Какое рабочее давление должно быть в системе отопления частного дома — как создать, поддерживать

Водяное отопление жилых помещений может быть сложной конструкцией. Особенно, если это наиболее эффективная схема с повышенным давлением и принудительной циркуляцией теплоносителя. В этом случае нужно контролировать рабочее давление в системе отопления частного дома. Это важно по многим причинам, в том числе по соображениям безопасной работы котельного оборудования.

Для чего нужно давление в системе отопления

Речь идет о закрытых системах отопления. Контур из труб, расширительного бака теплообменника и радиаторов изолированы от окружающей среды. Поэтому любые испаряющиеся жидкости (вода или этиленгликоль) конденсируются и остаются внутри контура.

Избыточное давление в системе отопления поддерживают по нескольким причинам:

  1. С целью избежать потерь теплоносителя на испарение.
  2. Предупреждение кипения воды в теплообменнике, интенсификация процесса теплопередачи.
  3. Предупреждение кавитационного режима работы циркуляционного насоса.
  4. Во избежание повреждения пластин вторичного теплообменника в двухконтурных котлах отопления.

В некоторых случаях повышенное давление в системе отопления домовладения является неизбежным следствием условий эксплуатации водяного котла. Например, в частных домах в несколько этажей горячую воду приходится закачивать по трубам контура отопления на высоту 2-3 этажа. Поэтому давление появится уже вследствие наличия водяного столба высотой 10-11 м.

Схема системы отопления

Компании-производители отопительного оборудования проектируют котлы отопления по универсальной схеме, в том числе с повышенным давлением теплоносителя. Так, чтобы их можно было бы использовать для любых частных домовладений и квартир.

Кроме того, повышенное рабочее давление в системе отопления дает возможность избежать неприятного акустического эффекта.

В процессе неравномерного нагрева потока воды или смешивания горячих и холодных слоев происходит схлопывание микропузырьков воздуха и пара. В теплообменнике котла отопления возникает гул. Примерно, как перед закипанием чайника на газовой плите. Повышенное рабочее давление помогает компенсировать процесс нагрева и избежать шума.

Зависимость кипения от давления

Кипение воды в теплообменнике системы отопления

Первое, наиболее опасное явление, от которого может пострадать система отопления, – кипение воды на стенках теплообменного аппарата. Это тонкостенная трубчатая конструкция, рассчитанная на большой поток тепла от горячих продуктов сгорания к воде. Она считается наиболее нагруженным узлом.

Для того чтобы повысить КПД, стенки теплообменника делают очень тонкими. В зависимости от того, какое давление в системе отопления, толщина может быть в пределах 0,2-0,8 мм.

Если система отопления работает на мощности выше средней, то стенка нагревается до 300-400 ℃, а пристеночный слой воды или теплоносителя – до 90-98 ℃. Внутри потока часть водяной массы прогревается всего лишь до 40-60 ℃, в среднем на выходе из котла отопления – 75-80 ℃.

У воды теплопроводность ниже, чем у меди, поэтому пристеночный слой может закипать, а внутренний оставаться относительно холодным. Поэтому рабочее давление в системе отопления в частном доме должно быть выше атмосферного. Только так можно избежать режима кипения и, как следствие, прогорания медного теплообменника.

Разрушение циркуляционного насоса

Кроме теплообменника, при низком рабочем давлении в системе отопления существует опасность разрушения крыльчатки насоса. Обычно электронасос, устанавливаемый в котле, имеет несколько скоростных режимов. Мотор может работать на малых оборотах вращения, средних и больших.

Оптимальную скорость выставляет сервисный мастер при первом запуске системы отопления. Кроме того, работа циркуляционного насоса контролируется автоматикой.

Таблица рассчета потерь

При слишком больших оборотах вращения крыльчатки, особенно, если температура воды на обратке высокая, жидкость вокруг лопастей начинает кипеть, появляются кавитационные микропузырьки. Они легко разрушают титан, нержавейку, твердые сплавы. Мягкий пластик может быть уничтожен через короткий промежуток времени. Это явление особенно опасно в двух случаях:

  1. Если «гонять» систему отопления на полную мощность в теплую погоду, когда вода, попадающая в котел, не успевает толком остыть и отдать тепло в радиаторах внутри частного домовладения.
  2. Для двухконтурных котлов, если кран горячей воды открывать лишь наполовину или меньше.

Избежать кавитационного кипения можно при повышенном давлении воды. В исправном котле со стандартным рабочим давлением процесс кавитации и разрушения крыльчатки практически отсутствует или сведен к минимуму, даже если эксплуатировать систему отопления в частном доме с нарушением инструкции.

Компания-производитель заранее просчитала вероятность возникновения кавитации, провела испытания оборудования и установила рекомендации, какое давление должно быть в системе отопления. И этим рекомендациям нужно следовать.

Поэтому, если в контуре установлен циркуляционный насос, давление в системе отопления в частном доме должно быть повышенным. Иначе его и крыльчатку придется менять по несколько раз в течение отопительного сезона.

Выбор оптимального давления

Казалось бы, наилучшим решением было бы дополнительно поднять рабочее давление в системе отопления. Можно было бы не бояться кипения воды в теплообменнике или преждевременного износа крыльчатки циркуляционного насоса. Но в этом случае появляются более серьезные технические проблемы:

  1. Увеличивается нагрузка на пневмогазовый клапан, уменьшается его ресурс.
  2. Нужно увеличивать толщину стенки теплообменника.
  3. Необходимо увеличивать запас прочности корпусов датчиков протока, давления, расхода воды.

Кроме того, нужно было бы делать более массивным расширительный бак и более толстой мембрану внутри его. В целом котел получился бы намного массивнее и дороже. Поэтому рабочее давление в системе отопления повышают до уровня, гарантирующего нормальное функционирование всех агрегатов.

Нормализация давления

У гравитационной или самоточной системы отопления проблем меньше, чем у закрытой. Хотя бы потому, что в данной схеме отсутствуют компактные медные теплообменники и высокооборотные циркуляционные насосы.

Но даже в том случае, когда в доме установлен котел со стальным (нержавейка) или чугунным теплообменником, давление воды в системе отопления всегда повышенное. Обычно 1,2-1,5 бар.

Какое давление в системе отопления частного дома – это определяется системой регулирования. Например, в схемах с расширительным баком это значение равно 1,2 бара.

Тут все просто, расширительный бак или бочка устанавливается на чердаке частного дома или под потолком, на высоте 2,5-3 м. Водяной столб (труба плюс бак) создает дополнительно 0,2-0,3 бар. Любые скачки, увеличение или падение давления, вызванные нагревом воды и воздуха, компенсируются за счет водяного столба и жидкости расширительного бака.

Системы отопления с гидроаккумулятором-компенсатором

Второй вариант – это системы отопления с гидроаккумулятором-компенсатором. Он выполняет аналогичные функции, но не за счет водяного столба, а благодаря каучуковой мембране внутри бака.

Для самоточных систем отопления важно иметь повышенное рабочее давление. Благодаря ему температура воды на выходе из теплообменника может достигать 95-97 ℃, без риска закипания жидкости. От этого зависит эффективность и КПД котла.

Температура воды на обратке должна быть минимальной – от этого будет зависеть скорость и самоточное (гравитационное) прокачивание теплоносителя и КПД системы отопления в целом.

Нормативный показатель и причины отклонения

Действующими нормативами определено, что система нагрева воды должна функционировать без кипения при температуре до 105-110 ℃. Поэтому нормативный показатель требует, чтобы давление при установившемся режиме работы системы отопления было не менее 1,1-1,15 бар, рекомендовано 1,2-1,3 бар.

Очищенная вода в теплообменнике котла закипит при 100 ℃. В реальности температура теплоносителя в системе отопления достигает 95 ℃. Поэтому в контуре намеренно поднимают давление, чтобы избежать закипания жидкости. Интенсивное выделение пузырьков пара может происходить в потоке воды по ржавым или загрязненным трубам или при сильном разгоне жидкости внутри контура.

В процессе работы системы отопления давление будет увеличиваться по мере разогрева воды и уменьшаться при остывании. Связано это с расширением микропузырьков воздуха, растворенных в теплоносителе.

Таблица

Способ контроля и диагностика

Согласно требований Правил эксплуатации систем отопления и котельных установок, на всех водяных котлах должна быть установлена группа безопасности. Это комплект приборов, монтируемых на выходе из теплообменника котла:

  • манометр для измерения давления потока горячей воды;
  • термометр;
  • автоматический клапан для сброса пара.

На некоторых моделях котлов дополнительный манометр и термометр может устанавливаться на трубе-обратке, в точке ее входа в теплообменник. Такие системы контроля применяются для гравитационных (безнасосных) систем отопления. Разница в температуре помогает оценить эффективность работы. Дополнительный манометр поможет определить закупорку контура.

В старых котлах с расширительным баком вместо манометра использовалась емкость, установленная в верхней части вертикальной трубы. Из нее выводилась водомерная трубка, по которой можно было определить высоту водяного столба и давление внутри системы отопления. В современных водяных котлах применяют расширительные баки-гидроаккумуляторы, стрелочные манометры и термометры.

Давление в закрытой системе отопления

Современные газовые котлы водяного отопления рассчитаны на эксплуатацию при давлении воды 1,5-2 бар для двухконтурных аппаратов с битермическим теплообменником, и 1,3-1,7 бар для моделей с отдельным теплообменным аппаратом горячей воды. Это несколько больше, чем для гравитационных систем.

Скорость водяного потока в теплообменнике выше, нагрев происходит с большей интенсивностью, поэтому давление должно быть выше.

В закрытых системах отопления повышенное рабочее давление благоприятно сказывается на интенсивности теплопередачи от горячих газов к теплоносителю (в теплообменнике) и от жидкости к алюминиевому корпусу радиатора отопления.

Для бытовой системы отопления домовладения можно условно принять, что на одном и том же котле и радиаторах повышение давления с 1,2 бар до 2 бар приводит к улучшению теплоотдачи на 10-15%.

Но 1,5 бар для котла с медным теплообменником считается оптимальным. Безопасная рабочая зона на манометре размечена до 2 бар. В пределах этого промежутка величина давления изменяется в процессе работы.

Уже после 3 бар котел отопления работает в зоне риска, могут выйти из строя отдельные узлы. При том, что вся система отопления (трубы и радиаторы) способна выдерживать большую нагрузку. По достижению 4 бар или 5 бар (в зависимости от модели) автоматика защиты отключит котел.

Газовые котлы

Особенно уязвимыми к высокому или низкому рабочему давлению считаются газовые котлы индивидуального отопления с битермическим теплообменником. Этот узел собран в виде пакета из медных пластин, между которыми протекает теплоноситель и нагреваемая вода. Если давление в водопроводе и контуре отопления отличается более чем на 30%, то возможно повреждение и разгерметизация теплообменного аппарата.

Причины падения показателей

Одной из проблем любой системы отопления считается безвозвратная потеря теплоносителя. Несмотря на то, что контур изолирован от внешней среды, утечка воды происходит постоянно.

Теплоноситель уходит через три основные точки:

  • через расширительный бак;
  • клапан удаления воздуха из контура отопления;
  • краны Маевского на радиаторах отопления.

Каждый день через соединения и резиновые прокладки улетучиваются миллиграммы воды. Но даже при небольшой утечке давление может в работающей системе отопления снижаться на 0,1 бар в месяц на новых котлах, и 0,1-0,2 бар на котельном оборудовании старше 10 лет.

Причины резкого возрастания давления

Утечки воды приводят к уменьшению количества теплоносителя внутри отопительного контура. Эффективность работы котельного оборудования снижается. Если манометр покажет меньше 0,9 бар, то автоматика заблокирует котел. В этом случае приходится открывать подпиточный кран для тех моделей, которые работают на водяном теплоносителе, или закачивать антифриз в контур специальным приспособлением.

Первый вариант (на воде) более удобный, так как восполнить потерю водного теплоносителя можно одним поворотом крана. Но вместе с водой в отопительный контур попадает большое количество воздуха.

В 1 литре водопроводной воды при комнатной температуре растворено примерно 18-19 мл воздуха, из которых примерно треть приходится на кислород. В процессе подпитки контура внутрь каждый раз попадает 1-5 мл холодного (9-10 ℃) воздуха. Это немного, но при нагреве растворенный воздух выделяется и сильно расширяется в объеме. Соответственно нормальное давление резко увеличивается до 2,5-3 бар.

На новом котельном оборудовании попавшие в контур газы выдавливаются через клапан. На старых аппаратах это приходится делать вручную.

Методы контроля

Уровень давления в контуре необходимо периодически контролировать по встроенному манометру, независимо от схемы водяного отопления, разводки труб и модели котельного оборудования. При снижении на манометре Р<0,9 бар (например, зимой в доме открыли настежь окна) аппарат просто заблокируется из-за сильного переохлаждения. Жильцы дома всегда могут своевременно принять меры и запустить отопление.

Методы контроля

Хуже ситуация, когда давление в теплообменнике и трубах начало плавно расти. В целом система отопления частного дома будет работать, пока автоматика не отключит горелку при Р=4-5 бар. Это уже критическая ситуация.

До того момента, пока произойдет блокировка, битермический или пневмогазовый клапан может выйти из строя. Поэтому при проведении настройки оборудования желательно, чтобы сервисный мастер установил верхний предел не более 3,5 бар.

Проверка герметичности

Работоспособность отопительного оборудования проверяется на этапе первого запуска. Первоначально мастер поднимает давление воды в контуре до рабочего уровня 1,5-2 бара. В течение 30 мин в холодном состоянии не должно быть никаких протечек. Если манометр показал снижение, то ищут место утечки воды. Иногда приходится сливать жидкость и опрессовывать воздухом с помощью насоса каждый радиатор.

Проверка

Если котел и контур держат давление на холодной воде, то переходят к горячей обкатке при рабочей температуре и давлении в 1.5 раза выше нормы. Для этого меняют настройки на плате управления так, чтобы автоматика не заблокировала горелку на 3,8-4 барах. Последним этапом проверяют работу на низком давлении.

Все элементы системы имеют полуторный запас прочности, поэтому проверка герметичности не влияет на дальнейшую работу исправного котла. Опрессовка давлением – это, скорее, проверка работы датчиков давления, температуры, а также правильности срабатывания пневмогазового клапана и герметичности крана подпитки.

Возможные неисправности

Повышенное давление воды в трубах, радиаторе или теплообменнике всегда становится главной причиной появления мелких и неприятных проблем. Ремонтировать потекший котел на гарантии не удобно. Процесс замены неисправной детали может растянуться до недели, а зимой, когда сервисная служба забита заявками от клиентов, мастер может в лучшем случае дать совет или появиться через 7-10 дней после обращения.

Потек битермический теплообменник

Из всех возможных вариантов неисправностей котла потеря герметичности пластинчатым теплообменником считается наиболее тяжелым случаем. Замена на ремонтный узел выполняется быстро, но часто его невозможно заменить без демонтажа котла. Особенно, если битерм потек в отопительный период.

Поэтому, если на торце битермического теплообменника выступает вода, нужно покупать новый и ждать окончания сезона или теплых дней, когда отопительное оборудование можно остановить на 2-3 дня. Заодно можно промыть основной теплообменник.

Если же битерм потек сильно, и нет возможности удержать давление в системе, то можно временно использовать самодельный хомут. Конструктивно он представляет собой две стальные пластины, соединенные между собой по углам четырьмя резьбовыми шпильками М8, длиной по 150 мм.

Установка выполняется следующим способом:

  1. Останавливаем котел, сбрасываем рабочее давление.
  2. Место просачивания воды на битермическом теплообменнике зачищаем щеткой с жесткой щетиной. Обрабатываем растворителем Р-646.
  3. Поврежденное место закрываем автомобильным герметиком.
  4. Через 45 минут укладываем пластины, прижимаем схватившийся слой силикона и фиксируем гайками на шпильках.

Если сделать все правильно, хомут может простоять 4-5 лет.

В любом случае, при первой возможности необходимо заменить поврежденный битерм на новый.

Неожиданно заблокировался котел из-за падения давления в контуре

На старом отопительном оборудовании бывают случаи резкого падения или увеличения давления без видимых на то причин. Такое случается при работе котла после длительного простоя, или когда набирали целую ванну горячей воды.

В обоих случаях причиной падения давления является пневмоклапан на расширительном бачке. Клапан – это обычный автомобильный золотник с ниппелем.

Со временем резиновое колечко высыхает, становится жестким и не держит воздух внутри бачка. Если котел заблокировался из-за низкого давления, достаточно отвернуть колпачок и подкачать воздух автомобильным насосом.

В том случае, если вода заполнила бачок больше, чем наполовину, нужно будет сбросить часть жидкости (100-150 мл), после чего подкачать воздух. Проще всего это сделать, отвернув на ½ оборота накидную гайку на сушилке в ванной комнате.

Рабочее давление в системе отопления – это единственный показатель, который владелец котла должен постоянно держать под контролем. Информация, отображаемая на манометре или информационном экране, поможет вовремя среагировать и избежать проблем с наиболее уязвимыми элементами – теплообменником и автоматическим газовым клапаном.

Расскажите о своем опыте регулирования давления в системе отопления. Какие проблемы возникали, каким способом выходили из затруднительного положения? Сохраните полезный материал в закладках, чтобы он всегда был под рукой.

author

главный редактор

Автор публикации
Все про утепление и отопление дома и квартиры
Отзывы и комментарии
Комментарии
  1. Александр Васильевич:

    Что можно придумать, если подпиточный кран не держит? Давление постоянно снижается.

  2. Василий:

    Это не кран, хотя лучше его заменить. Это внутренний свищ на битермическом теплообменнике.

  3. Макаров:

    Давление можно сбросить на радиаторе отопления через кран. Вся беда из-за плохого качества воды. Подпитка котла от водопровода – это варварство, нужно заливать дистиллированную воду.

Ваш отзыв

Обсуждения
Неплохим вариантом служит мраморная мозаика. Небольшие фрагменты сохраняют все достоинства натурального
Мне кажется, что отделка камнем отличается сложностью. Есть ли возможность подобрать для камина что-нибудь
Можно приобрести гибкую облицовку, представляющую собой тонкий срез песчаника, сланца, зафиксированный на
Размер шрифта
Мы в соц. сетях