Как выбрать предохранительный клапан сброса давления в котле

Автономный водопровод, самостоятельно подающий воду к точкам разбора как в городской квартире, давно перестал быть диковинкой. Это норма загородной жизни, которую просто нужно грамотно спроектировать, собрать и оснастить оборудованием, способным запускать и останавливать систему по мере пользования кранами.

Давление в системе отопления частного дома: зачем и как

Избыточное давление создается в системах отопления закрытого типа — с расширительным баком и циркуляционным насосом. Необходимо оно для того, чтобы нормально работало все оборудование. Второе назначение — избежать завоздушивания системы. При повышенном давлении, попавший в трубы воздух  «выдавливается» в высшую точку, где он уходит через воздухоотводчик.

Так работает мембранный расширительный бак

Для стабилизации давления в системах отопления частного дома устанавливают расширительный мембранный бак. Именно он отвечает за поддержание более-менее стабильного состояния системы, компенсируя тепловое расширение, которое неминуемо возникает при нагреве теплоносителя. Бак состоит из двух частей, разделенных резиновой эластичной мембраной. В одну (герметичную) часть бака закачивается воздух или инертный газ, создавая в этой камере определенное давление. Как правило, заводская настройка — 1,5 Бар. Если установить бак без изменений, пока в системе давление будет меньше чем 1,5 Бара, бак будет пустым.

Давление в системе отопления частного дома: зачем и как

Бар — внесистемная единица измерения давления, примерно равная одной атмосфере.

1 бар = атмосфер

Работает это так. По мере нагрева теплоносителя, он расширяется (вода — меньше, незамерзайки — больше), из-за чего повышается давление (система-то замкнутая). Когда оно становится больше, чем в баке, теплоноситель начинает понемногу заполнять свободную емкость. По мере наполнения мембрана растягивается, уплотняя газ, закачанный во вторую половину бачка. Понятное дело, в этой части давление повышается и последующее заполнение происходит только если в системе теплоноситель «давит» еще сильнее. Все эти изменения происходят плавно, а не скачкообразно.

Таким образом, в замкнутом контуре давление остается более-менее стабильным — до тех пор, пока емкость расширительного бака не заполнится теплоносителем. При остывании теплоносителя, он понемногу сжимается, натяжение мембраны выталкивает его в трубы/радиаторы. Этим снова-таки поддерживается стабильное состояние.

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.

Проведение опрессовки системы отопления в теплопункте многоквартирного дома

  • Рабочим считается такое давление, при котором система должна функционировать постоянно, в течение всего отопительного периода.

Рабочий показатель давления включает статическую и динамическую составляющие:

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.

Читайте также:  502 Bad GatewayОшибка со стороны Apache

Давление в расширительном баке отопления, — как рассчитать?

Начальное давление в расширительном баке отопления – второй важный параметр наряду с объёмом бака (о выборе объёма было рассказано в предыдущей статье). На заводе в баках создают давление атм. Но этого не достаточно, нужно ещё учесть условия, в которых бак будет работать.

Почему важно начальное давление в расширительном баке?

Я здесь не стану загружать вас расчётами, а сразу приведу основные числа. Но сперва поясню, почему важно знать начальное давление в расширительном баке. А вот почему:

— после заполнения системы теплоносителем, сам расширительный бак должен быть заполнен на 25% ( объёма бака), при таком условии есть ещё 75% объёма бака, которые можно сжимать, и, наоборот, есть 25% воды, которые могут уходить из бака. Вот это условие должно обеспечиваться начальным давлением в баке. 

Почему последнее тоже важно и что произойдёт, если бак опустеет полностью? При любом понижении температуры или незначительной утечке теплоносителя, давление в системе сразу падает до нуля. Это не допустимо!

Другой крайний случай – бак заполнен полностью. Если температура в системе повышается и дальше, теплоносителю деваться нет куда. Давление будет повышаться до тех пор, пока либо не сработает предохранительный клапан, либо не произойдёт разрыв в системе.

Поэтому нужно, чтобы при заполнении системы при комнатной температуре давление в ней было заданным (обычно 1.5 атм., т. к. большинство настенных котлов рассчитано именно на него для начала работы). Если такое давление не будет создано, настенный котел просто-напросто не запустится. В общем, при таком начальном давлении в системе бак должен быть заполнен на 25%.

Давление в расширительном баке отопления, — как рассчитать?

Каким должно быть давление в расширительном баке?

В дальнейшем при нагреве теплоносителя и его расширении, в расширительном баке и, соответственно, во всей системе давление не должно превысить 3 атм.

Если объём в баке «гуляет» от 20% до какой-то величины, но при этом давление не превышает 3 атм., то система работает хорошо.

Для заполнения бака на 25% при начальном заполнении системы, нужно, чтобы начальное давление в расширительном баке отопления было 80% от того давления в системе, которое мы будем создавать. Если при 20 градусах должно создаваться давление в системе 1.5 атм., то:

Начальное Давление в баке = 1.5 х 0.8 = 1.2 Бар.

Надеюсь, что за всем этим многословием вы не просмотрели главного. Вот это: давление в расширительном баке отопления перед его установкой (или перед заполнением системы) должно составлять 80% от того давления, при котором запускается котел.

давление в расширительном баке отопления

Мембранный расширительный бак – принципы расчета

Нередко причиной, почему случается потеря давления в системе отопления, является неправильный выбор двухконтурного отопительного котла. То есть, при расчете принимается во внимание площадь помещений, в которых будет производиться отопление. Данный параметр влияет на выбор площади отопительных радиаторов – а в них используется относительно небольшое количество теплоносителя. Однако порой после проведения расчета радиаторы заменяют на трубы, для которых используется значительно большее количество воды (а этот факт не учитывается). Соответственно – именно такая ошибка в расчете и приводит к недостаточному уровню давления в системе.

Расширительные бачки бывают самых разных размеров

Для нормального функционирования двухконтурной системы со 120 л теплоносителя вполне достаточно расширительного бака объемом 6-8 литров. Однако это количество рассчитано для системы, в которой используются радиаторы. При использовании труб вместо радиаторов воды в системе больше. Соответственно – она расширяется сильнее, заполняя, тем самым, расширительный бак полностью. Такая ситуация приводит к аварийному спуску излишков жидкости при помощи специального клапана. Это приводит к отключению системы. Вода постепенно остывает, ее объем уменьшается. И получается, что в системе недостаточно жидкости для поддерживания давления на нормальном уровне.

При этом следует учитывать, что в случае нехватки воды котел не включится – и это может вызвать размораживание системы. То есть, без своевременного вмешательства человека и принудительного восполнения количества воды система может быть серьезно повреждена.

Мембранный расширительный бак – принципы расчета

Для того чтобы избежать столь неприятной ситуации (вряд ли кто обрадуется поломке отопительной системы в холодное время года) необходимо тщательно просчитывать объем необходимого расширительного бака. В замкнутых системах, дополненных циркуляционным насосом, наиболее рациональным является применение мембранного расширительного бака, который выполняет функцию такого элемента, как регулятор давления отопления.

Таблица для определения максимального объема жидкости, который может вместить бак

Конечно, просчитать точное количество воды в трубах отопительной системы довольно сложно. Однако приблизительный показатель можно получить, умножив на 15 мощность котла. То есть, если в системе установить котел мощностью 17вКт, то примерный объем теплоносителя в системе составит 255 л. Такой показатель пригодится для расчета подходящего объема расширительного бака.

Читайте также:  Инструкция по установке дымоходов для газовых котлов

Рекомендуем к прочтению:Гидроудар в системе отопления

Объем расширительного бака можно узнать при помощи формулы (V*E)/D. При этом V – показатель объема теплоносителя в системе, Е – коэффициент расширения теплоносителя, а D – уровень эффективности бака.

D вычисляем таким образом:

D = (Pmax-Ps)/( Pmax +1).

Мембранный расширительный бак – принципы расчета

Здесь Pmax – предельный уровень давления, допустимый при работе системы. В большинстве случаев – 2,5 бар. А вот Ps – коэффициент давление зарядки бака, обычно 0,5 бар. Соответственно, подставив все значения, получаем: D = (2,5-0,5)/( 2,5 +1)=0,57. Далее, учтя, что имеем котел мощностью 17 кВт, высчитываем наиболее подходящий объем бака — (255*0,0359)/0,57=16,06 л.

Непременно следует обратить внимание на техническую документацию котла. В частности, котел мощностью 17 кВт имеет встроенный расширительный бак, объем которого равен 6,5 л. Таким образом, для правильного функционирования системы и предотвращения таких случаев, как перепад давления в системе отопления, необходимо дополнить ее вспомогательным баком объемом 10 л. Такой регулятор давления в системе отопления способен нормализовать его.

Как измерить давление в расширительном бачке

Существует два способа узнать, под каким давлением газ находится внутри. Если к расширительному бачку с внешней стороны прикреплен манометр, его шкала покажет данные показатели. Желательно убедиться, что устройство работает правильно. Предварительно перекройте клапаны, чтобы отмежевать емкость от системы водоснабжения. Спустя 10 минут нужно сперва накачивать, а потом снова спустить воздух в баке, при этом наблюдая за поведением стрелки. Если она смещается, а движения ее плавные, то все в порядке.

Как измерить давление в расширительном бачке

Если на баке отсутствует встроенный манометр, необходимо воспользоваться портативным аналогом. Съемное устройство для измерения давления имеет такой же разъем, какой есть на выпускном клапане расширительного бачка в верхней части. Его нужно надеть и плотно закрепить. Затем открыть клапан, чтобы манометр с баком стали одной системой. Стрелки устройства покажут текущее внутреннее давление.

Советы напоследок

Если вы живо интересуетесь безопасностью котельной и надежной работой отопительного оборудования, то рекомендуем при покупке арматуры хорошенько изучить ассортимент. Дело в том, что на рынке появляются новые полезные продукты, которые невозможно обозреть в рамках данной статьи, а вам они могут пригодиться.

Эксплуатационный момент. Отслеживайте состояние предохранительных клапанов, чтобы вовремя засечь срабатывание и разобраться в причинах. Устройства для теплового сброса направляйте в канализационную воронку с разрывом струи – неожиданный плеск воды в котельной и мокрые следы дадут понять, что имела место аварийная ситуация.

Чистка вторичного теплообменника ГВС от накипи

Известно, что при нагревании воды в теплообменнике ГВС происходит отложение солей жесткости. 

В зависимости от степени жесткости водопроводной воды, количества используемой воды и температуры её нагрева, очистку теплообменника от накипи приходится производить с периодичностью, каждые 1 — 5 лет.

Читайте далее:

Читайте: Очистка от накипи теплообменника газового котла или газовой колонки.

Читайте еще:

Как уменьшить большой расход газа котлом на отопление дома

Расчет мощности оборудования

После того, как будет выполнен расчет тепловой схемы, установлено количество контуров, протяженность сети и выбрано точка для размещения источника, приступают к выбору параметров ЭК. В торговой сети они реализуются с мощностью от 2 до 70 кВт, причем устройства с тепловой производительностью более 50 кВт применяются для промышленных объектов.

Расчет мощности поручают выполнить специальной организации, используют онлайн калькуляторы или рассчитывают по формуле: Wк=(SхWуд)/10, где:

Wк – тепловая мощность агрегата, кВт; S – общая отапливаемая площадь, м2; Wуд – удельнаямощность на 1м2 площади, зависит от климатического района установи: для южных регионов 1.0, для центральных – 1.1 – , для северных – 1,2.

Пример расчета: Климатический район – центр России. Площадь нагрева – 160 м2. Тепловая мощность: (160∙1,1)/10=17,6≈18 кВт.

Этот расчет вполне подойдет для одноконтурной схемы теплоснабжения, то есть только для отопления. В двухконтурных схемах с горячим водоснабжением потребуется провести дополнительный расчет на нужды ГВС, с учетом СНИПовских норм потребления горячей воды и числа пользователей услуг.

Следующий расчет, который потребуется в электроотоплении – расчет электросети для подключения агрегата. Неправильно выбранный кабель будет сильно перегревается при работе, с созданием аварийной пожароопасной ситуации. Для прикидочного расчета можно взять простое соотношение — ток в 1 А потребует сечения 1 мм2. Пример расчета для определения площади сечения кабеля электрокотла:

Расчет мощности оборудования

Мощность – 6 кВт; Сеть однофазная 220В. Расчетная формула площади сечения проводника мм2: S= Wк/(U∙I). U – 220 В, I – 8 А. Расчет: S= 6000/(8∙220)=3,41 мм2

Это довольно приближенный расчет, потребуется еще учитывать материал кабеля и его протяженность.

Все работы по установке электрооборудования должны проводиться с полным соблюдением требований отраслевых норм и стандартов, а также правил безопасности:

  1. Запрещена установка агрегата в непосредственной близости с водопроводом или источником воды.
  2. При монтаже соблюдают рекомендованные строительные расстояния между агрегатом и конструкциями.
  3. Требуется обязательное подключение ЭК к контуру заземления.
  4. Установка настенного устройства выполняется на стену из негорючих материалов.
  5. Запрещена прокладка силовых кабелей под отопительными или водопроводными трубами. В местах возможного пересечения инженерных сетей устанавливается защитный металлический кожух.
Читайте также:  Гидравлический разделитель: рассмотрим обстоятельно

Электрокотел с насосом необходимо устанавливать с полным соблюдением всех правил безопасности

Расчет объема расширительного бака

Обеспечить стабильную работу системы отопления несложно, главное правильно подобрать объем компенсационного резервуара. Расчет объема экспанзомата должен производиться с учетом самого интенсивного режима работы газового котла. При первых запусках отопления температура воздуха еще не очень низкая, поэтому оборудование будет работать со средней нагрузкой. С приходом морозов вода прогревается сильнее и ее количество увеличивается, требуя больше дополнительного места.

Самостоятельно рассчитать точную вместительность расширительного бака можно. Для этого сначала определяют количество теплоносителя во всей системе отопления.

Способы расчета объема воды в системе отопления:

  1. Полностью слить теплоноситель из труб в ведра или другую емкость, чтобы можно было посчитать литраж.
  2. Залить воду в трубы через водосчетчик.
  3. Суммируют объемы: вместительность котла, количество жидкости в радиаторах и трубах.
  4. Расчет по мощности котла – мощность установленного котла умножают на 15. То есть, для котла 25 кВт нужно будет 375 литров воды (25*15).

После того, как количество теплоносителя посчитано (пример: 25 кВт*15=375 литров воды), рассчитывают объем расширительного бака.

Методики вычисления довольно сложные. Для одноэтажных домов используют следующую формулу:

Объём расширительного бака = (V*E)/D,

  • D – показатель эффективности бака;
  • Е – коэффициент расширения жидкости (для воды – 0,0359);
  • V – количество воды в системе.

Показатель эффективности бака получаем по формуле:

D = (Pmax—Ps)/(Pmax +1),

  • Ps=0,5 бар – это показатель давления зарядки расширительной емкости;
  • Pmax – максимальное давление отопительной системы, в среднем 2,5 бар.
  • D = (2,5-0,5)/(2,5 +1)=0,57.

Для системы с мощностью котла 25 кВт потребуется расширительный бак объемом: (375*0,0359)/0,57=23,61 л.

И хотя в двухконтурном газовом котле уже имеется встроенный резервуар на 6-8 л, но, глядя на результаты расчетов, понимаем, что стабильного функционирования системы отопления без монтажа дополнительного расширительного бака не получится.

Рабочее давление в системе отопления в частном доме

Отопительные системы нуждаются в соблюдении определённых технических требований, которые позволяют соответствующему оборудованию не выйти из строя преждевременно, не отслужив положенный ему срок эксплуатации.

Именно с этой целью, при помощи специальных приборов, производят контроль давления в данной системе, и уже исходя из полученных данных, выполняют ряд определённых мер по устранению существующих неполадок, если обнаружены какие-либо сбои в работе.

Одной из возможных технических неисправностей является проблема перепада давления, которая может негативным образом сказаться на качестве работы всей отопительной системы в целом. Поэтому проведение заблаговременных опрессовочных работ, позволяющих определить все слабые места, является главной профилактической мерой, способной подготовить весь комплекс используемого оборудования к новому отопительному сезону.

Рабочее давление в системе отопления в частном доме

Разбирая более подробно всю подноготную отопительной системы, можно понять, что полученные показатели играют основную роль во всей отлаженной работе используемого оборудования.

Акцентируя своё внимание непосредственно на самом давлении, можно выделить три основных типа:

  1. Статическое. Принцип его действия заключается в создаваемой силе притяжения. Другими словами, вес воды, создаваемый благодаря давлению на стенки труб, прямо пропорционален той заданной высоте, на которую поднимается циркулирующий внутри поток. Статистические системы отличаются тем, что нагнетатели потока не используют вовсе, а сам теплоноситель функционирует самотёком, циркулируя в трубах и используемых радиаторах. Такой способ открытой системы отопления крайне не экономичен, ввиду необходимости использования труб слишком большого диаметра, поэтому применяется крайне редко, уступая тем самым другим, более практичным методам отопления.
  2. Динамическое. Подобный способ чаще всего применяют именно в многоэтажных домах, хотя в последнее время и в частных домах используют эту систему. Принцип действия заключается в увеличении скорости потока при помощи специальных электрических насосов. Благодаря такому искусственному повышению давления, горячая вода поднимается на определённую высоту, тем самым обеспечивая необходимое отопление труб в холодный период времени.
  3. Рабочее. Характеризуется показателем, который определяет максимальное давление, разрешенное конкретно для данного типа отопительной системы.

Какое давление в системе считается нормой?

Таблица предельного давления

Как такового показателя, определяющего норму, не существует, однако, исходя из всех технических характеристик используемого оборудования, а также исходя из этажности здания, можно выделить определённое числовое значение, которое соответствовало бы нормальной работе всей системы отопления.

Рабочее давление в системе отопления в частном доме

В частном доме нормой принято считать показатель равный 1,5-2 атмосферам. Если брать во внимание централизованную теплосеть, то в этом случае показатели нормы будут напрямую зависеть от количества этажей в здании.

В стандартных девятиэтажках показатель находится в диапазоне 5-7 атмосфер, а норма в зданиях с небольшой этажностью составляет 2-4 атмосферы. Для объектов, характеризующихся большой высотой, свыше 9 этажей, норма будет варьироваться в пределах 7-10 атмосфер.