Давление в системе отопления в частном доме: нормативный показатель и причины отклонения от него

Определяющие факторы: мощность расширительного бачка, тип системы и другое

Давление в отопительной системе зависит от нескольких факторов:

1. Мощность оборудования. Статическое задаётся высотой многоэтажного дома или подъёмом расширительного бака. Динамическая составляющая в большей степени определяется мощностью циркуляционного насоса и в меньшей степени ― мощностью отопительного котла.

При обеспечении нужного давления в системе учитывают появление препятствий для движения теплоносителя в трубах и радиаторах. При длительной эксплуатации в них накапливается накипь, окислы и осадок. Это ведёт к уменьшению диаметра, а значит, к повышению сопротивления движению жидкости. Особенно заметно при повышенной жёсткости (минерализации) воды. Для устранения проблемы периодически проводят тщательную промывку всей отопительной конструкции. В регионах, где вода жёсткая, устанавливают очистные фильтры для горячей воды.

Нормирование рабочего давления в многоквартирных домах

Многоэтажные дома подключаются к центральному отоплению, где теплоноситель поступает от ТЭЦ, или к домовым котельным. В современных отопительных системах показатели поддерживается в соответствии с ГОСТ и СНиП 41-01-2003. Нормальное давление обеспечивает температуру в помещениях 20—22 °С при влажности 30—45%.

В зависимости от этажности здания установлены следующие нормы:

• в домах высотой до 5 этажей 2—4 атм;
• в зданиях до 10 этажей 4—7 атм;
• в сооружениях выше 10 этажей 8—12 атм.

Важно обеспечить равномерный обогрев квартир, расположенных на разных этажах. Нормальным считается условие, когда разница между рабочими давлениями на первом и последнем этаже многоэтажного дома составляет не более 8—10%

Нормальным считается условие, когда разница между рабочими давлениями на первом и последнем этаже многоэтажного дома составляет не более 8—10%.

В периоды, когда отопление не нужно в системе поддерживаются минимальные показатели. Оно определяется по формуле 0,1(Нх3+5+3), где Н — количество этажей.

Кроме этажности здания, величина зависит от температуры входящего теплоносителя. Установлены минимальные значения: при 130 °С ― 1,7—1,9 атм., при 140 °С ― 2,6—2,8 атм. и при 150 °С ― 3,8 атм.

Внимание! Важную роль в эффективности отопления играет периодическая проверка рабочих показателей. Контролируют их в отопительный сезон и в межсезонье

Во время эксплуатации контроль ведётся по манометрам, установленным на входе и выходе схемы отопления. На входе величина поступающего теплоносителя должна соответствовать установленным нормам.

Проверяют разницу давлений на входе и выходе. В норме перепад составляет 0,1—0,2 атм. Отсутствие перепада указывает на отсутствие движения воды на верхние этажи. Увеличение разницы свидетельствует о наличии утечек теплоносителя.

В тёплое время года отопительную систему проверяют с помощью опрессовок. Обычно тестирование обеспечивается холодной водой, прокачиваемой насосом. Разгерметизация системы фиксируется при падении показателей в течение 25—30 минут на величину свыше 0,07 МПа. Нормой считается падение на 0,02 МПа в течение 1,5—2 ч.

Фото 1. Процесс опрессовки системы отопления. Используется электрический насос, который подключен к радиатору.

Какое оптимальное давление должно быть в закрытой системе отопления

Выше рассмотрено отопление «многоэтажек», которое обеспечивается по закрытой схеме. При обустройстве закрытой системы в частных домах существуют нюансы. Обычно используют циркуляционные насосы, которые поддерживают нужные показатели. Главное условие их установки ― создаваемое давление не должно превышать показатели, на которые рассчитан отопительный котёл (указывается в инструкции на оборудование).

В то же время оно должно обеспечивать движение теплоносителя по всей системе, при этом разница температуры воды на выходе из котла и в точке возврата не должна превышать 25—30 °С.

Для частных, одноэтажных строений нормой считается давление в закрытой системе отопления в пределах 1,5—3 атм. Длина трубопровода при самотёке ограничивается 30 м, а при использовании насоса ограничение снимается.

Давление жидкости

Из закона Паскаля следует, что раз давление передается одинаково во всех направлениях, то верхние слои жидкости давят на средние, средние — на нижние, нижние — на дно сосуда.

Давление внутри жидкости на одном и том же уровне одинаково по всем направлениям. С глубиной давление увеличивается.

Это утверждение проверяется с помощью манометра — прибора для измерения давления. Чем глубже мы измеряем давление, тем больше показания.

Давление столба жидкости p = ρgh ρ — плотность [кг/м3] h — высота столба жидкости g — ускорение свободного падения [м/с2] На Земле g = 9,8 м/с2

Формула давления столба жидкости часто требуется в задачах.

Задачка раз

На горизонтальном столе стоят два цилиндрических сосуда — узкий и широкий (см. рисунок). В узкий сосуд налита вода, в широкий — керосин. Уровень жидкости в сосудах одинаковый. Сравните давления p жидкостей в точках A, B, C, D и выберите правильную пару утверждений.

Решение

Давление столба жидкости прямо пропорционально ее плотности и высоте столба. Плотность воды больше плотности керосина, следовательно, давление в точке A больше давления в точке C. Давления в точках B и D равны.

Правильный ответ указан под номером 4.

Задачка два

В сосуд с водой плотностью ρ = 998 кг/м3 опущена вертикальная стеклянная пробирка, целиком заполненная водой (см. рисунок). Высота h₁ равна 0,3 м. Найдите давление, оказываемое водой на дно сосуда в точке А. Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с2.

Решение

Поскольку вода не вытекает из пробирки, давление столба высотой h₂ на жидкость в сосуде высотой h₁ уравновешено давлением, которое оказывает вода в сосуде на столб воды в пробирке. Сосуд открытый, поэтому на него действует внешнее давление, которое и передается столбу воды. В результате столб воды в пробирке не оказывает дополнительного давления на точку А, поэтому давление, оказываемое водой на дно сосуда в точке А, равно p = ρgh1. Тогда:

p = ρgh₁ = 998 × 10 × 0,3 = 2 994 Па

Ответ: 2 994 Па.

Перепад давления: основные причины

Если давление «скачет» даже по прошествии нескольких недель с начала отопительного сезона, стоит внимательней присмотреться к возможным проблемным местам. Самыми распространёнными причинами перепадов считаются:

Утечки. Чаще случаются в местах резьбовых соединений из-за малого количества уплотнителя. В полипропиленовых трубопроводах — нарушение сварочной технологии.

Внимание! Трубы из полипропилена обязательно сваривают с помощью муфты во избежание утечек

• Выделение воздуха из теплоносителя. Когда система запускается на регулярный отопительный сезон — она проходит адаптацию. Какое-то время давление неизменно будет падать из-за воздуха, растворенного в воде. Удалять его рекомендуют подпиткой системы, повышая давление до норматива. Когда весь воздух выйдет, перепады исчезнут.
• Новые алюминиевые радиаторы. В контакте с водой в них происходит окисление: вода распадается на кислород и водород. Кислород образует окисную плёнку на алюминии, а водород улетучивается через воздухоотвод. Такая реакция закончится лишь тогда, когда вся площадь радиаторов будет окислена. Тогда добавляют недостающую воду в систему.

Фото 3. Алюминиевые радиаторы отопления. При их установке может повыситься давление в отопительной системе.

Хронические перепады давления могут происходить и по другим причинам. Лучше всего, если их диагностирует инженер-специалист и проверит исправность манометров, воздухоотвода, предохранителей.

Важно! На случай скачков давления или закипания предохранительные клапаны стоит подключить к канализации

Закрытый и открытый типы отопительного контура

Перед проведением любых расчетов нужно разобраться, какая из систем установлена, в чем главные отличия. Итак, основное — это наличие бака расширения (помогает собрать избыточную жидкость) в открытой теплосети и герметичность системы в закрытой.

Мембрана внутри сосуда в последнем типе теплосистем разделяет его на 2 отсека. Один заполнен воздухом, а другой подсоединен к общей магистрали. Такая конструкция позволяет убирать лишнюю жидкость при увеличении её объема во время нагревания. А при остывании воды и её уменьшению в объёме она поможет восполнить недостачу.

• Расширительный бак устанавливается наверху отопительного контура, например на чердаке или другом специальном помещении на высоте, соединяется со стояком отопительной системы, а с другой стороны — сливом, защищающим в случае переполнения.
• Для создания в сети открытого типа давления в 1 Bar требуется установка бака на высоту 10 м. от минимальной. Для среднестатистической мощности в 3 Bar (как правило, стандартные котлы) понадобится высота более 30 м.
• Именно это причина более частого выбора систем отопления открытого типа для малоэтажных построек. Рабочее значение давления в них в редких случаях бывает выше обычного гидростатического даже при нагреве, а значит устанавливать дополнительные предохранители, кроме оборудованного слива, не требуется.

На давлении в закрытой системе намного больше отражаются изменения температуры воды и обязательно предстоит устанавливать предохранительные клапаны. Обычно для двухэтажной постройки ставят на отметку 2,5 атм.. В небольшом доме сохраняется предел 1,5-2 атм.

Регулировка

Как отрегулировать напор в элеваторном узле?

Подпорная шайба

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

Инструкция, в общем, достаточно несложна:

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

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

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

Система отопления

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

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

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

Как уменьшить или увеличить давление

Тяжелый гусеничный трактор производит давление на почву, равное 40 — 50 кПа. Мальчик массой 45 кг производит давление всего лишь в 3 раза меньше, чем такой трактор. Это связано как раз с тем, что площадь гусениц больше.

В зависимости от того, какое давление хотят получить, площадь опор уменьшают или увеличивают. Например, чтобы уменьшить давление здания на грунт, в процессе строительства увеличивают площадь нижней части фундамента.

Шины грузовых автомобилей делают значительно шире легковых автомобилей (обратите внимание на колеса какой-нибудь большой фуры). Самые широкие шины можно увидеть на автомобилях, предназначенных для передвижения в пустыне

Тот же самый «лайфхак» используется в шасси самолетов.

Обратная зависимость тоже используется, например, при создании лезвий колющих и режущих инструментов. Острое лезвие имеет малую площадь, поэтому даже при небольшом нажатии создается большое давление.

Задачка раз

Книга лежит на столе. Масса книги равна 0,6 кг. Площадь ее соприкосновения со столом равна 0,08 м2. Определите давление книги на стол.

Решение:

На стол будет давить сила, равная весу книги. Так как она покоится, ее вес будет равен силе тяжести. Следовательно:

p = mg/S = 0,6*10/0,08 = 75 Па

Ответ: давление книги на стол будет равно 75 Па

Задачка два

Гусеничный трактор ДТ-75М массой 6610 кг имеет опорную площадь обеих гусениц 1,4 м2. Определите давление этого трактора на почву.

Решение:

Возьмем небольшую доску и вобьем гвозди в ее углы. Также возьмем емкость с песком и поставим конструкцию из доски и гвоздей в эту емкость. Сначала расположим конструкцию так, как показано на рисунке — «шляпками» вниз — и поставим на нее гирю. Конструкция не потонет в песке, а только чуть-чуть углубится.

p=m⋅g/S = 6610⋅10/1,4 = 47 214Па = 47,2 кПа.

Ответ: давление трактора на почву составляет 47,2 кПа

Задачка три

Человек массой 80 кг с сумкой весом 100 Н стоит неподвижно на полу. Сила давления подошв его ботинок на пол равномерно распределена по площади 600 см2. Какое давление человек оказывает на пол?

Решение:

Масса человека: m = 80 кг.

Вес сумки, которую держит человек: Pc = 100 Н.

Площадь соприкосновения подошвы ботинок с полом: S = 600 кв. см.

600 кв. см = 600/10000 кв. м = 0,06 кв. м

Давление — это отношение силы к площади, на которую она действует. В данном случае на площадь действует сила, равная сумме силы тяжести человека и веса сумки:

F = mg + Pc

Поэтому давление, оказываемое человеком с сумкой на пол, равно

p = (mg + Pc)/S = (80*10 + 100)/0,06 = 15 000 Па = 15 кПа

Ответ: давление человека, держащего сумку, на пол равно 15 кПа

Нормативные значения давления в системе отопления

Поддержание рабочего давления в контуре отопления позволяет снизить уровень тепловых потерь. Это возможно за счет того, что проходящий по трубопроводу теплоноситель при грамотно подобранной величине давления практически не успевает остыть. Для правильной настройки системы нужно знать, сколько атмосфер в отоплении конкретного типа.

Разным типам отопительных систем свойственны свои нормативные показатели давления:

1. Отопление многоэтажного дома. Для отопительных систем многоквартирных домов характерно высокое значение статического напора, причем его величина напрямую зависит от высоты самого здания. В 9-этажных домах норма давления составляет около 5-7 атмосфер, а в домах с количеством этажей более 12 – от 7 до 10 атмосфер. Давление в подающем контуре всегда составляет около 12 атмосфер. Чтобы такая система могла работать, ее нужно оснащать мощным насосом с сухим ротором.
2. Отопление частного дома. В открытой отопительной системе атмосфера и сама система объединены посредством расширительного бака. Даже если систему укомплектовать циркуляционным насосом, давление в системе отопления частного дома все равно будет совпадать с наружным, поэтому показатель манометра будет постоянно показывать 0 бар.
3. Закрытое отопление частного дома. Давление в закрытой системе отопления частного дома имеет несколько иные характеристики. Во-первых, в такой системе увеличивается статическое давление, повышающее эффективность работы конструкции, а во-вторых, полностью исключается возможность контакта с воздухом. Чтобы рассчитать статический напор в такой системе, нужно умножить на 0,1 расстояние между самой верхней и самой нижней точкой контура. К полученному значению прибавляется 1,5 бар, и результат расчета покажет величину рабочего давления в отопительной системе.

В подавляющем большинстве случаев норма давления в газовом котле закрытого контура составляет около 1,5-2 атмосфер. Существенное превышение этого показателя многократно повышает риск выхода системы из строя – например, может произойти разгерметизация трубопровода или же повреждение отопительного оборудования.

Конечно, большая величина давления повышает эффективность работы отопления, но перед тем, как рассчитать давление в системе отопления, нужно учесть технические особенности конкретного отопительного оборудования. Отдельные модели котлов рассчитаны на давление не более 3 бар, но стандартные изделия могут эффективно работать только при давлении в 2 бар. При настройке отопления нужно сделать все так, чтобы в неактивной системе давление было ниже рабочего на 0,5 бар – этот запас обеспечит стабильную работу оборудования после его запуска (подробнее: «Какое должно быть рабочее давление в системе отопления частного дома – нормы, правила, ограничения»).

Для квартир эта информация неактуальна – измерять или регулировать давление отопления в таких случаях попросту невозможно. Все, что можно сделать – это выбрать радиаторы и диаметры труб в собственном трубопроводе. Например, чугунные радиаторы использовать нежелательно, поскольку при давлении свыше 6 бар они выходят из строя – а настолько низкое давление в системе отопления многоквартирного дома практически не встречается. Трубы с чрезмерно высокой пропускной способностью, в свою очередь, приведут к снижению давления во всем контуре.

Величина давления также напрямую зависит от температуры теплоносителя. В любую отопительную систему заливается определенный объем теплоносителя, при котором давление получается минимальным. Когда система выходит на рабочий режим, давление поднимается – т.е. регулировка нагрева воды позволяет также контролировать напор в трубопроводе.

Для отопительных систем всегда целесообразно использовать расширительные бачки (гидроаккумуляторы). Такие устройства принимают в себя излишки теплоносителя, тем самым не позволяя давлению достичь критического уровня. Чтобы система была максимально надежной, стоит также дополнить ее предохранительным клапаном, который в случае переполнения бака или превышении давления в контуре свыше 3 атмосфер обеспечит автоматический сброс лишней воды.

Какие виды давления бывают

Давление в 2 контурном (двухконтурном) котле подразделяется на следующие виды:

• статическое, образующееся под действием гравитации, при увеличении высоты на каждый метр становится выше на 0,1 Бар ;
• динамическое, создается работой насоса (чем больше мощность насоса, тем выше динамическое давление) или при увеличении температуры;
• рабочее, получается путем сложения двух видов давления — статического и динамического;
• избыточное, то, которое фиксирует манометр, это разница атмосферного и измеряемого;
• номинальное, установленное в соответствии с физическими параметрами материалов, из которых изготовлены блоки газового котла, при работе в этом диапазоне гарантируется тот срок службы, которую заявил производитель;
• максимальное, предельно допустимое, гарантирующее исключение аварийных ситуаций и неисправностей;
• опрессовочное, этим давлением происходит тестирование деталей агрегата на производстве,  оно может превышать рабочее в 1,5 раза.

Почему в настенном приборе падает давление? Для начала разберемся, какие виды бывают и как они влияют на работу техники.

• Статическое. Чем больше высота, тем выше показатели. С каждым метром идет повышение на 0,1 бар.
• Динамическое. Принудительная работа насоса создает номинальный напор в закрытой системе.
• Рабочее. Включает два вышеуказанных варианта.
• Избыточное. Определяется манометром как разница между атмосферным и зафиксированным.
• Номинальное. То, которое указал производитель в документации к конкретной модели.
• Максимальное. Тот максимум, который допускается во избежание поломок и аварий.
• Опрессовочное. Используется на производстве при проверке техники.

В контуре отопления показатели измеряются атмосферами

Они могут быть различаться; важно, чтобы значение не превышало допустимые максимальный и минимальный пороги. Низкое значение возможно только при закачке теплоносителя в контур. В остальных случаях оно не должно отклоняться от нормы

В остальных случаях оно не должно отклоняться от нормы.

• Динамическое давление – это давление в теплоносителе, которое проходит по трубопроводу и другим элементам системы отопления;
• Статическое давление – это давление теплоносителя на отопительную систему. Причем теплоноситель находится в состоянии покоя;
• Максимальное давление. При таком рабочем давлении прибор может работать. Если же стрелка поднимается выше указанного уровня, оборудование прекращает свою работу.

Для каждого прибора устанавливается свое значение минимального и максимального давления. Минимальное давление может быть только при начале работы газового котла. По мере нагревания теплоносителя давление должно равняться нормальному рабочему. Если такое значение занижено или превышено, следует рассмотреть причины неправильного давления отопительного прибора.

Высокое давление в отопительной системе обеспечивает безопасность и более высокую температуру кипения теплоносителя, следовательно, повышается экономический эффект установки, а снижение давления ведет к проблемам в системе. Поэтому разберем, почему падает давление в системе отопления двухконтурного котла и как его поднять.

Контроль параметров котельного агрегата осуществляется измерительными приборами – манометрами, основными и дополнительными. Если манометр должен входить в мероприятия по КИПиА, то выбирают модели с электронными датчиками.

Факторы, которые влияют на давление внутри контура:

• Воздействие теплоносителя на стенки элементов сети отопления;
• Высота заложения труб, подвешивания радиаторов и котлоагрегата;
• Конструкция магистральных участков трубопровода.

Величина давления для автономного отопления не нормируется. Допустимые значения параметров сети рассчитывают на основании данных конкретно взятого объекта:

• Тип котла, характеристики труб (диаметр, наличие армирования и др.), тип и количество радиаторов;
• Место установки оборудования, протяженность контура;
• Этажность дома;
• Параметры и состояние внешнего водовода.

Важно знать! Напор в системе определяется самым низким показателем (как, правило, в самой удаленной точке). В прямой и обратке разница напора должна составлять до 0,3…0,5 атм для реализации нормальной циркуляции рабочей жидкости. Подключение одноконтурного и двухконтурного котла

Подключение одноконтурного и двухконтурного котла

Причины падения давления в контуре:

1. Наличие утечек в трубопроводе;
2. Нарушение работы котла, трещины на поверхности теплообменника;
3. Нарушение работы мембранного клапана, отвечающего за безопасность котельного оборудования;

Выход из строя мембраны расширительного бака; Разгерметизация контура подачи горячей воды.

Поддержание

Однажды настроенная и запущенная система отопления не может работать вечно: со временем характеристики ухудшаются, что приводит к некачественному обогреву помещений. Индикатором качества работы отопления и является давление, по его изменениям можно судить о проблемах.

Для обогрева с принудительной циркуляцией падение напора может быть вызвано следующими причинами:

• протечки в контуре;
• проблемы с насосами (неисправность, загрязнение, плохое электропитание);
• повреждение мембраны расширительного бачка;
• неисправность блока безопасности.

К повышению напора могут привести:

• слишком высокая температура теплоносителя;
• маленькое сечение трубопровода;
• загрязнение фильтров или теплоносителя;
• образование воздушных пробок;
• неправильный режим работы насосов.

В системе отопления с естественной циркуляцией проблема повышения давления не стоит, но может иметь место его понижение, однако это является нормальным процессом.

Дело в том, что естественная циркуляция подразумевает саморегуляцию напора теплоносителя. Он движется по трубам благодаря разнице температур между обраткой и подачей: менее плотная горячая вода всплывает вверх. Соответственно, чем большая температура установлена на котле, тем больше напор. Но разница температур будет понижаться при прогреве помещений, поэтому с установлением нужной температуры воздуха в комнате давление упадёт.