Давление в отопительной системе частного дома

Статическое давление в гидродинамике

Концепция чего-либо давление занимает центральное место в изучении жидкостей. Давление можно определить для каждой точки тела жидкости, независимо от того, находится ли жидкость в движении. Давление может быть измеренный используя , , ртутная колонка или другие различные методы.

Концепции полное давление и динамическое давление возникают из Уравнение Бернулли и важны при изучении всех потоков жидкости. (Эти два давления не являются давлениями в обычном смысле — их нельзя измерить с помощью анероида, трубки Бурдона или ртутной колонки.) Чтобы избежать потенциальной двусмысленности при обращении к давление в гидродинамике многие авторы используют термин статическое давление отличить это от полное давление и динамическое давление; период, термин статическое давление идентичен термину давление, и может быть идентифицирован для каждой точки в поле потока жидкости.

В Аэродинамика, Л.Дж. Клэнси пишет: «Чтобы отличить его от общего и динамического давлений, фактическое давление жидкости, которое связано не с ее движением, а с ее состоянием, часто называют статическим давлением, но там, где используется только термин« давление », относится к этому статическому давлению «.

Уравнение Бернулли имеет фундаментальное значение для динамики несжимаемых жидкостей. Во многих представляющих интерес ситуациях потока жидкости изменения высоты несущественны и их можно игнорировать. При таком упрощении уравнение Бернулли для течений несжимаемой жидкости может быть выражено как

п+12ρv2=п,{ Displaystyle P + { tfrac {1} {2}} rho v ^ {2} = P_ {0},}

куда:

  • п{ Displaystyle P ;} статическое давление,
  • 12ρv2{ displaystyle { tfrac {1} {2}} rho v ^ {2}} является динамическое давление, обычно обозначаемый q{ displaystyle q ;},
  • ρ{ Displaystyle rho ,} это плотность жидкости,
  • v{ displaystyle v ,} это скорость потока, и
  • п{ Displaystyle P_ {0} ;} полное давление, которое постоянно рационализировать. Он также известен как давление застоя.

Каждая точка в устойчиво текущей жидкости, независимо от скорости жидкости в этой точке, имеет собственное статическое давление. п{ displaystyle P}, динамическое давление q{ displaystyle q}, и полное давление п{ displaystyle P_ {0}}. Статическое давление и динамическое давление, вероятно, значительно различаются по жидкости, но общее давление постоянно вдоль каждой линии тока. В , полное давление одинаково на всех линиях тока и, следовательно, постоянно во всем потоке.

Упрощенную форму уравнения Бернулли можно резюмировать в следующем запоминающемся словесном уравнении:

статическое давление + динамическое давление = общее давление.

Эта упрощенная форма уравнения Бернулли имеет фундаментальное значение для понимания конструкции и работы кораблей, низкоскоростных самолетов и индикаторов воздушной скорости для низкоскоростных самолетов, то есть самолетов, максимальная скорость которых будет меньше примерно 30% от скорости. скорость звука.

Как следствие широко распространенного понимания термина статическое давление применительно к уравнению Бернулли многие авторы в области гидродинамики также используют статическое давление скорее, чем давление в приложениях, не связанных напрямую с уравнением Бернулли.

В Британский институт стандартов в своем стандартеГлоссарий авиационных терминов, дает следующее определение:

4412 Статическое давление Давление в точке тела, движущегося с жидкостью.

Причины перепадов давления

При разных условиях параметры теплоносителя могут меняться в большую или меньшую сторону. Причины падения нагрузки в системе:

  • Утечка воды. По мере уменьшения объема жидкости снижается нагрузка на внутренние стенки коммуникаций. При существенной утечке даже более сильный нагрев теплоносителя не обеспечит требуемый результат. Чаще всего обнаруживается нарушение герметичности расширительного бачка. В этом случае сложно обнаружить причину перепада нагрузки в системе, т. к. при появлении течи из мембраны бака вода остается внутри емкости. Предположить утечку можно по снижению интенсивности прогрева помещения, если при этом параметры теплоносителя и оборудования не менялись.
  • Другие участки, где высока вероятность нарушения герметичности: теплообменник котла (предохранительный клапан), микроповреждения труб, оборудования, чаще теплоноситель вытекает на участках, пораженных коррозией.
  • Выделение воздуха из горячей воды. Чтобы избежать подобных неприятностей, жидкость должна проходить деаэрацию перед заполнением труб.
  • Если в системе установлены алюминиевые батареи, то на начальном этапе их эксплуатации некоторый объем воды преобразуется: при этом выделяются составные компоненты (водород, кислород). При контакте с металлом кислород способствует появлению окисной пленки. Водород не накапливается внутри, а выводится посредством воздухоотводчика. По мере окисления внутренней поверхности радиаторов из алюминия придется периодически увеличивать объем теплоносителя, что позволяет обеспечивать требуемый уровень давления внутри системы.

Рост нагрузки на стенки труб и оборудования увеличивается в ряде случаев:

  • уменьшение просвета коммуникаций, что может быть вызвано засором;
  • воздушная пробка, что препятствует прохождению теплоносителя по трубам;
  • существенное увеличение температуры горячей воды, при закипании давление возрастает многократно.

Полезные рекомендации по монтажу

К проектированию и монтажу автономной отопительной системы следует подходить ответственно и рационально: даже незначительные погрешности могут существенно снизить её эффективность. Тем, кто сомневается в своих силах, лучше воспользоваться услугами профессиональных монтажников. Если мастер уверен, что справится с работой, ему помогут несколько рекомендаций опытных монтажников:

  1. Натяжные фитинговые соединения нельзя укладывать в пол и стены. Если без этого обойтись нельзя, оставляют свободные зоны для их размещения.
  2. Ширина радиаторов должна быть в пределах 70% от протяжённости оконного проёма. Чтобы соблюсти это условие, изменяют толщину отопительного прибора, подбирая его теплопроизводительность.
  3. Дымоход газового котла не должен проходить через помещения, в которых возможно длительное пребывание людей. Кроме того, дымовую трубу, проложенную снаружи здания, следует размещать не ближе 80 см к окнам.
  4. Если в качестве теплоносителя используют незамерзающую жидкость, не рекомендуется использование секционных радиаторов. Низкая вязкость антифриза приведёт к появлению утечек.
  5. Чтобы сэкономить энергоресурсы, можно установить программируемый комнатный терморегулятор. Прибор позволяет снизить до 40% энергии, расходуемой на отопление.

Для измерения давления устанавливают манометры на подачу и «обратку». Такая конфигурация позволят эффективно настроить систему и убережёт её от повреждения. Кроме того, по перепаду давления можно будет судить о степени засорённости водяного фильтра и всего отопительного контура в целом.

Что делать, если падает давление в системе отопления

Давление в расширительном баке.

При эксплуатации автономных отопительных систем наиболее частыми являются такие аварийные ситуации, при которых давление плавно или резко снижается. Они могут быть вызваны двумя причинами:

  • разгерметизацией элементов системы или их соединений;
  • неполадками в котле.

В первом случае следует обнаружить место утечки и восстановить его герметичность. Сделать это можно двумя способами:

  1. Визуальным осмотром. Этот метод применяется в тех случаях, когда отопительный контур проложен открытым способом (не путать с системой открытого типа), то есть все его трубопроводы, арматура и приборы находятся на виду. Прежде всего внимательно осматривают пол под трубами и радиаторами, стараясь обнаружить лужицы воды или следы от них. Кроме того, место утечки можно зафиксировать по следам коррозии: на радиаторах или в местах соединений элементов системы при нарушении герметичности образуются характерные ржавые потеки.
  2. С помощью специального оборудования. Если визуальный осмотр радиаторов ничего не дал, а трубы проложены скрытым способом и не могут быть осмотрены, следует обратиться к помощи специалистов. Они располагают специальным оборудованием, которое поможет обнаружить утечку и устранить ее, если владелец дома не имеет возможности сделать это самостоятельно. Локализация точки разгерметизации осуществляется достаточно просто: вода из отопительного контура сливается (для таких случаев в нижней точке контура на этапе монтажа врезают сливной кран), затем в него с помощью компрессора закачивается воздух. Место утечки определяется по характерному звуку, который издает просачивающийся воздух. Перед запуском компрессора с помощью запорной арматуры следует изолировать котел и радиаторы.

Если проблемное место представляет собой одно из соединений, его дополнительно уплотняют паклей или ФУМ-лентой, а затем подтягивают. Лопнувший трубопровод вырезают и приваривают на его место новый. Узлы, не подлежащие ремонту, просто меняют.

Если герметичность трубопроводов и других элементов не вызывает сомнений, а давление в закрытой системе отопления все-таки падает, следует поискать причины этого явления в котле. Проводить диагностику самостоятельно не следует, это работа для специалиста, имеющего соответствующее образование. Чаще всего в котле обнаруживаются следующие дефекты:

Устройство системы отопления с манометром.

  • появление микротрещин в теплообменнике из-за гидроударов;
  • заводской брак;
  • выход из строя подпиточного крана.

Весьма распространенной причиной, по которой падает давление в системе, является неправильный подбор емкости расширительного бачка.

Хотя в предыдущем разделе говорилось, что это может стать причиной роста давления, никакого противоречия тут нет. Когда растет давление в системе отопления, срабатывает предохранительный клапан. При этом теплоноситель сбрасывается и его объем в контуре уменьшается. В результате со временем давление будет снижаться.

Контроль давления

Для визуального контроля давления в сети отопления чаще всего применяют стрелочные манометры с трубкой Бредана. В отличие от цифровых приборов, такие манометры не требуют подключения электрического питания. В автоматизированных системах используют электроконтактные датчики. На отводе к контрольно-измерительному прибору следует обязательно устанавливать трехходовой кран. Он позволяет изолировать манометр от сети при проведении обслуживания или ремонта, а также используется для удаления воздушной пробки или сброса прибора на ноль.

https://youtube.com/watch?v=nV52-7Vu7DI

Инструкции и правила, регламентирующие эксплуатацию отопительных систем, как автономных, так и централизованных, рекомендуют устанавливать манометры в таких точках:

  1. Перед котельной установкой (или котлом) и на выходе из нее. В этой точке определяется давление в котле.
  2. Перед циркуляционным насосом и после него.
  3. На вводе магистрали отопления в здание или сооружение.
  4. Перед регулятором давления и после него.
  5. На входе и выходе фильтра грубой очистки (грязевика) для контроля уровня его загрязненности.

Все контрольно-измерительные приборы должны проходить регулярную поверку, подтверждающую точность выполняемых ими измерений.

Где устанавливается группа безопасности для отопления

Как это не странно, группа безопасности для отопления, в том виде, который я описал, нужна далеко не везде. Многие современные котлы, не зависимо на каком топливе они работают, уже на заводе оснащены различными устройствами безопасности и не нуждаются в дополнительной защите. Это связано с международными требованиями по безопасности отопительных котлов.

Твердотопливные котлы обладают большой инерцией и сразу остановиться не могут. Даже автоматическим пеллетным котлам требуется время, чтобы до жечь топливо, попавшее в зону горения до момента аварийной ситуации, хотя термостат или контроллер при резком росте температуры теплоносителя моментально перекроют воздух. Дрова еще некоторое время будут тлеть, излучая тепло, в результате температура теплоносителя будет продолжать расти еще какое-то время, хотя и не продолжительное. Поэтому, в случае с твердотопливными котлами, установка, описанной выше группы безопасности является обязательной.

В настоящее время, производители твердотопливных котлов стали включать элементы группы безопасности в комплект поставки котла.

Оптимальные показатели давления в системе во многом определяют ее тепловую эффективность и значительно продляют срок службы. Падение или повышение значений на 0,2 атмосферы от рабочей нормы в 1,5-2 атмосферы является достаточным поводом искать его причину.

Это позволяет вовремя заметить и устранить неисправность и вывести систему на оптимальный режим работы без развития аварийных ситуаций и незапланированных ремонтов.

Виды давления в отопительной системе

Выделяют два вида:

Что такое статическое давление системы отопления? Это то, которое создаётся под воздействием силы притяжения. Вода под собственным весом давит на стенки системы с силой пропорциональной высоте, на которую она поднимается. С 10 метров этот показатель равен 1 атмосфере. В статистических системах не задействуют нагнетатели потока, и теплоноситель циркулирует по трубам и радиаторам самотеком. Это открытые системы. Максимальное давление в открытой системе отопления составляет около 1,5 атмосферы. В современном строительстве такие методы практически не применяются, даже при монтаже автономных контуров загородных домов. Это связано с тем, что для такой схемы циркуляции надо применять трубы с большим диаметром. Это не эстетично и дорого.

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.

Внимание: самой удаленной точкой трубопровода является угловая комната, следовательно, давление здесь самое меньшее.

Регуляторы, клапаны

В небольших зданиях для компенсации перепадов напора достаточно расширительного бачка, но в высотных строениях со сложной конфигурацией отопительной системы приходится прибегать к использованию специальных регуляторов давления. Чувствительная мембрана или поршень измеряют его в месте установки регулятора, а изменение давления производится с помощью силового элемента: груза или пружины. Регуляторы делятся на три типа:

  1. «После себя» (редукционные клапаны) — перекрывают сечение потока, тем самым уменьшая напор до установленного уровня на участке после себя.
  2. «До себя» (перепускные клапаны) — устанавливают давление до себя, перепуская излишний теплоноситель в трубопровод обратки.
  3. Регуляторы перепада (дифференциальные) — поддерживают заданную разницу между двумя участками при помощи двухходового клапана, компенсирующего падение давления.

Заключение

Контроль и поддержание давления в системах отопления имеет первостепенное значение. Не так страшно, если недостаточно высокое давление приведёт к плохому обогреву помещений. Куда страшнее, когда его превышение вызовет разрыв радиаторов или трубопровода, что может привести к серьёзным ожогам или затоплению здания. Поэтому безопасность превыше всего. Необходимо соблюдать регламентные процедуры, описанные в СНиП и регулярно обслуживать отопительную систему, если значения напора выходят за установленные нормы. Тогда отопление в доме будет максимально эффективным и безопасным.

Оцените статью
ALPHA ДОМ
Добавить комментарий