Рабочее давление в системе отопления в частном доме: какое должно быть, как создать, снизить, рассчитать и что делать при перепадах?

Системы центрального отопления многоэтажных коммунальных зданий и индивидуальных жилых домов имеют не только существенные конструктивные различия, но разные физические характеристики используемого теплоносителя. При проектировании внутридомовых теплосетей основным расчетным критерием является давление в системе отопления, параметры которого оказывают существенное влияние на корректность функционирования всего обогрева.

В индивидуальных жилых домах для обогревания используются автономные системы, в состав которых входит различное оборудование, при самостоятельном заполнении контура тепловым носителем важно выдержать правильные параметры напора. Контроль и регулировка давления в заданных рамках при эксплуатации отопительной системы обеспечит долговечность ее работы, оптимизирует расход тепловых ресурсов, повысит КПД теплообменных приборов.

Рис. 1 Отопительное оборудование в доме – внешний вид

Оптимальные значения давления для частных домов

В системе без жидкого теплоносителя давление обычное для атмосферы — 0,1 МПа или 1 Bar.

Общий показатель формируется на основании следующих его составляющих:

• Гидростатический напор — создается теплоносителем и при неработающем котле, формируется давлением водяного столба. В открытой системе наверху монтируется специальный резервуар — бак расширения. По уровню его заполнения предстоит проводить измерение высоты отопительного контура.
• Динамическое давление — создается в сетях закрытого типа насосом для циркуляции и конвекцией (нагрев и остывание непосредственно влияют на объем воды). Такие показатели часто отличаются в местах скрепления разных по диаметру труб, расположения запорных клапанов и многими другими моментами.

Общие значения влияют на скорость циркуляции энергоносителя в трубах, непосредственный теплообмен на разных участках отопительного контура, а также при увеличении давления происходит рост коэффициента полезного действия теплосети, ведь снижается сопротивление в системе.

Стабильное рабочее давление и оптимальные, согласно сопроводительной техдокументации, показатели для оборудования позволяют уменьшить потери тепла и гарантируют получение энергоносителя отдалёнными участками дома почти с теми же температурными показателями, что и во время нагревания в котле.

Теоретически для него возможно любое значение, лишь бы выдерживало отопительное оборудование с котлами и радиаторами. Возникает вполне разумный и обоснованный интерес к вопросу о рабочем давлении.

Это максимальные показатели, которые можно посмотреть в технической документации оборудования. Согласно установленным нормативам, для частного дома оптимальное давление до 3 Bar, хотя отдельные агрегаты имеют и более низкий предел.

Материалы

1. То, какое давление выдерживает полипропиленовая труба, всегда указывается производителем в ее маркировке. Маркировка PN20 (типичная для труб без армирования) указывает на рабочее давление в 20 атмосфер, PN25 (норма для армированных фиброй и алюминием труб) — в 25 кгс/см2;

1. На то, на какое давление рассчитаны полипропиленовые трубы, оказывает влияние температура теплоносителя. Производители всегда указывают рабочее давление при температуре 20С. При нагреве до максимальных 90 — 95С максимум рабочего давления уменьшается до 7 — 9 атмосфер. Снижается и срок службы: уже при 80 градусах полипропилен прослужит не 50, а не более 25 лет;

1. Все полипропиленовые фитинги лишены армирования и рассчитаны на рабочее давление в 25 атмосфер;
2. Какое давление выдерживает металлопластиковая труба (с оболочками из сшитого полиэтилена и алюминиевым сердечником)? Производители гарантируют 10 — 16 атмосфер. Разрушающее давление обычно не меньше 25. С практической стороны металлопластик можно ставить в системы ЦО только на подводках к радиаторам после отсекающих вентилей, позволяющих перекрыть воду при течах;

1. То, при каком давлении может работать полиэтиленовая труба, определяется отношением ее диаметра к толщине стенки (этот параметр называется SDR) и типом полиэтилена. Полиэтилен низкого давления ПЭ100 заметно прочнее полиэтилена высокого давления ПЭ32: так, при одинаковых диаметре и толщине стенок (SDR21) первая труба может работать при давлении в 8 кгс/см2, а вторая — лишь 2,5;

SDR — это отношение наружного диаметра к толщине стенки.

1. Чем ниже SDR, тем выше прочность на разрыв
   ;
2. Существует обратная зависимость давления от диаметра трубы при неизменной толщине стенок. Чем больше диаметр, тем больше площадь ее внутренней поверхности, а раз так — тем больше усилие, с которым внутренняя среда давит на них. Соответственно, при неизменном рабочем давлении толщина стенки в зависимости от диаметра трубы уменьшается или увеличивается;
3. Наиболее надежный и простой в монтаже материал для систем ЦО — гофрированная нержавеющая труба. За счет гофрирования она гасит гидроудары и без разрушения переносит замерзание в ней воды. При заявленном рабочем давлении в 10 — 15 атмосфер разрушающее давление, по данным компании Lavita, равно 210 кгс/см2;

Гофрированная нержавейка — идеальный материал для систем центрального отопления.

1. Для стальных труб на сварных соединениях расчет прочности учитывает коэффициент прочности сварного шва. Он принимается равным 0,6 — 0,8. Если ВГП труба может без разрушения выдержать давление в 200 атмосфер, в проект для готового контура закладывается максимум в 120 — 160;
2. Все водогазопроводные трубы — электросварные. Соответственно, при разморозке и сопутствующем ей повышении давления они рвутся по продольному шву. После заваривания шва электродуговой сваркой прочность трубы почти не уменьшается;

1. Системы ЦО стоит комплектовать стальными регистрами или биметаллическими радиаторами. Прочность любой системы равна прочности ее самого слабого звена: есть ли смысл использовать трубы, способные выдержать 150 атмосфер, если радиатор разрушится уже при 16-ти?
2. Чемпион по прочности среди биметаллических — Рифар Монолит отечественного производства. Для него заявлено рабочее давление в 50 атмосфер и разрушающее в 100.

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.

Запомните, нормальная работа системы открытого типа обеспечивается установленным котлом на самом низком уровне отопительного контура и бака на самом верхнем.

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.

Установка электрического

Начинают работы по монтажу пола после того, как сделан черновой пол. Для этого вычищают грунт на глубину до полуметра, засыпают слой песка, щебня и заливают бетоном. Электрический обогрев пола не требует высокой стяжки, но оптимальная ее высота – 10 сантиметров.
Работы своими руками выполняются в следующем порядке:

1. Укладка гидроизоляции. Грунтовые воды не должны попасть на кабель. Для этого используют рубероид или плотную пленку.
2. Создание теплоизоляционного слоя, чтобы предотвратить уход тепла «в землю». Не рекомендуют использовать как изолятор фольгу.
3. Укладка армированной сетки и ее фиксация.
4. Прокладка кабеля и его подвязка к обрешетке. Заранее проводят расчет необходимой длины кабеля. Выбирают цельный провод, без спаек. Нагревательные маты могут заменить провод.
5. Установка термодатчиков, особенно в зоне у машины, где и необходимо поддержание определенной температуры.
6. Подключение кабеля к отдельному щитку и пробное включение.
7. Если все работает исправно, поверх решетки заливают слой стяжки, дают ему просохнуть и монтируют чистовой пол.

Система не требует специального обслуживания.

Зачем отслеживать давление во время отопления дома

Разница напора при подаче воды и при движении её в обратную сторону отражает то, насколько эффективно работает конкретная система.

Небольшая свидетельствует, что теплоноситель успешно проходит по трубам и помещения получают должное количество энергии, а повышение этой разницы с большим перепадом сигнализирует об увеличении сопротивлении участка, сниженной скорости течения и чрезмерном остывании.

• Насколько быстрым будет водяной поток и теплообмен между объектами на разных участках системы, возможные потери тепла, КПД сети напрямую отражает показатель общего давления.
• Поддерживать его крайне важно для эффективной работы отопительного контура по всему зданию. Стабильность значений позволит сократить теплопотери и обеспечить быстрое распределение теплоносителя по всем уголкам дома практически с показателями температуры, полученной во время нагревания.

Большие перепады на длинной линии теплоснабжения, где много радиаторов с термостатическими вентилями, можно урегулировать с помощью автоматических ограничителей.

Создавать избыточное давление в закрытых системах необходимо для:

• Обеспечения принудительного движения жидкости в трубах;
• Контроля состояния сети по манометру, чтобы своевременно её пополнять или чинить;
• Под давлением происходит более быстрый разогрев.

Домовладельцам интересен второй пункт из этого списка — показания устройства по измерению, чтобы было понятно, насколько исправная и работоспособная вся конструкция отопительного контура.

Рекомендации по монтажу

Чтобы провести все ремонтные или наладочные процедуры, система отопления под давлением должна быть правильно собрана, основные условия грамотного монтажа:

• Обязательное присутствие над котлом арматурных устройств группы безопасности, состоящей из манометра, автоматического воздухоотводчика и спускного клапана. Указанные приборы требуются для настройки, развоздушивания и зашиты котла от избыточного давления.
• Наличие на всех радиаторных теплообменниках кранов Маевского, предназначенных для их развоздушивания, и терморегуляторов.
• Присутствие воздухоотводчика в высшей точке контура.
• Наличие байпаса в параллельной ветви с электронасосом, позволяющее производить его снятие с целью ремонта и проведения профилактических работ без слива теплоносителя.
• Установка циркуляционного электронасоса желательно с тремя скоростями — это позволяет оптимально отрегулировать нужную скорость движения теплового носителя.
• Также необходимы присутствие фильтров грубой очистки и периодические промывка контура. Это позволяет продлить срок службы всех узлов системы и позволит избежать многих неприятностей, связанных с забиванием каналов и фитингов сантехнической арматуры солевыми отложениями и прочей грязью.

Рис. 8 Группа безопасности котлового оборудования – пример монтажа и внешний вид

Поддерживать номинальное давление в системе отопления закрытого типа — одно из важных условий ее нормального функционирования, для контроля за показаниями в контуре имеется манометр. Любые отклонения от номинальных значений за пределы рабочего диапазона означают какие-либо неисправности, для их устранения существует ряд методов, как поднять давление в системе отопления или наоборот, снизить его показатели.

Причины перепада давления в системе отопления

Скачки после начала отопительного сезона спустя 2-3 недели требуют внимательного осмотра для обнаружения возможных проблемных мест. Потери давления может причинять загрязнение, мелкие трещины, большой износ, возможные недоработки производителя оборудования, а также дефект бака расширения.

Среди распространённых причин:

• Утечка. Нужно проверить резьбовые соединения, возможно слишком мало уплотнителя, или для труб из полипропилена была нарушена сварочная технология;
• Воздух. После запуска системы на постоянное отопление, ей нужно адаптироваться. Вначале такие снижения давления — норма, а отрегулировать его удастся пополнением теплоносителя, оно повысится до должных показателей
• Новые батареи из алюминия. Контакт радиаторов с водой даст ход окислительной реакции. Она закончится после окисления всей площади и ситуация стабилизируется.

Выявив сильные перепады давления, стоит проконсультироваться со специалистом, ведь причины могут быть разными. Инженер проведет диагностику системы отопления, проверит насколько исправно и точно работают манометры, воздухоотвод, предохранители.

Современное отопительное оборудование оснащено специальными датчиками, реагирующими не просто на скачок напора, а на изменение температуры энергоносителя.

Любые проблемы в работе отопления в частном домовладении приносят не только дискомфорт и расходы на ремонт оборудования, нередко могут пострадать люди или повреждается и само здание. Важно внимательное отношение к системе и компетентность во время осуществления контроля.

Фото лучшей системы отопления для дома