Давление в системе отопления: какие его показатели должны быть и как увеличить, если оно уменьшается

Снижение давления в системе отопления часто приводит к ухудшению качества обогрева пространства в вашем доме. Хотя можно установить отопление на длительный срок, это не гарантирует, что все будет работать без перебоев в течение всего времени. В определенный момент нормальные показатели давления могут заметно измениться.

В данной статье мы объясним, как контролировать основные физические параметры теплоносителя. Вы узнаете, как обеспечить устойчивую скорость перемещения горячей воды по трубам к радиатору и поддерживать комфортную температуру внутри помещений.

В этой статье подробно освещены причины снижения давления в закрытых и открытых системах отопления, а также представлены эффективные способы балансировки. Включены схемы, поэтапные инструкции, изображения и видеоматериалы для наглядности.

Виды давления в отопительных системах

В зависимости от механизма движения теплоносителя в контуре отопления можно выделить статическое и динамическое давление.

Статическое давление, также известное как гравитационное, возникает из-за силы тяжести Земли. Чем выше поднимается вода по трубам, тем больше давление, оказываемое ее весом на стенки труб.

При подъеме теплоносителя на 10 метров давление составит примерно 1 бар (или 0,981 атмосферы). Открытая система отопления в значительной степени ориентируется на статическое давление, которое может достигать около 1,52 бара (1,5 атмосферы).

В системах отопления с гравитационным движением теплоносителя тепло перемещается за счет разницы плотностей горячей и остывшей воды. Когда котел располагается ниже радиаторов, циркуляционный поток увеличивается.

Системы с естественным движением жидкости имеют относительно низкое давление. Чрезмерное давление вместе с избытком теплоносителя сбрасывается через открытую поверхность расширительного бачка.

Достаточного напора гравитационной системы должно хватать для обеспечения движения теплоносителя, а также преодоления поворотов и вертикальных участков. Увеличивать диаметр труб может помочь в снижении сопротивления.

Проблемы с недостатком давления решаются установкой циркуляционных насосов.

Использование насоса позволяет применять трубы меньшего диаметра, так как насос преодолевает гидравлическое сопротивление.

Современные системы принудительного отопления часто оборудованы закрытыми расширительными бачками, которые предоставляют место для расширяющегося теплоносителя при нагреве.

Расширительный бачок в насосной системе отопления считается отправной точкой, где давление, создаваемое насосом, переходит в нагнетаемое значение.

В насосных системах с закрытым бачком обязательно устанавливается предохранительный клапан давления, который регулирует параметры, сбрасывая излишки теплоносителя в канализацию.

Динамическое давление в системе отопления поддерживается с помощью электронасоса, и как правило, закрытые системы отопления разработаны для работы с трубами меньшего диаметра по сравнению с открытыми системами.

Обычно нормальное значение динамического давления для закрытой системы отопления составляет 2,4 бара или 2,36 атмосферы.

Последствия непостоянства в контурах

Недостаточное или избыточное давление в системе отопления может быть вредным. В первом случае некоторые радиаторы не будут достаточно обогревать помещения, а во втором — это может привести к повреждению компонентов системы.

Правильно организованная обвязка позволит подключить котел к отопительному контуру, обеспечивая его эффективную работу.

Увеличение динамического давления в трубопроводе наблюдается, если:

• теплоноситель перегрет;
• сечение труб недостаточно;
• котел или трубы покрыты накипью;
• в системе имеются воздушные пробки;
• установлен слишком мощный насос;
• добавление воды в систему.

Также неоптимальная балансировка клапанов (некорректная регулировка системы) или неисправности отдельных контрольных клапанов могут привести к повышенному давлению в закрытом контуре.

Для контроля и автоматической регулировки рабочих параметров в закрытых системах отопления устанавливают группы безопасности:

Группа безопасности обеспечивает создание необходимого давления для нормального функционирования отопительной системы.

В состав группы входят манометр, автоматический воздухоотводчик и предохранительный клапан для управления давлением.

Группу безопасности устанавливают после котла на подающей трубе двухтрубных систем и на подающей части однотрубных систем.

Компоненты группы отвечают за вывод воздуха, который может привести к образованию пробок и превышению давления, а также за сброс избыточного теплоносителя при его расширении.

Группа безопасности обязательно должна быть установлена в системах с закрытыми расширительными бачками, так как в отличие от открытых систем они не могут снизить давление естественным образом.

В системах с коллекторной разводкой, требующих циркуляционных насосов, в группу безопасности добавляют дополнительные воздухоотводчики на распределительных гребенках.

Отказ от установки группы безопасности возможен, если котел имеет собственные средства для контроля давления, примеры таких систем включают настенные газовые котлы, некоторые напольные и пеллетные модели.

Компоненты группы безопасности могут располагаться в различных местах системы, однако важно соблюдать условие: предохранительный клапан должен находиться выше котла.

Причины снижения давления в системе отопления

Давление в трубах может падать по следующим причинам:

• утечка теплоносителя;
• недостаточная производительность насоса;
• разрыв мембраны в расширительном бачке или трещины в обычном бачке;
• поломка устройства безопасности;
• утечка воды в системе подпитки.

Динамическое давление может повыситься, если трубы и радиаторы забиты, или фильтры очистки загрязнены. В таких случаях насос работает с перегрузкой, и эффективность обогрева снижается. Превышение давления может привести к протечкам и даже разрывам труб.

Параметры давления могут быть ниже требуемых, если в систему установлен насос недостаточной мощности, который не сможет обеспечить нужную скорость перемещения теплоносителя, в результате чего радиатор будет получать воду меньшей температуры.

Одним из ярких примеров падения давления является перекрытие потока краном. Признаками этих проблем служит снижение давления в части трубы, находящейся после препятствия для теплоносителя.

Так как в отопительных системах существуют устройства, предотвращающие вероятность чрезмерного давления (хотя бы предохранительный клапан), проблемы с низким давлением возникают значительно чаще. Рассмотрим, какие причины вызывают падение давления и как можно его повысить для улучшения циркуляции воды в открытых и закрытых системах отопления.

Давление в открытой системе отопления

В отличие от закрытых отопительных контуров, правильно спроектированная открытая система не требует частой балансировки на протяжении многих лет — она саморегулирующаяся. Работа котла и статическое давление обеспечивают постоянную циркуляцию воды.

Плотность горячей воды, движущейся по подающему стояку, меньше плотности охлажденного теплоносителя. Горячая вода стремится подниматься на высшие точки контура, в то время как холодная стремится опуститься вниз.

Для достижения необходимого давления для циркуляции воды может выступать или напор в подающем стояке, или дополнительный насос.

Давление, создаваемое столбом воды в подающем стояке, способствует продвижению теплоносителя и компенсирует сопротивление, вызванное трением воды о стенки труб или местным сопротивлением (повороты и ответвления труб, котел, арматура).

Стоит отметить, что трубы большего диаметра используются для сборки открытой системы с целью снижения трения.

Для повышения давления в открытой системе отопления важно сначала понять, как создается циркуляционный напор.

• Р_ц – циркуляционный напор;
• h – вертикальное расстояние между центрами котла и нижнего радиатора;
• ρ_г – плотность горячего теплоносителя;
• ρ_о – плотность холодного теплоносителя.

Статическое давление увеличивается, если расстояние между осями котла и ближайшей батареей максимально. В таком случае циркуляция теплоносителя будет более интенсивной.

Для достижения максимального давления в системе отопления желательно установить котел на минимально возможной высоте, то есть в подвале.

Ближайшее расположение радиатора к котлу в подающем контуре обеспечивает наилучшее прогревание. Регуляторы температуры помогают равномерно распределить тепло по всем радиаторам в системе.

Одной из причин уменьшения давления в открытой системе отопления является её саморегулирование. По мере изменения температуры теплоносителя изменяется его расход. Когда в холодные зимние дни владельцы повышают температуру воды в контуре, это приводит к снижению её плотности.

Однако, проходя через отопительные радиаторы, вода отдает тепло в комнаты, что увеличивает ее плотность. Согласно описанной ранее формуле, большая разница плотностей между горячей и холодной водой способствует увеличению циркуляционного давления.

Тем более, чем выше температура теплоносителя и чем холоднее помещение, тем больше давление в системе. Однако, как только воздух в комнате прогреется и теплоотдача радиаторов снизится, давление в открытой системе уменьшится из-за сокращения разницы температур на подаче и обратке.

Балансировка открытой двухконтурной тепловой системы

Гравитационные системы отопления могут быть одно- или многоконтурными. Важно, чтобы длина горизонтального участка каждого закольцованного трубопровода не превышала 30 метров.

Для достижения оптимального давления и скорости в открытой системе с естественной циркуляцией лучше, чтобы длина труб была еще меньше — до 25 метров. Это облегчит воду борьбу с гидравлическими потерями. В контуре с несколькими кольцами, кроме длины, важно также равномерное количество секций радиаторов во всех кольцах.

Недостаток давления в двухконтурной открытой системе может быть вызван проектными ошибками или загрязнением трубопровода (+)

Балансировка горизонтальных колец в вертикальной системе должна выполняться на проектировочном этапе. Если одно из колец обладает более высоким гидравлическим сопротивлением, чем остальные, то в нём не будет достаточно статического давления.

Для поддержания необходимого давления в двухконтурной системе отопления можно уменьшить сечения труб на входе к радиаторам или установить перед ними вентили для терморегулирования (как ручные, так и автоматические).

Существуют несколько способов балансировки открытой двухконтурной системы:

• Ручной метод. Запускаем отопительную систему и замеряем температуру в каждой комнате. Если температура выше — уменьшаем подачу, если ниже — увеличиваем. Для достижения баланса потребуется провести несколько замеров и регулировок;
• С помощью термостатических вентилей. Балансировка происходит автоматически, нужно лишь установить желаемую температуру в каждой комнате на вентилях. Такие устройства сами регулируют подачу теплоносителя в радиаторы.

Крайне важно, чтобы общее гидравлическое сопротивление системы отопления (всех колец в каждом контуре) не превосходило значение циркуляционного давления. В противном случае попытки нагреть теплоноситель и сбалансировать систему не улучшат циркуляцию.

Циркуляционный насос для открытой теплосистемы

В некоторых случаях балансировка гравитационной системы не дает желаемого результата. Не все причины низкого давления могут быть устранены с помощью регулировки — неправильный выбор диаметра труб не исправить без масштабной реконструкции контура.

В такой ситуации для повышения давления и улучшения движения воды в системе устанавливается циркуляционный насос или повысительный насос. Установка потребует переноса расширительного бачка или замены его на мембранный экспанзомат.

При значительном падении давления может потребоваться не просто циркуляционный насос, а более мощный повысительный. Однако для открытых систем отопления такие устройства не подходят, так как они создают значительное динамическое давление.

Потребление энергии циркуляционными насосами не превышает 100 Вт, поэтому не стоит беспокоиться, что они вытолкнут теплоноситель из контура.

Объем воды в отопительной системе остаётся относительно постоянным, если за её наполнением внимательно следить. Поэтому, сколько бы воды циркуляционный насос не продвинул по системе, столько же поступит обратно через обратную трубу.

Увеличивая давление в тепловой системе, насос поможет продлить её длину, уменьшить диаметр труб и добиться баланса при высоком гидравлическом сопротивлении.

Давление в закрытой отопительной системе

Монтаж современного котла, особенно двухконтурного, многие продавцы рассматривают как оптимальное решение для домашнего отопления. При качественной установке закрытая система с принудительной циркуляцией может функционировать много лет, однако рано или поздно давление в ней начало значительно понижаться. Как обнаружить причину резкого снижения давления?

Закрытая отопительная система требует тщательного наблюдения. Как снижение, так и повышение давления могут оказывать опасное воздействие на её работу. Отсутствие отопления зимой — самый страшный сон владельца дома.

Когда теплоноситель нагревается, он расширяется. Пространство для расширения обеспечивает одна из камер расширительного бака, и если эта камера переполнена, излишек теплоносителя сбрасывается через предохранительный клапан.

Клапаны безопасности для больших тепловых сетей изготавливаются с фланцами для подключения к трубопроводу, в то время как для домашних систем они обычно имеют резьбу.

Как правило, предохранительные клапаны небольших частных систем устанавливаются в группе безопасности на коллекторе, объединяющем три прибора.

Если конструкция системы предполагает установку воздухоотводчиков на стояки или радиаторы, то в контур после котла устанавливают клапан с манометром.

При превышении давления над допустимым пределом внутри устройства сжимается пружина с поршнем, который открывает канал для сброса теплоносителя.

Настройка предохранительного клапана должна быть выполнена таким образом, чтобы верхний предел не превышал максимального значения, допустимого для самого слабого компонента системы, а нижний предел подбирали исходя из минимально допустимых значений для нормальной работы.

Если существует риск снижения давления ниже нормальных эксплуатационных значений, устанавливают клапан подпитки. Он будет поддерживать уровень теплоносителя в случае, если его объем значительно сократился из-за активного вытягивания воздуха.

Внутри клапана установлена мембрана. При снижении давления натяжение мембраны уменьшается, позволяя пружине разжаться и открывая доступ к воде из системы водоснабжения.

Прежде всего, стоит проверить как циркуляционный, так и повысительный насос в системе отопления. Насос изнашивается быстрее, чем котел или трубопровод, поэтому его состояние необходимо проверять в первую очередь. Важно убедиться, что насос получает электропитание, и только после этого принимать решение о его замене.

В целом, более разумно заранее устанавливать два насоса в отопительный контур — один в основной трубе и другой в байпасе. Закрытая система отопления не функционирует при низком динамическом давлении. Поэтому резервный насос, включённый в нужный момент, защитит дом и трубопровод от замерзания.

Если насос работает нормально, источником потери давления может быть котел или трубы системы. Проверку котла стоит проводить последним, начиная с обследования труб.

Шаги по поиску утечек теплоносителя

Выявить протечки в отопительной системе можно самостоятельно, если трубы находятся в открытом доступе, и имеется возможность добраться до кранов и соединений. Также потребуется снять декоративное покрытие с радиаторов.

Нужно пройтись вдоль всего отопительного контура с фонариком, внимательно осмотрев каждое соединение и элемент системы (включая обвязку котла). Обращаем внимание на лужи воды, влажные пятна на полу, следы от высохшей воды, а также ржавые потеки на трубах и радиаторах.

Для более тщательного осмотра можно использовать небольшое зеркало и фонарик, проверяя заднюю сторону каждой секции радиатора. Если батареи сборные из чугуна или алюминия, важно осмотреть соединения между ними. Коррозия и ржавчина могут указывать на утечку, даже если под радиатором нет видимой влаги.

Иногда давление в контуре снижается постепенно и незаметно, иногда это может происходить день за днём. При этом явные следы протечек на элементах системы или на полу могут отсутствовать. Скорее всего, утечек много, но их трудно обнаружить.

Вода, которая протекает, может испаряться на трубах, радиаторе или полу, что не оставляет видимых луж. Рекомендуется исследовать вероятные места утечек, подложив под них мягкие листы бумаги — подойдут салфетки или туалетная бумага. После нескольких часов осмотра нужно проверить бумаги на наличие влаги. Если они мокрые — значит, утечка находится в этом месте.

Правильная работа группы безопасности котла заключается не только в исправности манометра, запорного клапана и воздухоотводчика. Все элементы и соединения не должны иметь протечек.

В домах с частично скрытой системой отопительных трубопроводов самостоятельно обнаружить утечки невозможно. В такой ситуации остается лишь обратиться к специалистам-теплотехникам, которые с использованием специализированного оборудования проведут поиск утечек в тепловом контуре.

Процесс теплотехнического поиска протечек в отопительной системе осуществляется по определенному алгоритму. Сначала необходимо слить теплоноситель из контура.

Затем к полному трубопроводу отопления или к его отдельным участкам, имеющим запорные краны, подключается компрессор через резьбовое соединение. В крайнем случае можно использовать автомобильный насос для подключения к системе.

Через несколько минут после начала подачи воздуха в отопительный контур, в местах утечек можно услышать звук выходящего воздуха. Каждый участок системы, где обнаруживается протечка по звуку, следует вскрыть для проверки, сняв цементное покрытие.

После обнаружения утечки она устраняется путем замены участка труб, перекладки соединения с подмоткой пакли или фум-ленты, а также заменой запорной арматуры.

Перепады давления в отопительном котле

Важно отметить, что установить точную причину поломки котла может только инженер-теплотехник из сервисного центра. Поэтому самостоятельно определить и устранить серьезную неполадку, вызвавшую падение давления в котле, домовладелец не сможет.

Давайте рассмотрим некоторые причины «медленного» изменения давления на манометре котла, когда сам котел функциониирует исправно.

Одной из причин может быть трещина в теплообменнике. Со временем стены теплообменника могут давать микротрещины из-за износа оборудования, ослабления прочности после промывок или заводского брака. В результате теплоноситель начинает вытекать, и котлу требуется подпитка водой каждые 3-5 дней.

Визуально такую утечку сложно выявить — вода течет незначительно, и при включенной горелке влага, накопленная в котле, испаряется. В большинстве случаев требуется замена теплообменника, иногда его можно попытаться пропаять.

Трехходовый кран, который идеально подходит для многокольцевых отопительных систем, имеет пропускную способность, напрямую зависимую от частоты его очистки от загрязнений.

Давление возрастает из-за открытого крана для подпитки. При низком динамическом давлении в котле и более высоком давлении в водопроводе, «избыточная» вода попадает через подпиточный кран в систему отопления. Давление в тепловом контуре постепенно растет до уровня, при котором требуется сброс через предохранительный клапан котла.

Если же напор в водопроводе уменьшается, отопительный контур начинает испытывать обратное давление и затрудняет поступление воды в котел, что приводит к снижению давления. Аналогичные проблемы могут возникнуть при неисправности подпиточного крана, который либо нужно закрыть, либо заменить.

Увеличение давления также может быть связано с неисправностью трехходового клапана. Если клапан на двухконтурном котле не работает, вода из бытового контура начинает поступать прямо в систему отопления, что требует очистки или замены данного клапана.

Манометр котла может застрять на одном показателе. Если он при изменении режимов работы котла и температуре в контуре не показывает разного давления, значит, в нем забилась грязь из отопительной системы. В таком случае требуется замена манометра.

Низкое давление из-за расширительного бачка

С двухконтурными котлами в закрытых системах отопления часто наблюдается такая картина: в режиме отопления, при запуске котла, давление начинает резко расти. Если контур полностью заполнен водицей, давление может увеличиться до 3 бар, что срабатывает сбросной клапан, который сбрасывает часть воды.

При этом домовладелец выключает горелку и ожидает, пока вода остынет. В результате давление падает до минимального уровня. Позже хозяин пытается снова включить котел, но устройство выдает сигнал «авария». В некоторых случаях возможно повторное включение двухконтурного котла, если давление не упадет слишком низко.

Расположение экспанзомата рядом с котлом объясняется его ключевой ролью в системе отопления. Важно внимательно контролировать его состояние и исправность.

Следующий шаг — попытка поднять давление, долив в систему воды в «холодном» режиме (при выключенной горелке) до 1,2-1,5 бар. Однако перезапуск котла может привести к прежнему результату: давление повышается, срабатывает сбросной клапан, вода уходит, и давление снова падает, а котел не запускается.

Существует несколько причин для подобной неисправности, но частой является поломка расширительного бачка. При этом не имеет значения, где он установлен — внутри котла или отдельно.

Экспанзомат состоит из двух отсеков, разделенных мембраной. В одном находится теплоноситель, в другом — газ (обычно это азот под давлением 1,5 бар). При нагреве вода в системе расширяется и, оказывая давление на мембрану, сжимает газ в бачке. Таким образом, давление, возникающее от расширяющегося теплоносителя, компенсируется сжиманием газа.

В процессе многолетней эксплуатации закрытой отопительной системы ниппель, через который осуществляется подкачка газа в расширительный бачок, может начать протекать. Иногда газа может стать также меньше из-за неправильных действий собственника, который может сам сбрасывать газ, не понимая предназначение ниппеля.

Как результат, резервуар постепенно теряет газ, и вскоре перестает справляться с компенсацией давления расширяющегося теплоносителя, достигая предела.

На неисправность расширительного бачка закрытая система отопления может реагировать резкими колебаниями давления.

Разберемся в решении проблемы нехватки газа в экспанзомате. Сначала требуется выключить котел, а если он электрический — отключить от сети.

Если расширительный бачок встроен в котел, необходимо перекрыть подачу воды в оба контура или хотя бы в один. Полностью слить воду из котла. Если бачок установлен отдельно, нужно отсоединить его от общей системы и также слить воду.

Далее потребуется автомобильный насос с манометром (обязательно), который нужно подключить к ниппелю на экспанзомате и накачивать. Из заблокированной секции трубопровода (или котла, если бачок в нем) начнет вытекать вода — продолжайте накачку.

Следите за показаниями манометра. Как только вода перестанет вытекать, а давление достигнет 1,2-1,5 бар, прекратите накачку.

Затем откройте запорные краны и подпитайте контур водой до 1,2-1,5 бар, после чего включите котел. Система отопления должна снова заработать. Если проблема с давлением вновь появляется через некоторое время, замените ниппель экспанзомата, так как он может сильно течь.

Следует учесть, что может возникнуть и более сложная проблема с бачком — разрыв мембраны. В этом случае накачка воздуха не даст результата, и потребуется заменить экспанзомат.

Итоги и полезные видеоматериалы

Ролик #1. Как произвести балансировку радиаторов отопления в домашней системе. Обратите внимание, что без вентилей на каждом радиаторе сбалансировать систему невозможно.

Ролик #2. Рекомендации специалиста по восстановлению рабочего давления в закрытых отопительных контурах. В видео также разобран порядок подкачки экспанзомата, у которого отсутствует «заводской» газ.

Грамотно сбалансированная система отопления будет функционировать на протяжении нескольких лет. Но однажды характеристики теплоносителя могут измениться или важные элементы системы выйдут из строя. Поэтому крайне важно постоянно следить за давлением теплоносителя по манометрам, чтобы вовремя реагировать на его колебания.

Если у вас есть вопросы по теме статьи, пожалуйста, оставляйте комментарии. Мы ждем ваших историй о том, как вы восстанавливали давление в системе отопления. Мы и другие читатели с удовольствием обсудим возникшие вопросы в комментариях под текстом статьи.