Регулятор давления воды в системе отопления

В своей предыдущей статье я писал, что одним из эффективных способов модернизации систем отопления в частных постройках является переход от открытой системы отопления к закрытой. Усовершенствованная таким образом система отопления жилого дома имеет много достоинств, которые в совокупности обеспечивают простую её эксплуатацию, необходимо просто включить котёл в начале отопительного сезона и выключить по его окончании. Всё!

Однако для того чтобы система отопления загородного дома работала в таком режиме (включил, «забыл» на полгода, выключил), нужно правильно настроить и отрегулировать её рабочие параметры. Вот об этом и пойдёт речь в моей статье. Основные выкладки, выводы и расчёты я буду делать на примере своей отопительной системы, но читатель всегда может воспользоваться данной информацией, проведя аналогию со своим конкретным случаем.

Несколько общих, но важных замечаний

Для того чтобы можно было рассуждать о правильности работы системы отопления и об её настройке и регулировке, для начала необходимо убедиться в том, что ваша система отопления загородного дома грамотно спроектирована, смонтирована, грамотно подобрано отопительное оборудование.

Такой подход диктуется тем, что нередко в частных домах системы отопления «ваяют» бригады «шабашников». А как, что, и на основании чего они делают, для собственников жилья нередко остаётся большим секретом. Поэтому вынужден обратить внимание читателя на несколько, в общем-то, прописных истин, без понимания которых говорить о настройке и регулировке несерьёзно.

Этап № 1

Первое, в чём необходимо убедиться, — в том, что параметры котлов соответствуют параметрам системы отопления. Арифметика здесь простая. На каждый киловатт мощности котла должно приходиться примерно 13 литров воды (теплоносителя) в системе отопления. Причём отклонения в большую сторону не так критичны, как в меньшую. При этом по большому счёту неважно, кто производитель котла и даже на каком топливе он работает.

Самый простой и надёжный способ определить объём воды в системе отопления — просмотреть показания водомера, заливая жидкость в систему (при первой испытательной топке, при промывке системы). Кроме этого, можно рассчитать объём воды в системе. Для этого необходимо учесть объём её в основных приборах: в отопительном котле, в радиаторах отопления и в трубах. У меня, например, при первой испытательной топке водомер показал, что в систему было залито 295 литров.

Таким образом, удельный объём воды в системе в моём случае составил: 295/20=14,75 л/кВт, что немного превышает требуемое значение. Но больше — не меньше. Поэтому я ничего менять не стал, и впоследствии об этом пожалел.

Если объём воды слишком мал по отношению к мощности используемого котла, целесообразно привести объём теплоносителя в соответствие с мощностью котла. Самый простой путь — добавить количество обогревательных приборов в систему.

При определении мощности котла нужно учитывать возможные нюансы и сюрпризы. Так, например, свой котёл я покупал как 16-киловатный.

При осмотре оборудования и документации, уже дома, выяснилось, что котёл укомплектован газовой горелкой мощностью 20 кВт. Соответственно, мощность котла не 16, а 20 кВт.

Владельцев импортных котлов может подстерегать другой сюрприз. Например, котел мощностью 27 кВт (при номинальном давлении газа 18-20 мбар) в наших газовых сетях при давлении 13 мбар реально будет выдавать чуть более 20 кВт. Зимой, когда давление падает ещё ниже, производительность газового котла ещё больше снизится.

После того как мы убедились, что объём теплоносителя соответствует мощности котла, и уточнили объём воды в системе, можно переходить к следующему этапу.

Этап № 2

На данном этапе, зная, какой объём воды вмещает система отопления жилого дома, необходимо рассчитать требуемый объём расширительного бака (либо проверить эти параметры на соответствие). Поскольку информации в сети по данному вопросу более чем достаточно, буду краток. Как мы знаем, вода практически не сжимается, а при нагреве её объём увеличивается. Для того чтобы компенсировать температурное расширение воды и обеспечить поддержание стабильного давления в закрытой системе отопления, используют мембранный расширительный бак. Для того, чтобы бак исправно выполнял данную функцию, его объём должен быть правильно рассчитан. В самом простом случае объём расширительного бака принимают равным 10-12 % от объема воды в системе. Ниже на рисунке показана зависимость прироста объёма воды в зависимости от перепада температуры. Обычно для бытовых котлов максимально допустимая температура подогрева воды ограничивается 95 оС, в этом случае прирост будет менее 5 %.

Для моей системы отопления (295 литров) объём расширительного бака должен составлять 295 х (10-12)%=(29,5 — 35,4) литра.

На фото показан мой расширительный бак на 35 л, установленный впоследствии в вертикальном положении, подключённый по воде, снизу, трубой ¾ дюйма. С завода бак поставляется уже заправленный азотом (давление — 2 бар). В верхней части бака имеется штуцер, через который можно контролировать и корректировать давление. Как уже было сказано, общий объём моего мембранного бака составляет 35 литров. Но полезный (или рабочий) объём бака заметно меньше 35 литров. Почему так получается?

Если говорить кратко, в конструктивном отношении мембранный расширительный бак представляет собой герметическую ёмкость, поделённую эластичной перегородкой на две герметичных части. Одна часть через систему трубной подводки связана с системой отопления по принципу сообщающихся сосудов. В другую часть бака закачен газ под определённым давлением. Поэтому:

a) В зависимости от начального давления в баке и величины выбранного рабочего давления в системе рабочий объём одного и того же бака может быть разным.

Выбор этих параметров определяет начальные условия работы системы.

b) Поскольку газ, в отличие от воды, может сжиматься, то полезный объём расширительного бака также может меняться в зависимости от рабочих процессов в системе (в цикле «нагрев — остывание»).

Таким образом, дополнительная регулировка параметров в процессе работы системы отопления позволяет обеспечить правильную и стабильную работу системы отопления в рабочем режиме.

Этап № 3

Расчёт или проверка начального давления подпора в расширительном баке и рабочего давления в системе

Я при определении параметров рабочего объёма я пользовался методикой одного из производителей расширительных баков, если память не изменяет, фирмы Zilmet. Хотя имеются и другие методики, но эта, табличная, наиболее понятна, наглядна и позволяет достаточно точно рассчитать требуемые параметры.

Наиболее целесообразно производить расчёт в следующей последовательности.

Определяем допустимое предельное давление в системе

Данную величину нужно рассчитывать с учётом параметров котла, указанных в паспорте. В моём случае величина максимально допустимого рабочего давления составляет 1,2 атм. По отзывам владельцев котлов, аналогичных моему, давление в 2 атм они тоже «держат». Учитывая это, я установил предельное давление в системе равным 1,5 Бара.

Далее необходимо определиться с начальным давлением подпора в баке

(в таблице обозначено «Первоначальное давление воздуха в баке Р 0»)

При определении начального давления подпора в баке рекомендуют придерживаться одного простого принципа. Давление подпора не должно быть меньше статического давления в системе отопления, и к этой величине необходимо добавить ещё 0,2 бар. Статическое давление в моём случае составляет примерно 0,3 бара, оно определяется между верхней и нижней точками в системе. Высота 3 м примерно соответствует давлению 0,3 бара.

Дополнительные 0,2 бар необходимы для того, чтобы создать давление подпора в самой верхней точке системы отопления. Таким образом, минимально допустимое давление подпора в расширительном баке (стартовое давление) для моей системы отопления составляет 0,3 + 0,2 = 0,5 бар.

Важный момент. Настройка российских котлов, в особенности устаревших модификаций, — более сложная, чем в случае современных моделей и импортных котлов. Это обусловлено тем, что допустимый рабочий диапазон давления у таких котлов небольшой, обычно не более 2 атм. Поэтому возможностипо регулировки и настройки сильно ограничены.

Как видно из таблицы, при предельном давлении в 1,5 бар первоначальное давление в баке можно принимать в пределах 0,5 — 1 бар. Лучше выбирать минимально допустимое значение, так как некоторый запас нам потребуются при регулировке и настройке системы отопления в процессе работы.

Приведу параметры, которые выбрал я.

• Предельное давление в системе — 1,5 бара
• Начальное давление подпора в баке — 0,5 Бара.

В вашем случае параметры могут быть другие. Скажем, при допустимом давлении в котле 3 бара (см. таблицу) диапазон выбора начального давления в баке может быть от 0,5 до 2,5 бар, если не учитывать других ограничений, например, по статическому давлению. Соответственно, предохранительный клапан также будет другим.

Я использовал самодельную группу безопасности. Если сравнить её с аналогом заводского изготовления (рисунок справа), то можно увидеть, что кран Маевского и автоматический воздухоотводчик разделены, что позволяет «разнести» их при установке. Как видно из фото ниже, манометр и предохранительный клапан представляют собой одну группу (на фото — группа 1), а кран Маевского и автоматический воздухоотводчик составляют другую группу (на фото — группа 2).

Это обусловлено тем, что группа безопасности устанавливается на выходе из котла. Вывод воздуха из системы я делал в самой верхней её точке. При использовании заводского устройства (показано на рис. справа) может оказаться, что воздухоотводчика, установленного на самой группе безопасности, может быть и не достаточно, и потребуется установка дополнительного воздухоотводчика. Это важный момент с точки зрения настройки и работоспособности системы отопления.

Определение рабочего объёма мембранного бака

Пересечение красных стрелок (см. таблицу) показывает нам величину рабочего объёма расширительного бака при выбранных параметрах давления в системе и давления подпора в баке. Получим: 35 литров х 0,4 = 14 литров. То есть рабочий объём моего бака при указанных параметрах составляет 14 л воды. Сделаем перепроверку: 295 литров х 5 % = 14,75 литра, что можно считать допустимым в пределах погрешностей.

Таким образом, в процессе работы системы отопления выбранный расширительный бак общим объёмом 35 литров имеет возможность компенсировать прирост объёма воды при нагревании в пределах 14 литров, при изменении температуры воды в пределах 10- 95 градусов.

На этом обычно все рекомендации по выбору, расчёту и настройке параметров системы отопления заканчиваются. И начинается головная боль у владельца. Потому что всё выбрано и рассчитано вроде бы правильно, но давление воды в системе скачет, со временем падает, требуется регулярная доливка и т. д. Где уж тут говорить об удобстве эксплуатации?

По крайней мере, мне пришлось столкнуться со следующим проблемами после изготовления и запуска своей системы отопления:

1. Через определённое время давление в системе постепенно снижалось, и требовалось доливать воду. Это вредно для системы и хлопотно.
2. Более того, после добавления воды в систему ситуация стабилизировалась на некоторое время, а затем всё повторялось сначала. И так — несколько раз за отопительный сезон.
3. Кроме того, диапазон разброса давления тоже вызывал некоторое недоумение. Расширительный бак есть, компенсировать температурное расширение воды, по расчёту, должен. Но по факту получается по-другому.

После некоторых размышлений я пришёл к выводу, что имеющиеся в сети рекомендации не позволяют добиться нормального результата. А для стабильной работы системы отопления нужны дополнительные настройки и регулировки.

Этап № 4

Дальше я рассуждал очень просто.

Поскольку всё посчитано, проверено, перепроверено по разным методикам, но всё равно работает нестабильно, то причина должна быть в чём-то другом.

Расчёты, выполненные до начала эксплуатации системы отопления, не соответствуют фактическим параметрам, полученным в рабочих условиях. В частности, при первичном заполнении системы водой вместе с ней в систему поступает некоторое, пусть и небольшое, количество воздуха. Кроме того, в зависимости от качества монтажа воздух в системе отопления может оставаться запросто. Поэтому, когда я залил в систему 295 литров воды, часть резервуара занимал воздух. После начала эксплуатации системы, в процессе неоднократного цикла нагрева — остывания, а также циркуляции воды в системе, воздух выводится из системы отопления. Соответственно, объём воды в системе за счёт вывода воздуха снижается. Давление в системе (в абсолютном значении) начинает падать.

Доливать воду, как я уже отмечал, бессмысленно. Так возникла идея поднять давление в самом баке. За счёт увеличения «начального стартового» давления в баке часть воды из бака компенсирует тот объём воздуха, который был выведен из системы в процессе эксплуатации.

Показания манометра (на фото справа) превысили начальное предустановленное давление в баке, до работы давление подпора было 0,5 бар, в процессе подкачки при эксплуатации давление выросло до 0,7 бар. Но «верить» показаниям будет не совсем правильно, так как бак в рабочем состоянии находится под дополнительным воздействием столба воды. Поэтому его показания в большей степени можно считать ориентировочными.

Кстати, в процессе манипуляций я выявил, что воздух из бака подтравливал через штуцер, что также приводило к постепенному снижению давления. Такую возможность нужно иметь в виду.

Обязательно обратите внимание рабочее давление в системе.

Как видно из фото, при температуре на выходе из котла 60 градусов, рабочее давление в системе составляет 1, 05 атм. Температура воды в обратке немного выше 40 градусов.

Выпуск воздуха и подкачку бака придётся выполнить несколько раз. Всё зависит от качества монтажа системы и, соответственно, наличия в ней воздуха.

Мне, например, пришлось это делать раз пять, с интервалом день-два. В итоге при открытых воздухоотводчиках воздух не идёт, только вода. На этом первую часть регулировки можно считать законченной.

Чтобы хоть как-то наглядно представить физическую сущность процессов настройки системы в рабочем режиме, посмотрим ещё раз на таблицу в тексте. Красным выделены начальные настройки. Зеленым цветом показано, что в процессе настрйки мы фактически изменяем стартовые параметры, которые смещаются вправо (зелёная стрелка) и которые примут какое-то промежуточное значение.

Следующая регулировка связана с окончательной настройкой рабочего давления в системе. В принципе, она может и не понадобиться, если вас всё устраивает. Если вы используете, как в моём случае, российский котёл, то допустимый рабочий диапазон давления очень маленький. Поэтому, если при максимальном нагреве котла рабочее давление в системе будет превышать допустимое, то потребуется его снизить. Это можно сделать экспериментальным путём. Я, например, рабочее давление в системе установил равным 0,9 атм при температуре воды в котле 60 гр. Это было сделано только для того, чтобы иметь «запас» по допустимому давлению при работе котла при максимальной температуре равной 95 градусов.

Нужно понимать, что полностью вывести воздух из системы не так просто, как кажется. Поэтому вполне возможно, что настройку придётся повторить через некоторое время. Для одной системы это придётся сделать через 2 — 3 месяца, для другой — может в следующий отопительный сезон. Самое главное, ни в коем случае нельзя добавлять воду из крана.

Ниже приведены параметры работы моей системы отопления, которых удалось добиться в результате настройки системы.

Рабочий цикл «нагрев — остывание»

(Измерения проводил при температуре «за бортом» минус 23,7 оС, в доме — плюс 23,6 оС)

• Нагревание (от 40 оС до 60 оС), время нагревания — 20 мин.
• Остывание (от 60 оС до 40 оС), время остывания — 1 час 25 мин.
• Таким образом, длительность одного полного цикла составляет (1час 25 мин.+ 20 мин.) = 1 час 45 мин.
• При указанных параметрах, рабочее давление, в цикле (40-60-40), меняется на 0,1 атм (если точно — 0,07 атм).

Некоторые замечания

1. Настройка системы в вашем конкретном случае может занять большее время, чем у меня, так как многое зависит от конкретной реализации. А в отдельных случаях, когда в системе имеются большие недочёты, процесс может затянуться на очень долгое время. Возможно, у вас даже не получится вообще добиться приемлемого результата без проведения дополнительных работ (например, изменения мест установки воздухоотводчиков, замены отдельных приборов и т. д.).
2. В моей системе котёл настроен на низкотемпературный режим работы (более 67 о С. вода не нагревается по определению). Это стало возможным благодаря тщательному утеплению дома. В случае большего перепада температур в котле диапазон давления в рабочем режиме системы может оказаться большим.
3. Очень часто в форумах задают вопрос о допустимых изменениях давления для котла. Критерием правильности работы системы отопления можно считать следующие параметры работы системы отопления:

• В нижней граничной точке (минимальная температура воды в котле) давление не должно опускаться ниже значения в таблице.
• При максимальной температуре воды в котле рабочее давление не должно превышать максимально допустимое давление (если выше, нужно дополнительно, повторно настраивать систему).

При выполнении этих система не будет приносить вам никаких хлопот.

www.diy.ru

Немного теории о давлении в отопительной системе

Откуда берётся и от чего зависит давление

Пока трубопроводы, радиаторы и теплообменники находятся без теплоносителя, в системе наблюдается обычное атмосферное давление (1 бар). По мере заполнения отопительной установки водой или антифризом показатели сразу начнут расти, пусть и незначительно. Это связано с тем, что воздух вытесняется, а на стенки всех элементов системы изнутри начинает воздействовать жидкость. Холодная жидкость. Это давление появляется за счёт гравитации, даже когда котёл ещё не включали и насосы не начинали качать. Чем выше разведены трубы – тем оно будет больше.

Во время запуска теплогенератора ситуация стремительно меняется. При увеличении температуры теплоноситель расширяется, и напор начинает резко повышаться. Ещё больше становится нагрузка на стенки, когда для циркуляции активируется насосное оборудование.

Получается, что напор воды в системе отопления зависит от производительности теплогенератора (температуры нагрева) и мощности насосного оборудования. Очень важно, какая схема отопления применяется, как произведены гидравлические расчёты, правильно ли подобраны и смонтированы комплектующие, насколько точно система отрегулирована. Например, чем меньше сечение прохода трубы на определённом участке, тем больше там будет гидравлическое сопротивление, и тем выше окажется давление. Так будет действовать любое заужение, в том числе засоры или пробки из воздуха.

Заметим, что давление в сети автономного отопления на разных участках не бывает одинаковым. Причины просты:

• температура на обратке ниже, чем в подающем трубопровноде (тем более на выходе из котла);
• энергия/начальная скорость, которую вода получает от насоса по мере продвижения по контуру, падает;
• сечение труб для разных участков подбирается дифференцированно, и сила протока может регулироваться запорной арматурой.

Какие виды давления рассматриваются в теплотехнике

Чтобы вникнуть в суть вопроса и не запутаться, необходимо разобраться с терминологией. В популярных публикациях встречается несколько определений:

1. Статическое давление системы отопления возникает из-за силы притяжения, действующей на холодный теплоноситель. При повышении высоты разводки на 1 метр напор водяного столба на стенки труб, приборов и устройств увеличивается на 0,1 бар.
2. Динамическое. Появляется, когда теплоноситель нагнетается насосом, либо жидкость начинает двигаться под действием нагрева.
3. Рабочее. Складывается из статического и динамического. Для различных объектов оно будет отличаться.
4. Избыточное. Это – положительная разность измеряемого давления и атмосферного (показания барометра). Именно эту разницу мы определяем манометрами, установленными в отопительной системе.
5. Абсолютное. Сумма атмосферного и избыточного давления.
6. Номинальное (условное). Показатель, характеризующий прочностные характеристики оборудования, при котором гарантируется заявленный производителем срок службы.
7. Максимальное. Предельное давление, при котором отопительная система может работать без отказов и аварий.
8. Опрессовочное. После сборки или обслуживания систему тестируют под нагрузкой. Каким давлением испытывают отопление? Обычно с превышением рабочего в 1,2-1,5 раза.

Как пользоваться информацией о давлении

Оптимальное давление в отопительной системе

Рассчитывается давление в каждом случае индивидуально. Например, для конструкций с естественной циркуляцией оно будет не намного больше статического. В одноэтажных коттеджах, где реализована принудительная циркуляция насосами, рабочее давление устанавливают в пределах 1,5-2,5 бар. С повышением этажности напор приходится повышать, чтобы теплоноситель нормально циркулировал. Так для пятиэтажки он достигает 4 бар, в девятиэтажном доме – до 7 бар, а в высотных новостройках – до 10 бар. В зависимости от этих показателей подбирают тип труб для разводки и модель отопительных приборов с заданным номинальным давлением.

Контроль и регулирование давления

Для мониторинга применяются манометры, которые позволяют в реальном времени фиксировать избыточное давление. Эти приборы могут носить как чисто информативную функцию, так и обладать электрическими контактами, коммутирующими вспомогательные устройства или блокирующими работу системы при отклонениях давления.

Устанавливают манометры посредством трёхходовых фитингов, чтобы можно было произвести замену или обслуживание устройства без остановки системы. Учитывая тот факт, что на разных участках фактический напор будет отличаться, манометров нужно несколько. Обычно их монтируют:

• на выходе из котла и на входе,
• с обеих сторон циркуляционного насоса и регулятора,
• с обеих сторон фильтров грубой очистки (можно определить их критическое загрязнение),
• в самой высокой и самой низкой точке системы,
• возле разветвлений и коллекторов.

Чтобы компенсировать объём расширяющегося теплоносителя (например, когда котёл после «спящего режима» переходит в работу на полной мощности) и предотвратить резкий скачок давления, в закрытых системах используются мембранные расширительные баки. В системах с естественной циркуляцией применяют расширительный бак открытого типа, который монтируют в самой высокой точке системы.

Важнейшую роль для поддержания рабочего напора играет «группа безопасности». На многоходовом корпусе устанавливается манометр, воздухоотводчик и предохранительный клапан. Манометр показывает существующий напор воды. Автоматический воздухоотводчик используется для удаления воздушных пробок. Через клапан происходит спуск некоторого количества теплоносителя, пока давление не придёт в норму.

В больших зданиях для автоматического поддержания давления и управления расходом теплоносителя нужно активно манипулировать напором. Для этого в систему врезают регуляторы давления, работающие по принципу «после себя» или «до себя».

Почему скачет давление в сети

О чём говорит повышение давления теплоносителя в отопительной системе:

• Существенный перегрев теплоносителя.
• Недостаточное сечение труб
• Большое количество отложений в трубопроводах и отопительных приборах.
• Воздушные пробки.
• Слишком высокая производительность насоса.
• Открыта подпитка.
• Система «зарегулирована» кранами (возможно, перекрыта какая-то задвижка, некорректно работают клапаны или регуляторы).

О чём говорит падение давления:

• Разгерметизация системы и утечка теплоносителя.
• Отказ насосного оборудования.
• Разрыв мембраны расширительного бака.
• Нарушение работы блока безопасности.
• Переток теплоносителя из отопительного контура в контур подпитки.
• Засоры труб, фильтров, радиаторов. Проток перекрыт запорно-регулирующим устройством. В обоих случаях потеря давления в отопительной системе наблюдается после препятствия.

Как видим, есть объективные технические условия, меняя которые, можно установить оптимальное рабочее давление на стадии реализации проекта и управлять им в процессе эксплуатации. Но рано или поздно стрелки манометров отклоняются от установленных значений. Существенные перепады давления на одних и тех же участках сигнализируют о том, что система начала работать неправильно, и нужно искать причину неполадок.

teploguru.ru

Приборы контроля температуры отопления

Чаще всего необходимо изменять параметры температуры в отопительной системе. Это можно делать как комплексно для всей сети, так и для каждого прибора в отдельности. Поэтому на ответственных участках магистрали нужен механический регулятор температуры для отопления или его электронный аналог.

Какие задачи должны выполнять эти приборы? Прежде всего – контроль и своевременное изменение температурного режима в системе. В зависимости от конструкции и области применения регуляторы температуры для батарей отопления и всего теплоснабжения в целом могут быть нескольких типов:

• Контроллеры работы всей отопительной системы. К ним относится погодный регулятор отопления, который подключается непосредственно к котлу или распределительному узлу системы;
• Терморегуляторы зонального воздействия. Эту функцию выполняет регулятор батареи отопления, который ограничивает приток теплоносителя в зависимости от текущих показаний температуры.

Каждый из этих классов приборов отливается конструктивно и имеет свою индивидуальную схему установки. Поэтому для правильной комплектации теплоснабжения необходимо разобраться в специфике всех типов терморегуляторов.

Специалисты рекомендуют приобретать радиаторы отопления с регулятором температуры. Это позволит не только сэкономить, но исключит вероятность покупки неправильной модели.

Механические терморегуляторы отопления

Механический регулятор батареи отопления является самым простым и надежным прибором для полуавтоматического и автоматического контроля нагрева поверхности радиатора. Он состоит из двух связанных между собой узлов – запорной арматурой и управляющей термоголовкой.

В корпусе управляющей части есть термочувствительный элемент, который изменяет свои размеры под действием температуры. Он соединен с игольчатым клапаном, ограничивающим приток теплоносителя. Для контроля изменения положения клапана регулятор отопления в квартиру имеет спиральную пружину, которая соединена с регулировочной ручкой. Ее поворот увеличивает или уменьшает степень прижатия пружины к теплочувствительному элементу, тем самым устанавливая температуру срабатывания прибора.

Преимущества применения механического регулятора температуры для отопления заключаются в следующем:

• Возможность регулировки нагрева отдельного радиатора без влияния на параметры всей системы;
• Простая установка и обслуживание. Эту работу может выполнить даже не специалист. Важно лишь ознакомиться с инструкцией по монтажу в радиаторы отопления регуляторов температуры;
• Конструкция рассчитана для радиаторов всех типов – стальных, алюминиевых, биметаллических и чугунных. Однако установка регулятора в чугунную батарею отопления не всегда целесообразна. Этот материал обладает высокой теплоемкостью.

Основная сложность монтажа радиаторов отопления с регулятором температуры заключается в правильном расположении управляющего элемента. Нельзя, чтобы горячий воздух от труб или батареи воздействовал на термочувствительный элемент. Это приведет к его неправильному функционированию.

Технология монтажа механического регулятора температуры для теплоснабжения может изменяться в зависимости от конструкции батареи и способа ее подключения к отоплению.

Электронные программаторы отопления

Значительно большим функционалом обладают погодные регуляторы отопления. Они состоят из электронного блока управления, который может подключаться к другим элементам теплоснабжения – котлу, терморегуляторам, циркуляционным насосам.

Принцип работы электронных регуляторов отопления в квартиру отличается от механических. Они обрабатывают показания встроенного или внешних термометров для передачи команд управляющим элементам. Так, при изменении температуры в отдельном помещении подается команда на сервопривод регулятора радиатора отопления, который в свою очередь изменяет положение игольчатого клапана.

Специфика функционирования погодный регулятор теплоснабжения выражается в таких нюансах:

• Обеспечение постоянной подачи электричества для работы прибора;
• Подключение к другим элементам отопления может быть осуществлено, если устройство регулятора отопления в квартиру имеет соответствующие разъемы;
• Изменение параметров работы контроллера зависит от заводских настроек. Некоторые модели для радиаторов теплоснабжения с регулятором температуры имеют неизменяемые настройки. Комплексные программаторы отличаются гибким программным обеспечением.

Для организации дистанционного управления регулятором отопления в доме можно установить модуль GPS. С его помощью данные о состоянии системы будут передаваться пользователю в виде SMS. Таким же образом осуществляется обратное управление теплоснабжением. Ручной регулятор температуры отопления не имеет такой функции априори.

Настройка регуляторов температуры для радиаторов отопления осуществляется на основе расчетных параметров системы. В противном случае возможно некорректное функционирование устройства.

Терморегуляторы в отопительных коллекторах

Кроме установки ручных регуляторов температуры отопления в батареи они применяются для комплектации коллекторного теплоснабжения. Их монтаж выполняется как в центральные распределительные гребенки, так и в узел управления системой водяного теплого пола.

В отличие от регуляторов для отопительных радиаторов, в коллекторной группе они выполняют функцию по контролю объема потока теплоносителя в отдельные контуры теплоснабжения. Поэтому требования к конструкции и ее функционалу несколько выше, чем у устройств, рассчитанных для комплектации батарей.

Есть несколько видов терморегуляторов для коллекторных групп:

• Ручные регуляторы температуры теплоснабжения. Конструктивно ничем не отличаются от аналогичных устройств для батарей. Разница в размере подключаемого патрубка и температурном диапазоне работы. В эксплуатации неудобны, так как настраивать параметры для отдельного контура приходится вручную;
• Терморегуляторы с сервоприводом. Зачастую они подключаются к внешнему модулю управления. Изменение положения заслонки происходит только при поступлении команды от программатора. Возможны варианты с установкой выносного датчика температуры. Это чаще всего делается для организации смесительных узлов.

Установка и эксплуатация подобных терморегуляторов позволит добиться точной настройки отдельных контуров в отоплении. Таким образом можно сэкономить на затратах по использованию энергоносителя и оптимизировать работу всей системы в целом.

Есть два типа терморегуляторов для коллекторного отопления – со съемными сервоприводами и стационарными. Выбор зависит от требуемого функционала системы.

Регуляторы давления в отоплении

В закрытой системе теплоснабжения помимо температуры есть еще один не менее важный показатель – давление. В результате нагрева теплоносителя происходит его расширение. С одной стороны это явление способствует лучшей циркуляции горячей воды. Но если не установить регулятор давления для отопления – может произойти аварийная ситуация.

Нормальное значение этого параметра колеблется от 2 до 5 атм. в зависимости от типа отопительной системы. В централизованных магистралях возможно кратковременное превышение давления до 10 атм. Для его стабилизации и предназначен регулятор давления системы отопления.

В настоящее время есть несколько типов этих приборов, которые отличаются не только внешне, но и функциональными возможностями:

• Спускной клапан. Удаляет избыток теплоносителя для компенсации давления;
• Воздухоотводчик. Предназначен для своевременной ликвидации воздушных пробок. Они формируются из-за перегрева горячей воды и могут привести к возникновению аварийных ситуаций;
• Гидрострелка. Этот регулятор давления воды в системе отопления применяется не только для коллекторных систем, но и в двухтрубных схемах. Он стабилизует давление между подающей и обратной трубой теплоснабжения.

Кроме гидрострелки все остальные приборы для регулирования давления воды в системе отопления имеют изменяемые параметры срабатывания. Т.е. пользователь может сам выставить предельные значения давления, при появлении которых активируется регулирующий элемент.

Расширительный бак для стабилизации давления отопления

Ключевое влияние на стабильность работы закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией оказывает расширительный бак. Он предназначен для автоматической компенсации возникшего избыточного давления на трубы и радиаторы.

Конструктивно это устройство для регулирования давления в отоплении представляет собой емкость, разделенную на две части эластичной мембранной. Одна из полостей с помощью патрубка подключается к отоплению, а во вторую нагнетается воздух. При этом значение давление во второй должно быть меньше максимально допустимого на 5-10%.

Принцип работы мембранного регулятора давления системы отопления можно описать следующим алгоритмом:

1. Давление в системе нормальное – мембрана не изменяет своего положения.
2. Произошло критическое расширение теплоносителя. Одновременно с этим мембрана смещается в сторону воздушной камеры, тем самым увеличивая общий объем теплоснабжения. Происходит компенсация избыточного давления.
3. Резкое падение объема теплоносителя. Регулятор давления воды в отоплении уменьшает объем путем смещения мембраны в сторону водяной камеры. Это происходит под воздействием давления воздушной камеры.

Таким способом происходит автоматическое регулирование давления в отопительной системе. При выборе модели расширительного бака необходимо учитывать возможность замены эластичной мембраны. Есть модели, где это может сделать сам пользователь. Но для баков с небольшим объемом такой возможности нет. После двух-трех сезонов эксплуатации приходится демонтировать старый модуль отопления и устанавливать новый.

Как правильно рассчитать параметры устройств для регулирования давления и температуры отопления? Для этого рекомендуется воспользоваться специализированными программными комплексами. Предварительно вносятся характеристики дома (степень утепления), графическая схема расположения труб, радиаторов и других компонентов теплоснабжения. На основе полученных данных программа даст оптимальные параметры всех элементов.

В видеоматериале можно ознакомиться со спецификой подключения комнатного регулятора температуры в отоплении:

strojdvor.ru

Давление в отопительной системе и его нормы

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 элеваторный узел системы отопления, 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)

где:

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:

stroyday.ru

Другие статьи по теме:

Расчет коллектора Двухтрубное отопление Электрическое отопление дома Агв котел Гидравлическая стрелка принцип работы Газовый коллектор