Самостоятельное регулирование работы системы отопления: обзор устройств и методик. Основы регулирования системы отопления

Тепловые нагрузки многочисленных абонентов тепловой сети не одинаковы и не постоянны, поэтому для высококачественного теплоснабжения с сочетанием с экономичными режимами выработки и транспортировки теплоты, необходимо регулирование всех видов тепловых нагрузок в соответствии с потребностью абонентов.

В зависимости от места систем регулирования различают: Центральное; Групповое; Местное; Индивидуальное.

Центральное регулирование производится в источнике теплоты - на ТЭЦ или котельной, групповое – на центральном тепловом пункте (ЦТП), местное – на абонентском вводе, индивидуальное – на теплопотребляющих приборах.

Если тепловая нагрузка всех абонентов теп.сети однородна, т.е. у всех абонентов имеется один вид нагрузки – отопление, то допустимо только центральное регулирования отпуска теплоты. Однако, в большинстве случаев тепловая нагрузка однородна (отопление и ГВС или вентиляция), поэтому наряду с центральным регулированием используется групповое, местное и индивидуальное. Также рациональное сочетание двух или трёх ступеней регулирования является залогом экономичного режима работы (комбинированное регулирование).

Если регулирование теплоснабжения на ТЭЦ или котельной осуществляется изменением температуры теплоносителя при постоянстве его расхода, то такой метод центрального регулирования называется качественным .

Если регулирование осуществляется изменением расхода теплоносителя при постоянной температуре – количественный метод.

Если регулирование осуществляется путём изменения температуры и расхода теплоносителя – качественно-количественный метод.

В городских водяных системах теплоснабжения центральное качественное регулирование дополняется количественным регулированием на ЦТП и местном ТП.

Основным достоинством центрального качественного регулирования является стабильность гидравлического режима, что облегчает наладку и эксплуатацию сети, однако, расходы на перекачку теплоносителей при качественном регулировании больше чем при количественном и качественно-количественном.

Основным достоинством количественного регулирования считается сокращение расходов электроэнергии на перекачку теплоносителя, а недостатком – гидравлическая разрегулировка теп.сети, следствие переменного гидравлического режима.

Для устранения гидравлической разрегулировки местных систем при количественном методе присоединения абонентских установок производится по схемам, обеспечивающие независимость расхода теплоносителя в местной системе. К таким схемам относят независимые схемы присоединения и зависимые со смесительным насосом, который при уменьшении расхода теплоносителя в подающей линии сети увеличивает расход воды в обратной линии, поддерживая расход в местной системе постоянным.

При выполнении центрального регулирования тепловой нагрузки реально возможный диапазон изменения температуры и расхода теплоносителя ограничено рядом условий. Так верхний предел изменения температуры сетевой воды в подающей линии определяется условием невскипания жидкости, зависит от напора в ней. Нижний предел температуры определяется условием комфортности горячего водоснабжения и равен 60°С для открытых систем и 65-70°С для закрытых. Верхний предел изменения расхода теплоносителя определяется располагаемым напором на ТЦП и на абонентском вводе (местное) и местными гидравлическими сопротивлениями (клапаны, вентили). Нижний предел расхода зависит от гидравлической устойчивости сети и ограничивается возможностью появления вертикальной разрегулировки, т.е. неодинакового изменения расхода теплоносителя на различных этажах здания. Вероятность этого явления возрастает с ростом этажности здания и уменьшения расхода в местной системе.

Давление, которое должно быть в системе отопления многоквартирного дома, регламентируется СНиПами и установленными нормами. При расчете берут во внимание диаметр труб, типы трубопровода и отопительных приборов, расстояние до котельной, этажность.

Виды давления

Говоря о давлении в системе отопления, подразумевают 3 его вида:

1. Статическое (манометрическое). При выполнении расчетов его принимают равным 1атм или 0,1 МПа на 10 м.
2. Динамическое, возникающее при включении в работу циркуляционного насоса.
3. Допустимое рабочее, представляющее собой сумму двух предыдущих.

В первом случае это сила давления теплоносителя в радиаторах, запорной арматуре, трубах. Чем выше этажность дома, тем большее значение приобретает этот показатель. Чтобы преодолеть подъем столба воды применяют мощные насосы.

Второй случай - это давление, возникающее в процессе движения жидкости в системе. А от их суммы - максимального рабочего давления, зависит работа системы в безопасном режиме. В многоэтажном доме его величина достигает 1 МПа.

Требования ГОСТ и СНиП

В современных многоэтажных домах монтаж системы отопления осуществляют, опираясь на требования ГОСТа и СНиП. В нормативной документации оговорен диапазон температур, которые центральное отопление должно обеспечить. Это от 20 до 22 градусов С при параметрах влажности от 45 до 30%.

Чтобы достичь этих показателей, необходим просчет всех нюансов в работе системы еще при разработке проекта. Задача теплотехника - обеспечить минимальную разность значений давления жидкости, циркулирующей в трубах, между нижними и последними этажами дома, сократив тем самым теплопотери.

На реальную величину давления влияют следующие факторы:

• Состояние и мощность оборудования, подающего теплоноситель.
• Диаметр труб, по которым теплоноситель циркулирует в квартире. Бывает, что желая повысить температурные показатели, хозяева сами меняют их диаметр в большую сторону, снижая общее значение давления.
• Расположение конкретной квартиры. В идеале это не должно иметь значения, но в действительности существует зависимость от этажа, и от удаленности от стояка.
• Степень износа трубопровода и нагревательных приборов. При наличии старых батарей и труб не следует ожидать, что показатели давления останутся в норме. Лучше предупредить возникновение нештатных ситуаций, заменив отслужившую свое теплотехнику.

Как меняется давление от температуры

Проверяют рабочее давление в высотном доме при помощи трубчатых деформационных манометров. Если при проектировании системы конструкторы заложили автоматическую регулировку давления и его контроль, то дополнительно устанавливают датчики разных типов. В соответствии с требованиями, прописанными в нормативных документах, контроль осуществляют на наиболее ответственных участках:

• на подаче теплоносителя от источника и на выходе;
• перед насосом, фильтрами, регуляторами давления, грязевиками и после этих элементов;
• на выходе трубопровода из котельной или ТЭЦ, а также на вводе его в дом.

Обратите внимание: 10% разницы между нормативным рабочим давлением на 1 и 9 этаже - это нормально.

Давление в летний период

В период, когда отопление бездействует как в теплосети, так и в системах отопления поддерживается давление, величина которого превышает статическое. В противном случае в систему попадет воздух и трубы начнут коррозировать.

Минимальное значение этого параметра определяется высотой здания плюс запас от 3 до 5 м.

Как поднять давление

Проверки давления в отопительных магистралях многоэтажных домов нужны обязательно. Они позволяют анализировать функциональность системы. Падение уровня давления даже на незначительную величину, может стать причиной серьезных сбоев.

При наличии централизованного отопления систему чаще всего испытывают холодной водой. Падение давления за 0,5 часа на величину большую, чем 0,06 МПа указывает на наличие порыва. Если этого не наблюдается, то система готова к работе.

Непосредственно перед стартом отопительного сезона выполняют проверку водой горячей, подаваемой под максимальным давлением.

Изменения, происходящие в системе отопления многоэтажного дома, чаще всего не зависят от хозяина квартиры. Пытаться повлиять на давление - затея бессмысленная. Единственное, что можно сделать, устранить воздушные пробки, появившиеся из-за неплотных соединений или неправильно выполненной регулировки клапана спуска воздуха.

На наличие проблемы указывает характерный шум в системе. Для отопительных приборов и труб это явление очень опасно:

• Расслаблением резьбы и разрушениями сварных соединений во время вибрации трубопровода.
• Прекращением подачи теплоносителя в отдельные стояки или батареи в связи со сложностями с развоздушиванием системы, невозможностью регулировки, что может привести к ее размораживанию.
• Понижением эффективности системы, если теплоноситель прекращает движение не полностью.

Чтобы предотвратить попадание воздуха в систему необходимо перед ее испытанием в рамках подготовки к отопительному сезону осмотреть все соединения, краны на предмет пропускания воды. Если услышите характерное шипение при пробном запуске системы, немедленно ищите утечку и устраняйте ее.

Можно нанести на стыки мыльный раствор и там, где герметичность нарушена, будут появляться пузырьки.

Иногда давление падает и после замены старых батарей на новые алюминиевые. На поверхности этого металла от контакта с водой появляется тонкая пленка. Побочным продуктом реакции является водород, за счет его сжимания давление снижается.

Вмешиваться в работу системы в этом случае не стоит - проблема носит временный характер и со временем уходит сама по себе. Это происходит исключительно в первое время после монтажа радиаторов.

Повысить напор на верхних этажах высотного здания можно путем установки циркуляционного насоса.

Минимальное давление

Из условия, когда перегретая вода в системе отопления не вскипает, принимается минимальное давление.

Определить его можно следующим образом:

К высоте дома (геодезической) добавляют запас приблизительно 5 м, чтобы избежать завоздушивания, плюс еще 3 м на сопротивление системы отопления внутри дома. Если на подаче давление недостаточное, то батареи на верхних этажах останутся непрогретыми.

Если взять 5-этажный дом, то на подаче минимальное давление должно иметь значение:

5х3+5+3=23 м = 2,3 ата = 0,23 Мпа

Перепад давления

Чтобы отопительная система нормально выполняла свои функции, перепад давлений, представляющий собой разность между его величинами на подаче и обратке, должен быть определенной и постоянной величины. В числовом выражении он должен быть в пределах от 0,1 до 0,2 МПа.

Отклонение параметра в меньшую сторону свидетельствует о сбое в циркуляции теплоносителя по трубам. Колебание в сторону увеличения показателя - о завоздушивании отопительной системы.

В любом случае нужно искать причину изменения, иначе отдельные элементы могут выйти со строя.

Если давление упало, то проверяют на наличие утечек: отключают насос и наблюдают изменения статического давления. Если оно продолжает снижаться, то ищут место повреждения путем последовательного выведения из схемы разных участков.

В случае, когда статический напор не меняется, то причина кроется в неисправности оборудования.

Стабильность перепада рабочего давления изначально зависит от проектировщиков, от выполненных ими расчетов по гидравлике, а затем правильного монтажа магистрали. Нормально функционирует отопления многоэтажки, при монтаже которого учтены следующие моменты:

• Подающий трубопровод, за редким исключением, находится вверху, обратный внизу.
• Разливы выполнены из труб сечение от 50 до 80 мм, а стояки и подвод к батареям - от 20 до 25 мм.
• В отопительную систему в байпасную линию насоса или перемычку, соединяющую подачу и обратку врезаны регуляторы, гарантирующие, что даже при резких перепадах давления завоздушивание не появится.
• В схеме теплоснабжения присутствует запорная арматура.

Идеальных условий эксплуатации отопительной системы не существует. Всегда есть потери, снижающие показатели давления, но все же они не должны выходить за пределы регламентированными Строительными нормами и правилами РФ СНиП 41-01-2003.

Методы регулирования.

Тепловая нагрузка абонентов непосто­янна и зависит от:

ме­теорологических условий (температуры на­ружного воздуха, скорости ветра, инсоля­ции),

режима расхода воды на горячее водо­снабжение,

режима работы технологиче­ского оборудования и других факторов.

Системой регулирования отпуска теплоты называется изменение количества теплоты подаваемого потребителям в соответствии с графиком потребления.

Для обеспечения высокого качества теплоснаб­жения, а также экономичных режимов вы­работки теплоты на ТЭЦ или в котельных и транспортировки ее по тепловым сетям вы­бирается соответствующий метод регу­лирования.

В зависимости от пункта осуществления регулирования различают

Центральное регулирование выполняется на ТЭЦ или в котельной;

групповое - на групповых тепловых подстан­циях (ГТП);

местное - на местных тепло­вых подстанциях (МТП), называемых часто абонентскими вводами;

индивидуальное - непосредственно на теплопотребляющих приборах.

Тепловая нагрузка принципиально может регулироваться за счет изменения пяти параметров:

коэффи­циента теплопередачи нагревательных при­боров k,

площади включенной поверхности нагрева F,

температуры греющего теплоно­сителя на входе в прибор  1 ,

эквивалента расхода греющего теплоносителя W n ,

вре­мени работы прибора п.

Для центрального регулирования из этих пяти параметров практически можно использовать только  1 и W n и время. При этом не­обходимо учитывать, что возможный диа­пазон изменения  1 , и W n в реальных усло­виях ограничен рядом обстоятельств.

При разнородной тепловой нагрузке нижним пределом  1 является обычно тем­пература, требуемая для горячего водо­снабжения (обычно 70 °С).

Верхний предел  1 определяется допустимым давлением в подающей линии тепловой сети из усло­вия невскипания воды (130°С).

Нижний предел расхода определяется возможностью регулировки системы при снижении количества теплоносителя ниже минимально допустимого.

Верхний предел W n определяется располагаемым напором на тепловом пункте и гидравлическим сопротивлением теплопотребляющих установок.

Что же ка­сается параметров k, F и п, то ими можно пользоваться для изменения расхода тепло­ты, как правило, только при местном регу­лировании.

Основной метод регулирования тепло­вой нагрузки нагревательных приборов при использовании пара заключается в измене­нии температуры конденсации посредством дросселирования или же в изменении вре­мени работы прибора, т.е. работа так на­зываемыми «пропусками». Оба метода ре­гулирования являются местными.

В водяных системах централизованного теплоснабжения (СЦТ) принципиально воз­можно использовать три метода централь­ного регулирования:

качественный, заключающийся в ре­гулировании отпуска теплоты за счет изме­нения температуры теплоносителя на входе в прибор при сохранении постоянным коли­чества (расхода) теплоносителя, подавае­мого в регулируемую установку;

количественны й, заключающийся в регулировании отпуска теплоты путем из­менения расхода теплоносителя при посто­янной температуре его на входе в регули­руемую установку;

качественно-количественный , заклю­чающийся в регулировании отпуска тепло­ты посредством одновременного изменения расхода G n (W n) и температуры теплоно­сителя  1.

В современных системах теплоснабжения применяется в основном центральное качественное регулирование, которое дополняется на тепловом пункте групповым или местным количественным регулированием или регулирование пропусками.

Количественное регулирование возможно только при присоединении абонентских установок к тепловой сети по независимой схеме со смесительным центробежным насосом. При присоединении отопительных установок по зависимой схеме с элеватором снижение расхода сетевой воды вызывает пропорциональное изменение расхода в местной установке. Это может привести к вертикальной регулировке системы отопления.

Центральное регулирование ведется по типовой тепловой нагрузке характерной для большинства абонентов района.

Это мб как один вид нагрузки (отопление) так и 2 разных вида при определенном их количестве соотношении (отопление и гвс).

Регулирование нагрузки в системах теплоснабжения

Системы теплоснабжения представляют собой взаимосвязанный комплекс потребителей теплоты, отличающихся как характером, так и величиной теплопотребления. Режимы расходов теплоты многочисленными абонентами неодинаковы. Тепловая нагрузка отопительных установок изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, оставаясь практически стабильной в течение суток. Расход теплоты на горячее водоснабжение и для ряда технологических процессов не зависит от температуры наружного воздуха, но изменяется как по часам суток, так и по дням недели.

В этих условиях необходимо искусственное изменение параметров и расхода теплоносителя в соответствии с фактической потребностью абонентов. Регулирование повышает качество теплоснабжения, сокращает перерасход тепловой энергии и топлива.

В зависимости от места осуществления регулирования различают центральное, групповое, местное и индивидуальное регулирование.

Центральное регулирование выполняют на ТЭЦ или в котельной попреобладающей нагрузке, характерной для большинства абонентов. В городских тепловых сетях такой нагрузкой может быть отопление или совместная нагрузка отопления и горячего водоснабжения. На ряде технологических предприятий преобладающим является технологическое тепло-потребление.

Групповое регулирование производится в центральных тепловыхпунктах (ЦТП) для группы однородных потребителей. В ЦТП поддерживаются требуемые расход и температура теплоносителя, поступающего в распределительные или во внутриквартальные сети.

Местное регулирование предусматривается на абонентском вводе длядополнительной корректировки параметров теплоносителя с учетом местных факторов.

Индивидуальное регулирование осуществляется непосредственно у теплопотребляющих приборов, например, у отопительных приборов систем отопления, и дополняет другие виды регулирования.

Тепловая нагрузка многочисленных абонентов современных систем теплоснабжения неоднородна не только по характеру теплопотребления, но и по параметрам теплоносителя. Поэтому центральное регулирование отпуска теплоты дополняется групповым, местным и индивидуальным, т. е. осуществляется комбинированное регулирование. Комбинированное

регулирование, состоящее из нескольких ступеней, взаимно дополняющих друг друга, создает наиболее полное соответствие между отпуском тепло-ты и фактическим теплопотреблением.

По способу осуществления регулирование может быть авто-матическим и ручным.

Сущность методов регулирования вытекает из уравнения теплового баланса

где Q - количество теплоты, полученное прибором от теплоносителя и отданное нагреваемой среде, кВт/ч; G c . в - расход теплоносителя - сете

вой воды, кг/ч; с - теплоемкость теплоносителя, кДж/кг°С; 1 , 2 - тем-пература теплоносителя на входе и выходе из теплообменника, °С.

Регулирование тепловой нагрузки возможно несколькими методами: изменением температуры теплоносителя - качественный метод; измене-нием расхода теплоносителя - количественный метод; периодическим от-ключением систем - прерывистое регулирование; изменением поверхно-сти нагрева теплообменника. Сложность осуществления последнего мето-да ограничивает возможность его широкого применения.

Качественное регулирование осуществляется изменением тем-пературы при постоянном расходе теплоносителя. Качественный метод яв-ляется наиболее распространенным видом центрального регулирования водяных тепловых сетей.

Количественное регулирование отпуска теплоты производится изменением расхода теплоносителя при постоянной его температуре в подающем трубопроводе.

Качественно-количественное регулирование выполняется путем со-вместного изменения температуры и расхода теплоносителя.

Прерывистое регулирование достигается периодическим от-ключением систем, т. е. пропусками подачи теплоносителя, в связи с чем этот метод называется регулированием пропусками.

Центральные пропуски возможны лишь в тепловых сетях с однородным теплопотреблением, допускающим одновременные перерывы в пода-че теплоты. В современных системах теплоснабжения с разнородной тепловой нагрузкой регулирование пропусками используется для местного регулирования.

В паровых системах теплоснабжения качественное регулирование не-приемлемо ввиду того, что изменение температур в необходимом диапазоне требует большого изменения давления. Центральное регулирование паро-вых систем производится в основном количественным методом или путем пропусков. Однако периодическое отключение приводит к неравномерному прогреву отдельных приборов и к заполнению системы воздухом. Более эффективно местное или индивидуальное количественное регулирование.

Современные системы теплоснабжения характеризуются наличием разнородных потребителей, отличающихся как видом теплопотребления, так и параметрами теплоносителя. Наряду с отопительными установками значительное количество теплоты расходуется на горячее водоснабжение, возрастает вентиляционная нагрузка. При одновременной подаче теплоты по двухтрубным тепловым сетям для разнородных потребителей цен-тральное регулирование, выполняемое по преобладающей нагрузке, долж-но быть дополнено групповым и местным регулированием.

Температура сетевой воды в подающем трубопроводе закрытых систем не должна быть ниже 70 °С, так как при более низких температурах нагрев водопроводной воды в теплообменнике до 60-65 °С будет невозможен.

В результате такого ограничения график температур имеет вид лома-ной линии с точкой излома при минимально допустимой температуре воды (рис. 6.7). В открытых системах температура воды в подающей линии не

должна превышать 60 °С (τ 1 = t г 60 °С). Температура наружного воздуха, соответствующая точке «излома» или «срезки» графика, обозначается t н .

При температурах наружного воздуха выше t н центральное регулирование

сезонной нагрузки во избежание перегрева помещений дополняется местным регулированием.

В зависимости от соотношения нагрузок горячего водоснабжения и отопления центральное регулирование разнородной нагрузки производится по отопительной нагрузке или по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

Центральное качественное регулирование по отопительной нагрузке принимается в системах теплоснабжения со среднечасовой нагрузкой горячего водоснабжения, не превышающей 15 %, от расчетного расхода теп-лоты на отопление.

Рис. 6.7. График температур при комби-нированном регулировании отопительной на-грузки: 1 , 2. о - температуры сетевой воды в

подающем и обратном трубопроводах теплосе-ти; 1 , 2. о и 1 , 2. о - температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах теплосети при t н ро и при t н соответственно

	ро
t н	t н

Точка излома температурного графика делит отопительный период на два диапазона (рис. 6.7): 1 - в интервале наружных температур 2 - в интервале температур . Граница между диапазонами находится графически в точке пересечения кривой с горизонтальной линией, соответствующей t = 70 °С.

График температур, приведенный на рис. 6.7, носит название отопительно-бытового.

Вопросы для самоконтроля

1. Поясните устройство водяных и паровых систем теплоснабжения, их плюсы и минусы.

2. Какие существуют схемы подключения абонентов к водяным сис-темам теплоснабжения? Начертите их и объясните принцип работы.

3. Какие существуют тепловые нагрузки?

4. Каким образом может осуществлятся регулирование нагрузок в системах теплоснабжения?

Отопительная система многоэтажных зданий - достаточно сложна, и может нормально работать лишь в том случае, если будут соблюдены все необходимые требования, к которым в обязательном порядке относится поддержание нормального рабочего давления. От значения этого параметра напрямую зависит полноценная циркуляция теплоносителя, а в результате - качество необходимой теплоотдачи. И что еще очень важно, нормальное давление - это залог долговечности и надежности работы всей системы отопления в целом , снижение вероятности возникновения аварийных ситуаций.

Итак, рабочее давление в системе отопления - как проверить норму, причины снижения и увеличения ? Такой вопрос достаточно часто возникает у собственников квартир в нескольких случаях. Чаще всего поводом становится неудовлетворительный обогрев жилья, то есть снижение температуры теплоносителя. Важно иметь понятие об этом параметре и при необходимости произвести ремонтные работы внутриквартирного контура или его полную замену. В связи с этим и стоит рассмотреть аспекты, напрямую связанные с действующими нормами и стандартами. Полезно будет также ознакомиться с причинами возможных отклонений и способами их устранения.

Давление в центральной системе отопления подразделяют на опрессовочное и рабочее.

• Опрессовочным называют давление, которое создается в системе при проведении ее испытании после выполнения каких-либо монтажных или ремонтно-восстановительных работ. Как правило, проводится опрессовка и перед началом очередного отопительного сезона. Этот комплекс мероприятий предполагает ограниченную по времени повышенную нагрузку на элементы системы. Подобный процесс необходим для того, чтобы проверить работоспособность отопления, надежность соединений в контурах, целостность и должную проходимость труб и радиаторов системы, так как в процессе ее работы могут возникнуть перепады давления.

• Рабочим считается такое давление, при котором система должна функционировать постоянно, в течение всего отопительного периода.

Рабочий показатель давления включает статическую и динамическую составляющие:

• Статическим является то давление, которое создается под естественным напором воды, поднимающейся по каналам труб. Чем выше стояки (соответственно, чем больше этажей в доме), тем значительнее ее параметр.
• Динамическим называют искусственно созданное давление, которое возникает при воздействии на поток воды циркуляционных насосов.

В многоэтажных строениях теплоноситель в системе отопления чаще всего сначала подается на верхние этажи, и для его подачи без насосов не обойтись. Причем , чем выше здание, тем больший должен быть напор, а поток приобретает весьма немалую скорость. Для девятиэтажных домов норматив давления установлен в 5÷7 технических атмосфер (бар), что соответствует примерно 50÷70 метрам водяного столба или, если исходить из стандартов системы СИ — 0,5÷0,7 МПа. Если дом имеет большее количество этажей, то давление требуется уже выше -7÷10 технических атмосфер (70÷100 м вод. ст. или 0,7÷1,0 МПа). Рабочее давления в отопительном контуре самого верхнего и нижнего этажа не должно различаться более чем на 10%, а опрессовочное – на 20%.

Чаще всего, в среднестатистическом городском многоэтажном доме , рабочее давление на трубе подачи теплоносителя составляет 6 атмосфер, а на «обратке» - 4÷4,5 атмосфер. Однако, нужно отметить, что на показатели давления в системе влияет много факторов. В том числе важна и чистота внутренних каналов труб магистралей и контуров.

В автономной системе частного дома или квартиры за давлением и температурой теплоносителя должен следить сам владелец. Для этого в области котла устанавливаются специальные приборы (манометр и термометры), которые предназначены для контроля за этими параметрами. Чаще всего в настоящее время в автономных системах необходимое давление создается с помощью циркуляционного насоса, то есть принудительно. Хотя, и системы с естественной циркуляцией (за счет разницы плотности горячей и остывшей воды) применяются все еще довольно широко.

Почему могут возникать перепады давления?

Как уже было сказано ранее, в многоэтажных домах рабочее давление может зависеть от количества этажей, а также от целого ряда других факторов.

Отклоняться от установленных норм показатели давления могут по следующим причинам:

• Самой распространенной предпосылкой для снижения давления в старых домах является зарастание внутренних поверхностей труб и радиаторов известковыми отложениями и мусором.
• Давление может резко упасть при отсутствии электроэнергии в котельной, где установлены циркуляционные насосы. Не исключается и выход таких насосов из строя. И вообще - устаревшее, давно не меняющееся оборудование в котельных может привести к снижению КПД всей системы.
• Причиной часто становится появление утечки теплоносителя, то есть разгерметизация системы.
• Имеет значение и нормальная температура в помещении, где оборудован элеваторный узел, от которого идет «раздача» теплоносителя на стояки. При отрицательных температурах узел может отреагировать повышением давления в системе.
• Порой причина кроется в непродуманных действиях хозяев квартир. Это может быть самовольная замена труб с завышенным или, наоборот, зауженным диаметром, установка кранов на байпасах, монтаж дополнительных секций вратарей отопления или установка теплообменных приборов завышенной тепловой мощности, вывод радиаторов в лоджии или же на балкон.
• « Врагом» нормальной работы системы всегда бывают воздушные пробки в радиаторах отопления, если хозяева не следят за своевременной проверкой и выпуском воздуха.
• Низкое качество теплоносителя центральной отопительной системы также может привести к нестабильности давления.
• Перепады всегда отмечаются при подготовительных работах перед отопительным сезоном, когда идет опрессовка системы. Аналогично - и после проведения ремонтных или модернизационных работ по замене радиаторов или участков трубопровода, при испытательных нагрузках, когда давление повышается в 0,5÷1,5 раза. Эти мероприятия производятся до начала отопительного сезона для заблаговременного выявления уязвимых участков системы, чтобы они не проявились позднее, в холодное время года. Вот тогда это станет настоящей проблемой, так как, проводя ремонт, приходится полностью отключать от отопления один или даже несколько домов.
• Гидроудары - кратковременное резкое повышение давления, которое невозможно предусмотреть. Поэтому , приобретая новые радиаторы, нужно изучить их характеристики, так как они должны иметь запас прочности. Так, если при опрессовке системы, давление поднимается до 10 атмосфер (бар), то нужно выбирать радиаторы, рассчитанные на 13÷15 атмосфер.

Контроль за давлением и температурой осуществляют общедомовой контрольно-измерительные приборы, стоящие в теплопункте (на элеваторном узле). При желании самостоятельно контролировать состояние своего участка системы отопления, эти приборы могут быть установлены и в квартире. Их обычно ставят на входе теплоносителя в радиатор.

Как бороться с перепадами давления

Особенности центральных систем отопления

Следует правильно понимать, что в тепломагистралях, идущих от котельных или ТЭЦ к потребителям, уровень давления и температуры теплоносителя значительно отличается от того , что подается в квартиры. Естественно, его необходимо снизить до безопасных величин, соответствующих стандартам.

Настройка внутридомовой температуры теплоносителя и давления в контурах системы отопления производится регулировкой элеваторного узла, который чаще всего располагается в подвале многоэтажного дома. В этой конструкции происходит смешивание горячей воды, подаваемой в контур отопления из магистрали, и остывшего теплоносителя обратки.

В конструкцию элеваторного узла входит так называемая смесительная камера, оснащенная соплом, размер которого и регулирует поступление горячей воды в домовую систему отопления. Так как поступающий из центрального трубопровода теплоноситель имеет очень высокую температуру, перед тем, как попасть в отопительный контур дома, он смешивается с остывшей водой «обратки».

На иллюстрации выше представлена основная рабочая часть элеваторного узла со смесительной камерой и соплом. На схеме ниже расположение этого элемента выделено желтым эллипсом.

1 - магистраль центральной подачи горячего теплоносителя.

2 - труба «обратки» центральной магистрали.

3 - задвижки, отключающие внутридомовую систему от центральной тепловой магистрали.

4 - фланцевые соединения.

5 - фильтры-грязевики, для предотвращения засорения труб внутридомовой системы нерастворимыми включениями или мусором, от которых трудно полностью избавиться в центральных магистралях.

6 - манометры для постоянного контроля за давлением на разных участках системы. Обратите внимание – манометры стоят как на магистральных трубах, то есть до элеваторного узла, так и после него. Именно по последнему и контролируется уровень давления во внутридомовой системе.

7 - термометры, также показывающие температуру на разных участках общей системы: tц – в центральной магистрали, на входе, tс – в трубе подачи внутридомовой системы отопления, tос и tоц – в обратке системы и централи соответственно.

8 - основной рабочий узел, то есть сам элеватор.

9 - труба-перемычка, обеспечивающая подачу остывшего теплоносителя из обратки в смесительную камеру элеваторного узла.

10 - задвижки, дающие возможность отключения внутридомовой разводки системы отопления от элеваторного узла. Это нужно, например, для проведения тех или иных профилактических или ремонтно-восстановительных работ.

11 - труба подачи внутридомовой разводки, в которую подаётся теплоноситель нужной температуры ми под установленным нормами давлением .

12 - труба обратки внутридомовой разводки.

Понятно, что схема дана со значительным упрощением, просто для демонстрации принципа работы элеватора. На самом деле этот элеваторный узел выглядит намного сложнее, и разобраться в его конструкции могут только специалисты теплосетей.

За стабильностью работы элеваторного оборудования должны следить только специалисты теплосетей. Они осуществляют контроль за показателями давления и температуры, проводят технические осмотры, выполняют профилактические мероприятия и, в случае выхода из строя приборов, заменяют их на исправные. Таким образом, большая часть проблем с недостаточностью или избытком давления во внутридомовой системе может быть решена путем правильной регулировки элеваторного узла и контролем за его работой.

Сочетание простоты принципа работы и надежности – элеваторный узел системы отопления

Несмотря на внедрение инновационных систем регулировки, от использования несложных по принципу действия элеваторных узлов отказываться не спешат. И вряд ли в скором будущем такое произойдет . Чтобы подробнее узнать, как функционирует , из каких приборов состоит, как он рассчитывается и обслуживается - обо всем этом читайте в специальной публикации нашего портала.

Однако, некоторые нюансы могут зависеть и от владельцев квартир.

• Так, например , стандартные стояки трубопровода имеют диаметр условного прохода 25÷33 мм. Такой же диаметр должны иметь и трубы отопительного контура квартиры. Если возникла необходимость замены определенного участка трубопровода, то новая труба, врезаемая вместо поврежденного отрезка, должна иметь такой же диаметр, что и удаленная - не уже и не шире.
• Необходимо регулярно производить внимательный осмотр отопительного контура квартиры, особенно тщательно проверяя соединения труб и радиаторов.
• Периодически необходимо стравливать воздух из радиаторов. Особенно это актуально для квартир, расположенных на последнем этаже дома. Современные батареи поступают в продажу уже оснащенными специальными клапанами, поэтому производить обслуживание приборов не составит труда. Если нет – придётся установить на батареи краны Маевского или автоматические воздухоотводчики.

• Чтобы для отопительного контура квартиры не были страшны гидроудары, которые, к сожалению, не исключены при проведении пробных пусков центральной системы перед отопительным сезоном, на трубу, подающую в квартиру теплоноситель, в начале , контура, врезается специальный прибор - редуктор давления. Он предотвращает негативное влияние резких скачков давления на радиаторы и соединения труб.

Давление в автономной системе отопления частного дома

Чаще всего система отопления частного дома подразумевает наличие котла, оснащенного теплообменником. Этот элемент и является, наверное, наиболее «слабым звеном» с точки зрения давления. Большинство теплообменников рассчитано на барическую нагрузку, нее превышающую 5, максимум 7 атмосфер.

В связи с тем, что предельно допустимое давление отопительного контура определяется по самому неустойчивому к нему элементу, которым и является теплообменник, это значение и является определяющим нормативом для автономного отопления. Поэтому , приобретая отопительный агрегат, необходимо обратить особое внимание, на какое давление он рассчитан. Но «трагедии» в этом никакой нет - как правило, для одноэтажного дома или автономного отопления в квартире вполне достаточно показателя в 2÷3 атмосферы (0,2÷0,3 Мпа или 20÷30 метров водяного столба).

Если же в отопительной автономной системе предусмотрен открытый расширительный бак, то волноваться о том, что может возникнуть опасное для целостности труб и радиаторов давление, вообще не приходится. Единственное, о чем нельзя забывать - установив такую конструкцию, необходимо внимательно следить за тем, что в системе достаточное количество теплоносителя, так как он имеет свойство испаряться.

Если в отопительном контуре установлен открытый расширительный бачок, то давление никогда не будет выше статического максимума. Это обеспечивает безопасность элементам системы отопления, но не всегда отличается эффективностью обогрева дома, именно из-за того, что давление слишком низкое. Объясняется просто - теплоноситель, медленно двигаясь по каналам контура и преодолевая и гидравлическое сопротивление, довольно быстро теряет свой тепловой потенциал, а подходя к «обратке» в котельной, он становится практически холодным. Поэтому котлу приходится работать практически беспрерывно, поддерживая установленную температуру. В связи с этим топливо будет расходоваться неэкономно, и платить за него придется немаленькие суммы.

В наше время наблюдается устойчивая тенденция отказа от подобных решений, в пользу систем с принудительной циркуляцией и мембранным расширительным баком. Тем более, что в специализированных магазинах представлен очень широкий выбор циркуляционных насосов с различными паспортными показателями производительности и создаваемого напора.

Если же монтируется закрытая система отопления с установленным в ней насосом и герметичным мембранным расширительным баком , то в целях постоянного контроля за текущими параметрами, на трубу подачи теплоносителя устанавливается манометр. Кроме него, в эту так называемую «группу безопасности» входят такие элементы, как автоматический или ручной воздухоотводчик и предохранительный клапан, который сработает, если давление в системе превысит допустимый порог.

Автономное отопление в квартире многоэтажного дома

В последние годы все больше жильцов квартир многоэтажных домов принимают решение обзавестись автономной системой отопления, так как, несмотря на высокую стоимость оборудования и проблемы с узакониванием, окупаемость всех затрат достаточно велика.

Главными преимуществами автономного обогрева квартире является то, что оплату за тепло придется производить только в зимний период, и только по факту потребленного энергоносителя. Кроме этого, появляется возможность включения обогрева в межсезонье, когда центральная система еще не функционирует или уже отключена.

Однако, обустраивая в квартире автономное отопление, нужно помнить, что контроль за его исправностью и безопасной эксплуатацией, в том числе и регулировка давления и температуры, ложится на собственника жилья. В связи с этим , его установку и первоначальный запуск не стоит производить самостоятельно - этот процесс должны произвести специалисты, имеющие специальный допуск к работе с газовым оборудованием.

Основные элементы и агрегаты автономной системы отопления чаще всего устанавливаются в помещении кухни, так как именно к ней подведены все необходимые для ее обустройства коммуникации, такие, как газ и вода.

Теперь нужно рассмотреть вопрос о том, что может стать причиной нестабильности давления в автономной системе отопления квартиры.

• Чаще всего давление в системе может быть снижено из-за утечки теплоносителя, которое может происходить на соединениях труб, на входах в радиаторы или на воздухоотводчике . Поэтому, если манометр показывает снижение давления в системе, необходимо сразу же произвести ревизию всего контура, особое внимание, уделив соединительным узлам. Обнаруженную утечку следует незамедлительно устранить. Для этого в некоторых случаях приходится слить из системы весь теплоноситель, а после проведения ремонта - снова ее заполнить.

• Повреждение мембраны расширительного бачка - это может произойти из-за изначально неправильного расчета этого элемента системы отопления . Мембрана может растянуться, растрескаться или же полностью порваться. Выбирая расширительный бак, нужно помнить, что его объем должен соответствовать реальным параметрам создаваемой системы отопления. Понятно, что хочется установить максимально компактные устройства, для экономии места, но против законов физики воевать - бессмысленно.

В приложении к статье будет приведена методика расчета объема расширительного бака для автономной системы отопления, с прилагаемым калькулятором.

• Воздушные пробки в системе могут возникать в первые дни после ее заполнения новым теплоносителем. Поэтому в это время отопление обычно показывает несколько сниженные параметры, так как из системы должен быть полностью выпущен воздух. Чтобы избежать образования пробок, рекомендовано заполнять систему с небольшим напором воды, то есть очень медленно.

Чтобы быстро избавиться от воздушных пробок в радиаторах, на каждом из них, необходимо установить кран Маевского, который предназначен именно для этой цели.

• Если давление упало после замены старых батарей на алюминиевые радиаторы, то в первое время внутри них могут происходить весьма активные химические реакции, при которых выделяются газообразные вещества. Когда этот период пройдет , и свободные газы будут полностью стравлены через воздухоотводчики , система отопления войдет в нормальный режим работы.

• Давление в контуре может снизиться и из-за выхода из строя теплообменника котла (порыва или плотного зарастания нерастворимыми отложениями – при использовании неподготовленной воды в качестве теплоносителя. В этом случае своими силами с проблемой не справиться, и придется вызывать специалиста.
• Установлена слишком высокая температура нагрева теплоносителя, при не слишком низкой на улице. В этом случае вода в отопительном контуре может даже закипеть.
• Произошел засор на одном из участков труб или же в соединительных узлах, который тормозит нормальную циркуляцию теплоносителя. При этом давление на зауженном участке падает, а на участке до засора оно будет повышенным, в результате чего, там может произойти разгерметизация контура.
• Сужение просветов трубопровода обычно наблюдается в старых отопительных системах, которые проработали не один десяток лет, в результате чего на стенках труб образовались толстые слои накипи и грязи из-за некачественного теплоносителя.

Снижение давления из-за этой проблемы в автономной системе происходит в том случае, если центральная отопительная система, работавшая длительное время, была заменена на автономную, а радиаторы и трубы контура остались старыми. И чтобы избежать подобных неприятностей, обустраивая автономную систему, рекомендуется полностью демонтировать старый контур и вместо него установить новый трубопровод и радиаторы.

Кроме того, нужно заполнить закрытый контур теплоносителем, в качестве которого может быть использована вода, прошедшая необходимую подготовку – механическую фильтрацию и умягчение, то есть удаление солей жёсткости, вызывающих наросты на стенках труб.

Итак, для того чтобы любая отопительная система хорошо функционировала и показывала свою эффективность, давление в ней должно быть нормальным. Если же этот параметр занижен, наблюдается недостаточность температуры в помещениях квартиры или дома. При повышении давления в системе могут не выдержать самые уязвимые ее элементы. Поэтому рекомендуется сразу привести все параметры системы к норме, а в отопительный контур установить манометр, для того чтобы вовремя реагировать на отклонения от нормы, выявлять причины и устранять их. Если же квартира подключена к центральной отопительной системе, наличие контрольно-измерительных приборов поможет мотивировано предъявить претензии управляющей компании о низком качестве оказываемых услуг.

Чтобы более подробно разобраться с причинами нестабильности давления в автономных системах отопления, с методикой их выявления и способами устранения, посмотрите весьма информативный видеосюжет на эту тему:

Видео: Каковы основные причины нестабильности давления в системе отопления, и как с этим бороться

Приложение: Как правильно выбрать объем расширительного мембранного бака для автономной системы отопления

Принцип работы мембранного бака и алгоритм расчета его объема

Нет слов, автономная система закрытого типа , с полностью герметизированным контуром, намного удобнее и эффективнее в работе. Необходимый уровень давления в ней поддерживается, в том числе , и за счет установки расширительного бака особой конструкции.

Расширительный бак представляет собой герметичную емкость , разделенную эластичной мембраной на два отсека. Один, назовем его водяной , связан с контуром системы отопления. Второй – воздушный, в котором предварительно создаётся определенное давление.

Как видно, конструкция этого прибора – весьма проста. Не представляет особых «загадок» и принцип его работы.

а - система отопления не работает, избыточного давления теплоносителя в контуре нет. За счет предварительно созданного давления в воздушном отсеке бака мембрана полностью (или почти полностью) вытесняет жидкость из водяной секции.

б - система отопления в рабочем состоянии. В контуре работой циркуляционного насоса создано номинальное рабочее давление теплоносителя. Кроме того, за счет нагрева происходит расширение воды, что также ведет к росту общего объема теплоносителя и возрастанию давления.

Избыточный объем попадает в водяной отсек расширительного бака. В связи с тем, что в контуре в рабочем состоянии давление превышает предустановленное в воздушной камере, эластичная мембрана меняет свою конфигурацию, и вместе с этим меняется объем каждого из отсеков. В результате избыточное давление в контуре нивелируется, за счет повышения давления в воздушном отсеке. Получается своеобразный воздушный демпфер, очень успешно компенсирующий все теоретически возможные перепады давления в системе, в результате чего этот показатель всегда выдерживается примерно на одном номинальном уровне.

в – если по каким-либо причинам давление в системе возросло выше установленной границы (стрелка манометра зашла в «красную зону»), мембрана приняла крайнее положение, и водяному отсеку уже некуда расширяться, должен сработать предохранительный клапан «группы безопасности». (на некоторых моделях расширительных бачков имеется собственный предохранительный клапан). Избыток теплоносителя сбрасывается в дренаж, и давление нормализуется. Но это, честно говоря, уже можно отнести к чрезвычайной ситуации – при правильно отлаженной исправной системе таких экстремальных подъемов давления не должно быть в принципе.

Какой же объём расширительного мембранного бака необходим, чтобы не загромождать пространство большими габаритами этого изделия, но в то же время - система гарантировано работала в максимальной степени корректно. Это можно рассчитать следующей формулой:

Vb = Vс × Kt / F

Разбираемся с входящими в формулу значениями:

Vb - искомый объем расширительного бака.

Vс - общий объем теплоносителя в системе отопления.

Этот параметр можно определить по-разному :

— Засечь по водомеру, сколько воды уходит на «заправку» системы отопления.

— Вычислить, а затем суммировать объемы всех элементов системы отопления – теплообменника котла, труб, радиаторов, контуров теплого пола. Получается несколько сложнее, зато наиболее точно.

Вычислить объем системы отопления? – никаких проблем!

Этот параметр бывает необходим довольно часто при проектировании системы или при покупке специальных теплоносителей-антифризов. С достаточной точностью произвести вычисления поможет специальный калькулятор расчета объема системы отопления , который вы найдете на страницах нашего портала.

— Для небольших автономных систем отопления, без особых опасений допустить ошибку, вполне можно руководствоваться простым правилом – 15 литров теплоносителя на каждый киловатт мощности котла. Эта зависимость как раз и будет заложена в размещенный ниже калькулятор расчета .

Kt - коэффициент, учитывающий объемное расширение теплоносителя при нагреве. Этот параметр изменяется не линейно, и может существенно отличаться для воды, используемой в качестве теплоносителя, и для незамерзающих жидкостей. Это – табличные величины , и их несложно отыскать в интернете. Но в программу расчета предлагаемого калькулятора уже внесены необходимые значения этого коэффициента для средней температуры +70 градусов, как наиболее оптимальной для автономных систем отопления.

F - коэффициент эффективности расширительного бака. Его можно рассчитать следующей формулой:

F = (Pmax – Pb) / (Pmax + 1)

Pmax - максимальное давление в системе отопления. Оно определяется рядом факторов, в том числе - паспортными характеристиками котла и особенностями установленных приборов теплообмена. Например, для биметаллических батарей желательны максимально возможные показатели давления и температуры, а вот с алюминиевыми или панельными стальными уже следует быть значительно осторожнее. Именно под этот параметр настраивается предохранительный клапан «группы безопасности» всей системы отопления.

Pb - давление, предварительно созданное в воздушной камере расширительного бака. Оно может быть задано еще на стадии производства бачка – и тогда этот параметр указывается в его паспорте. Но чаще имеется возможность производить накачку самостоятельно – воздушный отсек оснащается ниппельным устройством, по типу того, что ставится на автомобильных колесах . То есть подкачку и контроль за созданным давлением можно элементарно осуществлять автомобильным насосом с манометром.

Как правило, в небольших автономных системах отопления ограничиваются подкачкой воздушной камеры расширительного бака до давления в 1÷1,5 атмосферы (бар).

Итак, все значения известны – можно их подставлять в формулу и производить вычисления. Но еще проще – это воспользоваться нашим онлайн-калькулятором, в который уже внесены все необходимые зависимости.