций, травящий ниппель микротрещины и расширительного бака в теплообменнике котла.

Заключение

Сохраняем надежду, что нам удалось ответить на накопившиеся у читателя вопросы. Прикрепленное к статье видео, как в большинстве случаев, предложит его вниманию дополнительные тематические материалы. Удач!

Источник