- Для чого необхідно надлишковий тиск
- Правила побудови закритих контурів
- Вибір і установка розширювального бака
- Автоматичне підживлення системи
- Налагодження та усунення несправностей
Наши партнеры ArtmMisto
Початківці фахівці в проектуванні і монтажі гідравлічних систем опалення задаються питанням: чому так важливо підтримувати в контурі надлишковий тиск, і якими способами цього можна домогтися. Запрошуємо дізнатися відповіді на популярні питання по цій темі в нашому огляді за закритими системам опалення.
Для чого необхідно надлишковий тиск
Уявімо собі систему опалення з відкритим розширювальним баком . У верхній її частині теплоносій знаходиться під тиском близько 100 кПа або 10,2 м водяного стовпа. На відміну від верхньої межі наповнення, що знаходиться під нормальним атмосферним тиском, в нижній частині теплоносій здавлений ще сильніше, різниця якраз дорівнює перепаду висоти і виражається в метрах водяного стовпа. Свої корективи можуть вносити як зміни атмосферного тиску і висота над рівнем моря, так і щільність теплоносія. Однак на практиці настільки малими похибками нехтують.
У нормальному режимі роботи такої системи відбувається нагрів значного обсягу води всередині теплообмінника котла. Нагрівання супроводжується розширенням, через що порція води з більш високою температурою чинить додатковий тиск на сусідній обсяг теплоносія. При цьому рідина з меншою щільністю спрямовується вгору: сила тиску нагрітого теплоносія підсумовується з тиском атмосфери і внутрішнім тиском системи, що дозволяє проштовхувати теплоносій по замкнутому контуру. Чим вище швидкість руху теплоносія, тим сильніше виражений конвекційний ефект і навпаки.
Що ж відбувається в так званих закритих системах опалення? У них теплоносій ізольований від атмосфери, внаслідок чого на верхній межі наповнення тиск практично нульове, а в найнижчій точці - рівне фактичної висоті стовпа рідини. Підвищення тиску внаслідок розширення води не завжди дозволяє подолати гідродинамічний опір системи, адже при розширенні вода продавлюється в обох напрямках, її розширення вниз не компенсується додатковим тиском.
Для будь-якого теплоносія властиво збільшення обсягу в ході нагрівання. У закритій системі опалення це однозначно призводить до підвищення тиску
Запустити таку систему вдається тільки за умови швидкого нагріву великої кількості теплоносія, що неможливо в сучасних системах опалення, що характеризуються малим водотоннажністю і умовним проходом труб. Таким чином надлишковий тиск в системі служить свого роду заміною атмосферному, істотно полегшуючи природну конвекцію і роботу пристроїв примусової циркуляції.
Звичайно, тиск в системі опалення не обов'язково має бути еквівалентним в різних її точках. В теплообміннику і на зворотному патрубку котла реєструються найбільш високі показники, трохи менший тиск можна зафіксувати на вході циркуляційного насоса і найменше - на найбільш віддаленому та високому ділянці магістралі, що подає. Одна з головних завдань інженера-теплотехніка полягає в забезпеченні надлишкового тиску всередині системи опалення та стеження, щоб в різних її вузлах дотримувався перепад, що вписується у встановлені норми.
Правила побудови закритих контурів
Для гідравлічних систем відкритого типу питання регулювання тиску неактуальний: просто не існує адекватних способів це зробити. У свою чергу закриті опалювальні системи можуть налаштовуватися більш гнучко, в тому числі і щодо тиску теплоносія. Однак перш потрібно забезпечити систему вимірювальними приладами - манометрами, які встановлюються через триходові крани в наступних точках:
- в колекторі групи безпеки;
- на розгалужується і збирають колекторах;
- безпосередньо біля розширювального бака;
- на змішувально-видаткових пристроях;
- на виході циркуляційних насосів;
- у фільтра-грязевика (для контролю засміченості).
Не кожна позиція безумовно обов'язкове, багато що залежить від потужності, складності і ступеня автоматизації системи. Досить часто обв'язку котельні компонують таким чином, щоб важливі з точки зору контролю частини сходилися в одному вузлі, де і встановлюють вимірювальний прилад. Так, один манометр на вході насоса може також служити і для контролю за станом фільтра.
Навіщо потрібно відстежувати тиск в різних точках? Причина проста: тиск в системі опалення - збірний термін, який сам по собі може свідчити тільки про герметичності системи. У поняття робочого входять тиск статичне, утворене впливом сили тяжіння на теплоносій, і динамічне - коливання, що супроводжують зміну режимів роботи системи і з'являються на ділянках з різним гідравлічним опором. Так, тиск може істотно змінюватися при:
- нагріванні теплоносія;
- порушення циркуляції;
- включенні підживлення;
- засміченні трубопроводів;
- появі повітряних пробок.
Саме установка контрольних манометрів в різних точках контуру дозволяє швидко і точно визначити причину збоїв і приступити до їх усунення. Однак перш ніж розглянути це питання, слід вивчити: які існують пристрої для підтримки робочого тиску на потрібному рівні.
Вибір і установка розширювального бака
Основним способом підтримувати стабільний тиск в системі опалення є установка розширювального бака . Це герметичний непротічних посудину, усередині якого встановлена груша, наповнена повітрям під певним тиском. Оскільки повітря може стискуватися, такий демпфер сприяє згладжування коливань динамічного тиску.
1 - стан системи опалення перед наповненням теплоносієм; 2 - нормальний режим роботи системи опалення; 3 - надлишковий тиск як результат перегріву теплоносія
Щоб розширювальний бак працював як належить, його обсяг повинен бути досить високим. Також слід враховувати робоче розрахункове і граничний тиск в системі, яке визначається паспортними даними котла. Так, зазначений мінімум в 0,3-0,5 бар необхідний для стабільної роботи теплового вузла, в той час як межа порядку 1,2-1,5 бар обмежує руйнівну дію тиску на теплообмінник. Зазначені величини взяті з прикладу більшості побутових котлів потужністю до 15 кВт, для більш продуктивних котлів діють більш високі значення. Визначити робоче тиском системи можна в процесі проведення гідравлічного розрахунку, шукане значення залежить від гідродинамічного опору труб, нагрівальних приладів і арматури.
Обсяг бачка визначається водотоннажністю системи, тепловим розширенням теплоносія і граничним тиском. У першому наближенні місткість бачка повинна складати близько 0,07-0,1 обсягу теплоносія. Більш точне значення знаходиться за формулою (Vт * β) / К, тобто твором повного обсягу теплоносія на коефіцієнт його розширення, поділеній на робочий коефіцієнт бачка. Останній визначається різницею між граничним і робочим тиском, розділеної на граничний тиск, до якого додана одиниця: (Р max - P раб) / (Р max + 1). При цьому робочий тиск вимірюється у верхній точці системи (на групі безпеки) і має бути близьким до атмосферного при висоті водяного стовпа до 4-5 м.
Не має практичної різниці місце установки закритого розширювального бака. Щоб гарантувати ефективну роботу пристрою при різних режимах використання тепломережі, бак встановлюють в зону найвищого статичного тиску, тобто в найнижчій точці системи, в зручному для обслуговування місці. Бачок врізається через трійник в магістральний поворотний трубопровід, підключення проводиться через запірний кульовий кран.
Автоматичне підживлення системи
Другий вузол, що забезпечує підтримку надлишкового тиску в системі - пристрій автоматичного підживлення. Безумовно, підкачувати воду в систему можна і вручну, але це незручно робити при великих обсягах витоку. Наприклад, якщо в системі присутня безліч фітингів або є проломи, через які регулярно просочуються мікроскопічні дози теплоносія. Також автоматичне підживлення практично незамінна для закритих систем зі спеціальним теплоносієм - без нагнітає насоса просто не вдасться забезпечити достатньо високого тиску.
Перший тип пристроїв автоматичного підживлення працює за принципом групи компресорної автоматики. Реле високого і низького тиску включають і вимикають підживлення якщо тиск в системі нижче або, відповідно, вище встановленого порогу. Такі пристрої найбільш прості і дешеві, але мають головним недоліком - вони не враховують температуру рідини і ступінь її розширення.
Скажімо, під час роботи системи тиск падає на 20-30% нижче робочого, але при цьому не досягає мінімального порогу, на яке налаштоване реле. В цьому немає нічого дивного, адже калібрування реле відбувається в холодному стані системи. Інший приватний випадок: при спрацьовуванні реле включається підживлення, додаючи в систему порцію холодної, тобто ще не розширився рідини. Якщо розширювальний бак має недостатню місткість, в результаті розширення теплоносія призведе до спрацьовування запобіжного клапана, частина теплоносія буде скинута, тиск знову впаде, знову включиться підживлення і далі по колу.
Описаний нюанс має значення для систем опалення, в яких міститься понад 300 літрів води. Оптимально в таких випадках використовувати цифрові дозатори підживлення, якими комплектується більшість просунутої котельної техніки. Контролер зробить необхідні поправки і додасть в систему строго певну кількість теплоносія з урахуванням його температури і здатності до розширення. Як і звичайні механічні клапани підживлення, електронний дозатор краще підключати до магістралі, що подає відразу після врізки в неї трубки-байпаса, щоб уникнути температурного шоку теплоомбенніка. На вхідний патрубок для теплоносія рекомендується установка грязьового або картриджного фільтра, вузол інжекції підключається через кульовий кран.
Налагодження та усунення несправностей
Підтримувати тиск в системі опалення неможливо без дотримання правил її заповнення. Робити це потрібно при мінімальному напорі і з відкритими клапанами для стравлювання повітря в радіаторної мережі. Петлі теплої підлоги заповнюють по черзі, інакше через різницю в довжині неодмінно відбувається виміщення повітря в довші змійовики. Після того, як система наповнена, її обпресовують дворазовим робочим тиском і стежать за показаннями манометрів протягом певного часу. Зазвичай для опресовування досить тиску системи водопостачання, в іншому випадку доводиться користуватися ручним плунжерним гідронасосом. Після перевірки тиск знижують до мінімального, система нагрівається до максимальної робочої температури, по завершенні прогріву всього обсягу теплоносія вимірюється тиск: воно повинно бути менше граничного на 20-30%.
Зниження тиску з часом - звична справа для систем, заправлених свіжою водою. З неї виділяється розчинений кисень, відповідно з часом загальний обсяг теплоносія знижується. Потрібно просто періодично підживлювати систему, поки ефект не зникне сам по собі. Підвищення тиск - явна ознака неправильного розрахунку розширювального бачка, його обсяг потрібно збільшити. Невеликі перепади в межах 10-15% робочого тиску вважається цілком нормальним, це пов'язано з лінійним розширенням труб. Якщо ж скачки тиску при нагріванні і охолодженні системи виходять за межі 30% від номіналу, це свідчить або про псування мембрани в бачку, або про наявність в системі повітряних пробок.
рмнт.ру
05.02.18
Що ж відбувається в так званих закритих системах опалення?Навіщо потрібно відстежувати тиск в різних точках?
