Функционирование воздушных клапанов в отопительной системе
Garant-vl.ru

Строительный портал

Функционирование воздушных клапанов в отопительной системе

Функционирование воздушных клапанов в отопительной системе

В отопительной системе с жидкостным теплоносителем используется целый ряд специализированных элементов, обеспечивающих надежность и эффективность ее эксплуатации. К их числу относится воздушный клапан для отопления.

Воздушный клапан на батарее

Воздухоотводчики: основная задача

Устройство для сброса воздуха из системы отопления дает возможность удалять газы, скопившиеся в трубопроводе и радиаторах.

Завоздушивание системы происходит по ряду причин, в том числе:

  • Из-за высокого содержания растворенных газов в теплоносителе, который не прошел специальную подготовку — деаэрацию. Растворимость газов зависит от температуры среды, и при нагреве теплоносителя воздух отделяется от воды и скапливается, формируя пробки.
  • По причине чрезмерно быстрого заполнения контура теплоносителем жидкость в разветвленной сети не успевает вытеснить воздух естественным образом. Теплоноситель требуется заливать с нижней точки, чтобы воздух вытеснялся наверх и уходил через открытый клапан.
  • Вследствие проникновения воздуха сквозь стенки полимерного трубопровода, если он выполнен из материала без специального антидиффузионного покрытия. При выборе труб этот момент следует обязательно учитывать.
  • В ходе ремонтных работ, связанных с заменой элементов без полного слива теплоносителя – в этом случае ремонтируемый прибор отопления или контур отсекается от остальной системы, а затем подключается обратно.
  • При потере герметичности.
  • В результате коррозионных процессов — при взаимодействии кислорода с железом из молекулы воздуха высвобождается водород, который также скапливается в системе.

Чем опасен воздух в отопительной системе?

Растворенный в теплоносителе воздух постепенно выводит из строя стальные трубы и радиаторы, элементы котельного агрегата. Коррозионная активность воздуха, который был сначала растворен в воде, а затем выделился при нагреве, заметно превышает показатели атмосферного воздуха за счет повышенного содержания кислорода.

Места монтажа воздухоотделителей в системе

Скопившиеся в трубопроводе газы не только провоцируют или ускоряют коррозию металлических элементов, но и формируют воздушные пробки, которые мешают системе отопления полноценно функционировать:

  1. Из-за газовых пробок ухудшается циркуляция теплоносителя, в серьезных случаях движение жидкости по трубам может быть полностью блокировано. В такой ситуации приборы отопления быстро остывают.
  2. Воздушные пробки работают как теплоизолятор, и если газы скопились в верхней части батареи, она хуже прогревается и отдает помещению меньше тепловой энергии.
  3. При наличии воздушных пробок движение теплоносителя по контуру отопления сопровождается громкими булькающими звуками и журчанием, что нарушает акустический комфорт в доме.
  4. Циркуляционные насосы не рассчитаны на перекачку газов, при работе с завоздушенным теплоносителем подшипник и крыльчатка насосного агрегата изнашивается значительно быстрее.

Специальные воздухоотводные устройства позволяют решить проблемы, связанные с завоздушиванием системы отопления. Важно правильно подобрать клапаны для стравливания воздуха и грамотно определить места расположения этих элементов.

Виды воздухоотводчиков

Для удаления воздушных пробок в центральной системе отопления предусмотрена установка сливных кранов на крайних радиаторах в каждой ветке. Вентильные краны дают возможность стравить воздух, вытесненный в крайнюю точку ветки при заполнении системы теплоносителем.

Автономные отопительные системы, а также новые радиаторы, подключенные к центральной теплосети, оснащаются особыми воздухоспускными клапанами. Различаются два типа устройств — автоматический клапан для выпуска воздуха и ручной клапан (кран Маевского).

Устройства подбираются с учетом принципа работы и удобства использования, монтируют их в тех местах отопительного контура, где максимально велик риск формирования воздушных пробок — на верхний коллектор каждого радиатора, в самой высокой точке отопительной системы.

Автоматический отводчик воздуха

Автоматический воздушный клапан состоит из полого цилиндра, внутри которого расположен пластиковый поплавок. Устройство устанавливается вертикально, его внутренняя камера в нормальном состоянии заполнена теплоносителем, который под давлением поступает через отверстие в нижней части камеры. Автовоздушник оснащен игольчатым выпускным клапаном — именно к нему на рычаге прикреплен поплавок.

Принцип действия автоматического отводчика воздуха

Когда в трубопроводе образуется воздушная пробка, она стремится к самой высокой точке радиатора или отопительного контура в целом. Если в этом месте установлен воздушный клапан, работающий в автоматическом режиме, теплоноситель из его внутренней камеры вытесняется газами. При вытеснении жидкости поплавок опускается вниз и открывает клапан, в результате чего стравливаются газы из трубопровода отопления, и камера вновь заполняется теплоносителем.

Обратите внимание! Клапан для автоматического сброса воздуха из системы отопления со временем заиливается, зарастает накипью. Это приводит к заеданию механизма, потере герметичности клапана – через него начинает просачиваться влага. Такое устройство требует замены — автоматические воздушники не подлежат ремонту.

Количество автоматических воздухоотводчиков зависит от особенностей отопительной системы.

Устройство требуется для установки:

  • в составе группы безопасности котельного агрегата на выходном патрубке водяной рубашки, где теплоноситель нагрет до максимальной температуры;
  • на самой высокой точке вертикальных стояков — именно туда поднимаются и скапливаются газообразные вещества;
  • на распределительные коллекторы теплых полов, чтобы можно было стравливать воздух из контуров;
  • на П-образные петли из полимерных труб, которые обустраиваются для компенсации теплового расширения трубопровода.

Ручной отводчик воздуха

Спускной клапан с ручным управлением широко известен как кран Маевского. Это устройство не имеет подвижных элементов, поэтому долговечнее и надежнее автоматического.

Цилиндрический корпус воздухоотводчика снабжен наружной резьбой. Продольное сквозное отверстие в корпусе перекрывается винтом с окончанием в виде конуса. От центрального отверстия отходит канал круглого сечения.

Принцип работы крана Маевского предельно прост: выкручивание винта освобождает проход в боковой канал, благодаря которому скопившиеся газы выходят наружу через отверстие в корпусе. После удаления воздушной пробки винт закручивается на место.

Тип ручного углового отводчика воздуха с запорным конусом

Ручные воздухоотводчики в стандартном исполнении предназначены для монтажа на трубопровод. Но наибольшим спросом пользуются радиаторные краны Маевского, которые монтируются на приборы отопления секционного и панельного типа.

Как удалить воздушную пробку

В идеале, газы поднимаются к самым высоким точкам контура, где установлены воздухоотводчики, и стравливаются оттуда клапанами, работающими в ручном или автоматическом режиме. На практике же ошибки проектирования или монтажа трубопровода приводят к формированию воздушных пробок в труднодоступных местах.

Чтобы удалить такую пробку, необходимо найти ее расположение — по журчанию теплоносителя, протекающего через завоздушенный участок, по относительно низкой температуре трубы или радиатора, по звонкому звуку при простукивании труб.

Выгнать пробку из автономной системы отопления поможет повышение температуры теплоносителя и/или давления в системе. Для воздействия давлением необходимо открыть подпиточный кран и ближний к воздушной пробке спускной клапан (по направлению потока). Поступающая в систему вода повышает давление и заставляет пробку продвигаться. Убедившись, что пробка вышла через клапан (он перестает шипеть), систему возвращают в обычный рабочий режим.

Удаление воздушной пробки из системы отопления

В более сложных случаях воздействуют не только давлением, но и температурой. Теплоноситель нельзя нагревать свыше максимально допустимых значений, чтобы не вывести отопительную систему из строя.

Важно! Регулярное формирование пробки в одном и том же месте свидетельствует о просчетах в проекте или некорректном монтаже. Рекомендуется установить в проблемном месте воздухоотводчик, врезав тройник в трубопровод.

Принципы выбора

Воздушные клапаны для системы отопления могут входить в состав группы безопасности или комплект коллектора для теплого пола, поставляться вместе с приборами отопления.

Автовоздушник подбирается с учетом его рабочих параметров (максимально допустимая температура и давление), они должны соответствовать характеристикам отопительной системы. По исполнению подразделяются на прямые и угловые устройства, горизонтальные и вертикальные.

Краны Маевского различаются способом откручивания рабочего винта:

  • с головкой штока под специальный ключ (неудобство состоит в том, что ключа в нужный момент может не оказаться под рукой);
  • с несъемной рукояткой (нельзя использовать в местах, доступных детям младшего возраста, чтобы исключить опасность ожога нагретым теплоносителем;
  • со шлицем под плоскую отвертку (самый удобный и безопасный вариант).

Чтобы оснастить отопительную систему надежным воздуховыпускным клапаном, рекомендуется выбирать продукцию известных марок. Следует избегать дешевых изделий из хрупкого силумина, имитирующего латунь.

Как работает воздушный клапан отопления и как его выбрать?

Профессиональный монтаж, качественные материалы и продуманная схема отопительных коммуникаций не гарантируют тепла в доме, если нет в системе отопления маленькой детали для стравливания воздуха. Проблема завоздушенных холодных батарей знакома как жителям многоэтажных домов, так и хозяевам частного особняка. Чтобы избежать этого устанавливается воздушный клапан для отопительной системы.

Назначение и виды воздушных клапанов

Воздушный клапан в системе отопления с жидким теплоносителем предназначен для удобного сброса воздуха во время её работы. Воздушные пробки образуются в любой системе, насколько бы продуманной она не была.

Обратите внимание! Воздушная пробка препятствует движению теплоносителя по трубам или радиатору. Это наиболее частая причина отсутствия тепла в квартире в начале отопительного сезона.

Если у соседей по стояку батареи горячие, а у вас отопления нет, то скорее всего нужно спустить воздух. Такую процедуру в многоквартирных домах старой постройки проводили на верхнем этаже. Для этой цели у каждого радиатора вместо глухой пробки в верхнем углу был вмонтирован сливной вентиль.

Когда систему заполняли, то воздух стравливали посредством открывания этого крана и слива из него воды. Воду сливали до тех пор, пока струя не переставала «плеваться» водой и воздухом. Спокойная струя означала, что весь воздух вышел и система по стояку наполнена водой полностью.

Подобные сливные краны в многоквартирных домах неудобно было обслуживать, приходилось всегда обращаться к соседу для доступа к радиатору.

В индивидуальном домостроении такой сброс воздушной пробки требует долива воды в систему и не гарантирует периодического завоздушивания вновь.

Сегодня различают специальные устройства – воздушные клапаны для отопления:

  • автоматические – открываются самостоятельно, по мере роста воздушной пробки;
  • краны Маевского – открываются вручную.

Принцип работы устройства

Воздушный клапан (или несколько) устанавливают в системе отопления, в местах наиболее вероятных для скопления пузырьков воздуха. Это предотвращает образование большой пробки, отопление работает бесперебойно.

Кран Маевского

Такие устройства получили название по фамилии своего разработчика. Кран Маевского имеет резьбу и размеры под трубу диаметра 15 мм или 20 мм. Устроен он просто:

  • В теле корпуса клапана проделано 2 сквозных отверстия, которые в открытом положении крана Маевского сообщается с системой отопления.
  • Закрывает эти отверстия винт на резьбе с конусным наконечником.
  • Через небольшое (2 мм) отверстие, направленное вверх, происходит выброс воздуха.

Для того чтобы спустить воздух из системы следует открутить винт на 1,5-2 оборота. Воздух вырывается со свистом, поскольку коммуникации находятся под давлением. Окончание выхода воздушной пробки характеризуется падением напора и появлением воды.

Обратите внимание! Кран Маевского является простым и надёжным устройством для стравливания воздушных накоплений. Он не засоряется, не ломается, поскольку не имеет движущихся деталей. Его конструкция проста и надёжна.

На рынке можно найти несколько разновидностей крана Маевского, которые одинаковы по устройству, но отличаются способом регулирования запорного винта. Бывают:

  • с удобной рукояткой для откручивания руками;
  • с обычной головкой под плоскую отвёртку;
  • с четырехгранной головкой под специальный ключ.
Читать еще:  Всегда белые кроссовки, туфли и кеды — это не миф

Для взрослого человека принцип откручивания запорного винта значения не имеет. Однако в доме, где есть дети, безопаснее использовать устройства, которые следует откручивать специальным приспособлением. Открутив обычный кран с удобной рукояткой, ребёнок может ошпариться кипятком.

Автоматический кран

Автоматический клапан для сброса воздуха устроен по принципу поплавковой камеры, конструкция включает:

  • вертикальный корпус диаметром 15 мм;
  • поплавок внутри корпуса;
  • пружинный клапан с крышкой, который соединён и регулируется поплавком.

Работает автоматический воздушный клапан для отопительной системы без участия человека. В нормальном состоянии, когда воздух в системе отсутствует, поплавок прижат давлением жидкого наполнителя к крышке клапана. Крышка при этом плотно закрыта.

По мере накопления воздуха в теле клапана, поплавок опускается вниз. Как только он опустится до критической отметки, открывается пружинный клапан и стравливает наружу воздух. Под давлением носителя в системе пространство вновь заполняется жидкостью. Поплавок поднимается, закрывая крышку пружинного клапана.

Когда в коммуникациях отсутствует теплоноситель, поплавок лежит на дне клапана. По мере наполнения системы воздух выходит из крана непрерывным потоком, пока теплоноситель не достигнет поплавка.

Обратите внимание! Небольшое количество воздуха присутствует под крышкой автоматического крана постоянно. Это является нормой и никак не отражается на работе.

Различают следующие конфигурации автоматических воздушных клапанов для отопления:

  • с вертикальным воздушным выбросом;
  • с боковым выбросом воздуха (через специальный жиклёр);
  • с нижним подключением;
  • с угловым подключением.

Для дилетанта конструктивные особенности автоматического крана не имеют значения. Однако для профессионала разница для выбора между устройствами есть.

  • устройство с жиклёром и боковым отверстием в эксплуатации надёжнее, чем автоматический клапан с вертикальным воздушным выбросом;
  • клапан с нижним подключением эффективнее улавливает воздушные пузырьки, чем клапан с боковым монтажом.

Если конструкция крана Маевского не претерпевает изменений уже много лет, то устройство автоматических клапанов постоянно совершенствуется и дополняется.

Производители предлагают автоматические клапаны с дополнительными устройствами:

  • с мембраной для защиты от гидроударов;
  • с отсекающим клапаном, для удобства демонтажа устройства во время отопительного сезона;
  • мини-клапаны.

Обратите внимание! Недостатком автоматического клапана является его быстрое загрязнение. Накипь, мусорная взвесь забивают внутренние, движущиеся части устройства. Это приводит к ослаблению эффективности его работы или полному выходу из строя.

Автоматические воздушные клапаны для отопления нуждаются в частом осмотре и очистке. К несомненным достоинствам данных устройств относят возможность их установки в труднодоступных местах.

Место установки клапана

В отопительной системе есть точки, где воздух собирается обязательно. Так, краны Маевского в квартире следует установить на каждом радиаторе. Во многих современных моделях радиаторов устройства для стравливания воздуха устанавливают на этапе изготовления сами производители.

Обратите внимание! Если у вас классические радиаторы, то воздушный клапан следует установить в верхней его части, которая расположена напротив подключения.

Так вы самостоятельно всегда сможете контролировать нормальную работу ваших батарей отопления и не зависеть от желания работников ЖЕКа или настроения соседей сверху.

Точки для установки кранов сброса воздуха:

  • радиаторы, змеевик в ванной комнате верхняя часть;
  • верхняя точка трубопровода;
  • система безопасности отопительного котла в индивидуальных коммуникациях;
  • на гидравлическое разветвление;
  • на коллекторы общей распределительной гребёнки;
  • на любые П-образные петли в коммуникациях, в верхней точке;
  • на компенсаторы в пластиковых отопительных системах.

Следует понимать, что воздух скапливается всегда в верхней части коммуникаций. Воздушная пробка может встать в изгибе пластиковой трубы, если монтаж осуществлён с ошибками и произошла температурная деформация.

Самый простой способ избавиться навсегда от пробки в трубопроводе – это врезать в трубу тройник. На свободный вертикальный отвод тройника (диаметр которого подбирается соответственно) устанавливают клапан для сброса воздуха.

Как выбрать воздухоотводчик: советы специалистов

  • Кран Маевского эффективно работает только в месте естественного скопления воздуха. Он не может самостоятельно улавливать воздушные пузырьки в проходящем потоке, поскольку не оборудован воздушной камерой. При врезке крана в водопровод дополнительно стоит вмонтировать воздушную камеру. Для этого достаточно установить патрубок.
  • Стоит обратить внимание на проверенных производителей. Не стоит доверять китайским изделиям: при низкой цене и привлекательной внешности такие устройства работают недолго и не подлежат ремонту.
  • При покупке устройства не пренебрегайте конструкциями с дополнительным отсекателем, которая позволит снять кран в любой момент без отключения системы.

Перед покупкой лучше изучить таблицы с характеристиками, которые предоставляют производители отопительного оборудования.

Влияние автоматических регуляторов на гидравлический режим систем водяного отопления

Окончание. Начало в № 2, 2012

Система отопления с использованием балансировочных клапанов

Система показана на рис. 3. На подающем теплопроводе установлен балансировочный клапан. В этом случае общая характеристика сопротивления, а вместе с ней и потери давления в системе значительно увеличатся из-за того, что балансировочный клапан имеет большие потери давления в своей конструкции. Следовательно, насос на такой системе будет более мощный.

В расчетных условиях (все приборы работают) пропускные способности клапанов у приборов будут находиться в диапазоне 0,23…0,43 (м 3 /ч)/бар 0,5 , а перепады давлений – 1097…2574 Па. Пропускная способность балансировочного клапана будет иметь значение 0,95 (м 3 /ч)/бар 0,5 , а перепад давления – 12262 Па.

Проведем те же операции по разрегулировке системы, что и в первом случае.

При отключении стояка или одного отопительного прибора можно отрегулировать систему. Однако одного балансировочного клапана не будет достаточно, т. к. он не влияет на коэффициенты затекания воды в стояки и приборы, а будет изменять только общую характеристику сопротивления всей системы. Иллюстрация к этому замечанию приведена на рис. 4. Важно отметить, что при отключении первого прибора пропускные способности клапанов у приборов будут находиться в диапазоне 0,21…0,49 (м 3 /ч)/бар 0,5 , а при отключении стояка – 0,20…0,39 (м 3 /ч)/бар 0,5 .

Эти цифры показывают, что отклонение расчетных значений пропускных способностей клапанов меньше относительно первого случая (без применения балансировочного клапана).

Наконец, рассмотрим третий случай (рис. 5). На каждом стояке стоит пара балансировочных клапанов (регулирующий и дублер), соединенных между собой импульсной трубкой, с помощью которой поддерживается постоянный перепад давления на стояке. Принцип работы заключается в том, что данная пара клапанов поддерживает постоянный расход на стояке при постоянном перепаде давления. Регулирующий клапан изменяет свою пропускную способность в зависимости от считываемого значения перепада давления на стояке, тем самым поддерживая постоянный расход. Однако, если учитывать, что характеристика насоса не является линейной (для стандартных насосов), то при одном и том же перепаде давления на стояке расход может быть абсолютно различным. Исследуем эту схему аналогично предыдущим (рис. 4).

Схема системы отопления при использования балансировочного клапана

1 – оборудование теплового пункта; 2 – циркуляционный насос; 3 – отопительный прибор; 4 – отключающий шаровой кран; 5 – термоклапан; 6 – балансировочный клапан

Когда система работает в расчетном режиме, пропускная способность клапанов у приборов находится в диапазоне 0,27…0,46 (м 3 /ч)/бар 0,5 . Пропускная способность дублирующих клапанов неизменна и составляет 1,6 (м 3 /ч)/бар 0,5 . Пропускная способность балансировочного клапана составляет 0,32; 0,275; 0,34 (м 3 /ч)/бар 0,5 для первого, второго и третьего стояка соответственно. Потери давления на трех стояках без учета потерь на балансировочном клапане составляют 1756, 1912 и 1881 Па соответственно. Этот перепад давления будет поддерживаться на каждом стояке при отключении элементов системы отопления.

Характеристики насоса и системы отопления при использовании балансировочного клапана

Sрасч, Sоткл, Sб.к, Sкл+б.к – характеристика сопротивления системы отопления в исходном (расчетном) режиме, при отключении первого стояка без учета регулирующего воздействия, с учетом только воздействия балансировочного клапана, с учетом воздействия клапанов у отопительных приборов и балансировочного клапана соответственно; Gрасч, Gрег – расход теплоносителя системы отопления в исходном (расчетном) режиме и при отключении первого стояка после регулировки системы соответственно; ΔPрасч, ΔPрег – потери давления в системе отопления в исходном (расчетном) режиме и при отключении первого стояка после регулировки системы соответственно; ΔPб.к – потери давления на балансировочном клапане; ΔPкл – дополнительные потери давления в сети, связанные с уменьшением пропускной способности на клапанах у отопительных приборов; ΔPоткл – изменение потерь давления в системе после отключения первого стояка

При отключении первого прибора или стояка на балансировочных клапанах происходит изменение пропускной способности в зависимости от потерь давления на стояке. Однако и здесь для полного регулирования системы следует изменить значения пропускных способностей клапанов у приборов. Они будут находиться в диапазоне 0,29…0,44 (м 3 /ч)/бар 0,5 при отключении прибора и 0,25…0,5 (м 3 /ч)/бар 0,5 при отключении первого стояка. Заметим, что эти значения мало отличаются от расчетных, что говорит об устойчивой работе системы.

Первая система (рис. 2) проста в устройстве, более дешевая, как с точки зрения капитальных затрат, так и эксплуатационных, и, самое главное, способна саморегулироваться. Правда, точность регулирования в таком случае (по отклонению расходов в отопительных приборах) может достигать 8–11 % в связи с тем, что автоматике или человеку довольно сложно точно опустить шпиндель клапана на необходимую глубину. Это обусловлено тем, что при низких значениях пропускной способности ход штока сильно влияет на количество теплоносителя, проходящего через клапан. Эти исследования подробно приведены в [1].

Вторая система (рис. 4) положительна тем, что часть регулирующего воздействия на себя берет балансировочный клапан, а точность регулировки составляет от 7 до 9 %.

Схема системы отопления при использовании пары балансировочных клапанов на каждом стояке
1 – оборудование теплового пункта; 2 – циркуляционный насос; 3 – отопительный прибор; 4 – отключающий шаровой кран; 5 – термоклапан; 6 – балансировочный клапан; 7 – балансировочный клапан постоянного перепада давления; 8 – дублер балансировочного клапана

Сложность регулировки заключается в том, что балансировочный клапан будет обслуживать специалист, хорошо знакомый с гидравликой данной системы, который будет знать, насколько надо увеличить сопротивление на клапане в случае отключения элементов системы отопления. Такой вариант возможен только тогда, когда планово отключаются целые ветви системы отопления.

Третья система (рис. 6) вполне удовлетворяет в плане автоматической регулировки. Почти всю регулирующую способность на себя берут балансировочные клапаны, и точность регулировки достигла в исследованиях условиях 1–3 %. Однако стоимость такой системы будет значительна, будут велики затраты на сервисное обслуживание клапанов, а его еще надо обеспечить, а также из-за значительных потерь давления на клапанах будет большой расход электроэнергии, потребляемой циркуляционными насосами.

Характеристики насоса и системы отопления при использовании балансировочных клапанов на каждом стояке

Sрасч, Sоткл, Sб.к, Sкл+б.к – характеристика, соответственно, сопротивления системы отопления в исходном (расчетном) режиме, при отключении первого стояка без учета регулирующего воздействия, с учетом только воздействия балансировочного клапана, с учетом воздействия клапанов у отопительных приборов и балансировочного клапана; Gрасч, Gрег – расход теплоносителя системы отопления в исходном (расчетном) режиме и при отключении первого стояка после регулировки системы соответственно; ΔPрасч, ΔPрег – потери давления в системе отопления в исходном (расчетном) режиме и при отключении первого стояка после регулировки системы соответственно; ΔPб.к – потери давления в сети, связанные с регулирующим воздействием балансировочных клапанов; ΔPкл– дополнительные потери давления в сети, связанные с уменьшением пропускной способности на клапанах у отопительных приборов; ΔPоткл – изменение потерь давления в системе после отключения первого стояка

Выводы

Основным фактором, влияющим на выбор количества и типа арматуры, является назначение здания и вида его эксплуатации. Например, если это жилое или административное здание, в котором не предусматривается полное длительное отключение целых стояков или ветвей (только в аварийных случаях), то вполне можно применить классический метод увязки колец циркуляции диаметрами труб. Конечно, желательно и даже необходимо у каждого прибора установить термоклапаны, т. к. это будет залогом энергоэффективности системы. А также обеспечит автоматическую регулировку системы и поддержание комфортных условий в каждом помещении.

Однако, если провести качественный гидравлический расчет системы, то можно обойтись и без регуляторов. Нужно при этом установить клапаны с определенной пропускной способностью и зафиксировать ее. Тогда комфорт будет достигнут тогда, когда вся система отопления полностью задействована.

Если проектируется система отопления в здании, например, гостиницы, где регулирование теплоотдачи прибора является одной из важных составляющих достижения комфорта, или, например, фитнес-центра, где спортзалы могут полностью отключаться, то очень важно учесть разрегулировочное воздействие системы. Могут отключаться не только отдельные приборы в отдельных помещениях, но и целые стояки, ветви, корпуса. В таком случае можно предложить два способа регулирования.

Первый способ применим, если этажность и протяженность здания довольно велика, здание имеет много корпусов, а регулирования невозможно достичь только за счет клапанов у приборов, то можно установить достаточное количество регулирующей арматуры и автоматики на всей системе отопления. При любом разрегулировочном воздействии на систему будет восстановлен необходимый расход на каждом приборе.

Этот способ имеет ряд положительных качеств, таких как упрощенный гидравлический расчет, точное регулирование системы при различных воздействиях, пониженный расход металла и возможность организовать один мощный тепловой пункт в большом здании, а систему отопления сделать более протяженной.

Минусы первого способа будут существенными: завышенный расход электроэнергии, необходимость обслуживания системы, меньшая надежность всех элементов, высокие капитальные затраты на регулирующую арматуру. Также важно заметить, что необходимо соблюдать жесткие требования к качеству воды. Регулирующая арматура имеет элементы, имеющие низкие сечения для прохода воды, поэтому если на них будут осаждаться загрязнения, то они быстро выйдут из строя.

Второй способ предлагает разбить систему отопления на несколько систем, провести качественный гидравлический расчет и обеспечить регулирование только за счет клапанов у приборов. Таким образов, при необходимости можно отключить целую систему отопления, что никак не повлияет на работу остальных систем.

У этого способа имеются минусы: повышенная металлоемкость, возможно, будет необходима установка нескольких тепловых пунктов (для больших зданий) и более сложный гидравлический расчет.

Однако такая система имеет множество плюсов. Насосы в такой системе будут менее мощными, а значит и расход электроэнергии на них будет значительно меньше, чем в первом способе. Будет повышена надежность системы, т. к. она состоит из меньшего числа элементов, которые могут выйти из строя. И, наконец, удешевление системы за счет сокращения количества дорогой арматуры.

Если система отопления небольшая и здание имеет небольшую протяженность и этажность, то необходимо проводить качественный гидравлический расчет с увязкой каждого кольца и проведение анализа работы системы.

Каким бы не было решение при выборе различных методов конструирования системы отопления проектировщик должен помнить несколько принципов:

  • проект должен быть экономичным, как с точки зрения капитальных затрат, так и с точки зрения эксплуатационных;
  • проектируемая система отопления должна быть проста и удобна в монтаже, быть надежной и ремонтопригодной;
  • должны быть хорошо продуманы и проверены расчетом возможные изменения гидравлики системы при расчетном и эксплуатационных режимах;

При выполнении этих требований проект будет по-настоящему качественен, а система отопления – долговечной и удобной в эксплуатации.

Воздух в системе отопления

Воздух в системе отопления — один из главных ее врагов. Поэтому должны быть предусмотрены автоматические воздухоотводчики в системе отопления. Так как не все системы отопления работают по одинаковому принципу, процесс циркуляция воздуха в контуре также отличает. Перед тем как спустить воздух с системы отопления стоит разобраться, как это сделать, или не надо ничего делать и он сам выйдет, например, как в открытой системе.

Как воздух попадает в контур

Выделяют два вида контуров:

Своеобразные автоматические воздухоотводчики в системе отопления открытого типа пропускают через себя теплоноситель, который циркулирует самотеком. Направление циркуляции определяется конструкцией контура. В ней всегда сохраняется уклон от самой высокой точки, на подаче потока, до самой нижней, на обратке. При этом воздушных карманов быть не должно. Воздух в систему отопления попадает вместе с теплоносителем, который контактирует с ним в расширительном баке. Затем он вовлекается в поток в виде мелких частиц, так как стравить воздух из системы отопления у теплоносителя температурой 20 градусов не получается. Чем горячее вода, тем интенсивнее происходит процесс отделения пузырей от теплоносителя. Жидкость вытесняет пузырьки вверх. Соответственно они достигают пиковой точки, где находят себе выход.

Так как выгнать воздух из отопления является одной из ключевых задач для безопасного и эффективного обогрева помещений, в контуре ставиться специально предназначенное для этого оборудование.

Закрытые системы – герметичны и циркуляция в них происходит благодаря насосу. В таких контурах скорость потока выше. Они проектируются таким образом, что в них образуются воздушные карманы. В этом случае требуется установка специального оборудования, так как стравливать воздух из системы отопления нужно, сохраняя его герметичность. Он называется автоматический спускник воздуха системы отопления. Так как система не контактирует с окружающей средой и является герметичной, кислород в нее может попасть только с теплоносителем.

Помимо транзита кислорода теплоносителем в контур, завоздушивание может случиться:

  • из-за механических повреждений;
  • вследствие ремонтных работ;
  • в случае появления течи;
  • после проверочных работ.

Так как исключить попадание кислорода в систему нет возможности, надо сделать так, чтобы он нашел себе выход. Для этого применяется несколько видов оборудования, выполняющего поставленную задачу. Они могут работать автономно или же в ручном режиме.

Виды оборудования и принцип его работы

  • расширительный бак открытого типа.

Как убрать воздух из системы отопления закрытого типа простым баком? Функцию воздухоотводчика он может выполнять только в открытых контурах. Так как развоздушить систему отопления закрытого контура при помощи бака нет возможности. В них устанавливаются только герметичные бачки. Открытый резервуар находится на пике контура, куда и стремятся пузыри кислорода. Проблема в том, что вода обогащается им в том же баке, поэтому в теплоносителе высокий уровень воздуха, который находится там до момента нагревания жидкости;

Устанавливается в самой высокой точке или в месте, где скапливается кислород. Резьбовая часть спускника воздуха системы отопления бывает двух диаметров: ½ или ¾ дюйма. По форме они могут быть ровными или согнутыми под прямым углом, буквой «г». Отверстие для выпуска воздуха располагается либо в торцевой части, либо сбоку на корпусе. Работает в автономном режиме. Сброс воздуха из системы отопления происходит, когда давление в системе повышается до критического уровня. Состоит из клапана и поплавка. Принцип работы заключается в том, что когда кислород поднимается вверх, поплавок опускается и открывает клапан. Как только произошел выброс, поплавок поднимается, вернувших в начальное положение, и перекрывает клапан;

  • сепаратор воздуха для отопления.

Ставится на подаче. В отличие от автоматического воздухоотводчика он выводит не тот кислород, который сам отделился из теплоносителя и поднялся вверх. Сепаратор для воздуха в отоплении самостоятельно отделяет частицы кислорода и избавляется от них. Он сконструирован таким образом, чтобы поток смешивался, натыкаясь на преграды. В качестве преград могут быть:

Сепаратор воздуха для отопления

Так как они устанавливаются на участке за котлом, там, где самая высокая температура, их работа становится более эффективной. От горячей воды кислород охотней отделяется. Автоматический сброс воздуха из системы отопления осуществляется постоянно. Работает автономно без участия человека;

Удаление воздуха из системы отопления требует участия человека. Кран находится на торце радиатора отопления. Это та белая «крутелка» на батарее, в которой посередине вкручен болтик. В пластике есть отверстие, маленькое, как иголка, так как чтобы спустить воздух из радиатора отопления этого более чем достаточно. Для того чтобы это сделать, нужно приготовить сосуд для воды, подойдет пол-литровая баночка, немного открутить кран и после того, как шипение перестанет и польется струйка воды, закрыть. Вот и все, пробка удалена.

Воздухоотводчик в системе отопления в зависимости от вида может устанавливаться не только на верхней точке контура. Они также монтируются в проблемных местах и на потоке после котла.

К чему могут привести пробки в контуре

Важность воздухоотводов нельзя переоценить. Пробки в контуре могут приводить к разным процессам:

  • нарушение циркуляции;
  • скачки давления;
  • снижение КПД обогревательного оборудования;
  • коррозия металла.

Автономный отводчик воздуха

Установка воздухоотводчика в системе отопления предотвращает образованию пробок и карманов. Наталкиваясь на них, теплоноситель останавливается. Иногда пробки отсекают от контура целые отрезки с радиаторами. При этом давление в системе возрастает. Когда оно доходит до критического уровня происходит аварийный выброс теплоносителя. Это, в свою очередь, приводит к падению давления. При этом есть много случаев, когда воздух собирался в батареях, контур продолжал работать, только половина радиатора становится холодной. Это существенно снижает КПД отопления и несколько увеличивает расходы на его эксплуатацию.

Для открытых систем одной из серьезнейших угроз является ржавчина. При этом вопрос о том, как удалить воздух из системы отопления встает только на этапе проектирования. Такие контуры собираются под наклоном из труб с большим диаметром, соответственно воды в системе много. Учитывая тот факт, что теплоноситель контактирует с воздухом и вовлекает его в циркуляцию, уровень кислорода в трубах более чем достаточный. Так как чтобы сбросить воздух из системы отопления нужно продолжительное время, кислород интенсивно вступает в реакцию с металлом. Результатом взаимодействия является образование коррозии на внутренних стенках труб. Ржавчина порой так съедает бак, что приходится его менять.

Прямые последствия пробок в контуре влекут за собой косвенные, которые не менее опасны:

Происходит в случае, если кран для спуска воздуха из системы отопления и все датчики исправны, и работают правильно. Вследствие повышения давления происходит аварийный выброс теплоносителя, что приводит к уменьшению его количества в контуре. После остывания, жидкости в системе будет не хватать, давление резко снизится. Если оно не будет соответствовать тому минимуму, который нужен для включения котла, соответственно нагреватель не включится. И с этого момента зимой начинается отсчет времени, когда трубы разморозятся. Зависит от того насколько утеплен дом. Бывает, что это происходит всего за три часа. В этом случае дома с работы ждет неприятная новость;

Это происходит, если случается сбой в работе клапана для стравливания воздуха из отопительной системы, или контролирующего температуру оборудования. Маловероятная ситуация, хотя возможная. Результаты такого весьма плачевны. В лучшем случае ремонт или замена котла, в худшем – получение травм;

  • разрыв контура и выброс фонтана горячей воды.

Очень вероятная ситуация, стыки могут быть недостаточно затянуты. При возрастании давления они не выдерживают и дают трещину. При этом из трубы льется горячий теплоноситель, фонтаном. Мало того, что контур ремонтировать надо, так еще и соседям потолок делать, так как залили вы его порядком. Вот какую цепочку может вызвать простое завоздушивание системы.

Пробка в контуре может привести к серьезным последствиям, таким как размораживание системы или авария.

Как удалить пробку из контура

Перед тем как убрать воздух из системы, его нужно обнаружить. Варианты действий:

  • перед тем как выпустить воздух из системы отопления самостоятельно может лучше вызвать мастера и покончить с этим?;
  • попробовать отыскать ее самостоятельно, постучав по трубам. Звук на том участке, где стоит пробка, будет отличаться;
  • проверить равномерность прогревания радиаторов. Верх должен быть теплым, возможна небольшая разница с нижней частью. Главное, чтобы вверху температура была выше. Если это не так, значит, пробка в батареи.

Что удалить воздух в системе отопления частного из батарей достаточно воспользоваться краном Маевского. В других случаях надо сначала проверить состояние оборудования, отвечающего за этот процесс. Если оно в рабочем состоянии можно повысить давление, чтобы пробка вышла сама, или подпитать систему. Если контур заполняется с ноля, то надо заливать воду в несколько этапов, не торопясь. При этом все краны, кроме сливного, должны быть открыты. Надо предоставить кислороду побольше вариантов выхода наружу. Некоторые мастера выгоняют пробку, постукивая по контуру. Метод рабочий, но это не значит, что надо взять молоток и посильнее зарядить по трубе. Нет, надо знать, как и куда ударить, иначе толку не будет, один вред.

Особенности функционирования систем отопления: перепад давления между подачей и обраткой

Опубликовано 24 февраля 2015 в 0:28

Любая отопительная схема функционирует при определенных значениях напора и температуры теплоносителя, которые рассчитываются еще на этапе ее проектирования. Однако в процессе эксплуатации возможны ситуации, когда перепад давления в системе отопления отклоняется от нормативного уровня в большую или меньшую сторону и, как правило, требует корректирования для обеспечения эффективности, а в ряде случаев и безопасности.

Рабочее давление в системе теплоснабжения

Рабочим считается давление, величина которого обеспечивает оптимальную работу всего отопительного оборудования (в т.ч. источника отопления, насоса, расширительного бака). При этом оно принимается равным сумме давлений:

  • статического – создается столбом воды в системе (в расчетах принимается соотношение: 1 атмосфера (0,1 МПа) на 10 метров);
  • динамического – обусловлено работой циркуляционного насоса и конвективным движением теплоносителя при его нагреве.

Понятно, что в разных схемах отопления величина рабочего напора будет отличаться. Так, если для теплоснабжения дома предусмотрена естественная циркуляция теплоносителя (применимо для индивидуального малоэтажного строительства), его значение превысит показатель статического лишь на незначительную величину. В принудительных же схемах его принимают максимально допустимым для обеспечения более высокого КПД.

Следует иметь в виду, что предельные показатели рабочего давления определяются характеристиками элементов системы отопления. К примеру, при использовании чугунных радиаторов оно не должно превышать 0,6 МПа.

Численно величина рабочего напора составляет:

  • для одноэтажных строений с открытой схемой и естественной циркуляцией воды–0,1 МПа (1 атмосфера) на каждые 10 м столба жидкости;
  • для малоэтажных зданий с закрытой схемой – 0,2-0,4 МПа;
  • для многоэтажных домов – до 1 МПа.

Контроль рабочего давления в отопительных схемах

Для нормального безаварийного функционирования системы теплоснабжения необходимо регулярно контролировать величину температуры и напора теплоносителя.

Для проверки последнего обычно применяют деформационные манометры с трубкой Бурдона. Для измерения давлений малой величины могут использоваться их разновидности – диафрагменные приборы.

Необходимо помнить, что после гидроударов такие модели требуется поверять, т.к. они будут показывать завышенные значения при последующих контрольных измерениях.

Рисунок 1 – Деформационный манометр с трубкой Бурдона

В системах, где предусмотрены автоматический контроль и регулирование давления дополнительно используются различные типы датчиков (к примеру, электроконтактные).

Размещение манометров (точки врезки) определяются нормативами: приборы должны быть установлена на наиболее важных участках системы:

  • на входе и выходе источника отопления;
  • до и после насоса, фильтров, грязевиков, регуляторов давления (при их наличии);
  • на выходе магистрали от ТЭЦ или котельной и на вводе ее в здание (при централизованной схеме).

Не стоит пренебрегать этими рекомендациями даже при проектировании небольшого отопительного контура с использованием маломощного котла, т.к. это не только обеспечивает безопасность системы, но и ее экономичность за счет оптимального расхода воды и топлива.

Рисунок 2 – Участок отопительной схемы с установленными манометрами

Для возможности обнуления, продувки и замены приборов без остановки работы системы подключать их рекомендуется через трехходовые краны.

Перепад давления и его значение для функционирования системы отопления

Для оптимального функционирования любой отопительной схемы необходим стабильный и определенной величины перепад давлений, т.е. разность его значений на подаче теплоносителя и обратке. Как правило, она должна составлять 0,1-0,2 МПа.

Если данный показатель меньше, это свидетельствует о нарушении движения теплоносителя по трубопроводам, в результате чего вода проходит через радиаторы, не нагревая их в требуемой степени.

В случае превышения величины перепада указанного выше значения можно говорить о «застое» системы, одной из причин которого является завоздушивание.

Следует отметить, что резкие изменения напора негативно сказываются на работоспособности отдельных элементов отопительной схемы, зачастую выводя их из строя.

Способы регулирования рабочего давления и обеспечения стабильности его перепада на подаче и обратке

  1. Прежде всего, необходимо помнить, что оптимальная работа системы теплоснабжения, в т.ч. создание требуемого давления в ней, зависит от корректности проектирования, в частности, гидравлических расчетов, и монтажа магистралей и трубопроводов, а именно:
    — подающая магистраль в большинстве схем должна располагаться наверху, обратная, соответственно, внизу;
    — для изготовления розливов следует использовать трубы диаметром 50-80 мм, для стояков – 20-25 мм;
    — подводка к приборам отопления может выполняться из тех же труб, из которых выполнены стояки, или на шаг меньше.

Занижать сечение обвязки радиаторов допускается только при наличии перед ними перемычки.

Рисунок 3 – Перемычка перед радиатором отопления

Рисунок 4 – Мембранный расширительный бак

Расширительный бак, объем которого обычно принимается равным около 10 % от общего объема системы, может монтироваться в любой части контура. Однако специалисты рекомендуют устанавливать его на прямом участке трубопровода обратки перед циркулярным насосом (при его наличии).

Для предотвращения ситуации, когда емкости устройства не хватает при продолжающемся росте давления, в схемах предусмотрено использование предохранительного клапана, выводящего из системы излишки теплоносителя.

Рисунок 5 – Регулятор давления

Поиск причин падения и повышения перепада давления

Отклонение давления в большую или меньшую сторону от нормативного требует установления причины этого явления и ее устранения.

Падение давления в схеме теплоснабжения

Если падает давление в системе отопления, то с большей долей вероятности можно говорить об утечке теплоносителя. Наиболее уязвимыми являются имеющиеся швы, стыки и соединения.

Для проверки этого отключают насос и следят за изменениями статического давления. При продолжающемся снижении напора необходимо найти поврежденный участок. Для этого рекомендуется последовательно отключать различные участки контура, а после определения точного места, производят ремонт или замену изношенных элементов.

Если же статическое давление остается стабильным, причина снижения напора связана с неисправностью или насоса, или отопительного оборудования.

Следует иметь в виду, что кратковременное падение давления может быть обусловлено особенностью работы регулятора, который с определенной периодичностью перепускает часть воды из подачи в обратку. В случае, когда радиаторы отопления прогреваются равномерно и до требуемой температуры, можно говорить, что перепад был связан с указанным выше циклом.

Среди других возможных причин можно назвать:

  • удаление воздуха через воздушники, в результате чего уменьшается объем теплоносителя в системе;
  • снижение температуры воды.

Повышение давления в системе

Подобная ситуация наблюдается при замедлении или остановке движения теплоносителя в отопительном контуре. Наиболее вероятными причинами этого являются:

  • возникновение воздушной пробки;
  • загрязнение фильтров и грязевиков;
  • особенности функционирования регулятора давления или неправильная настройка его работы;
  • постоянная подпитка теплоносителя вследствие сбоя автоматики или некорректно отрегулированных задвижек на подаче и обратке.

Нужно отметить, что нестабильность давления наиболее часто отмечается во вновь запущенных системах и связана с постепенным удалением воздуха. Это может считаться нормой, если после доведения объема теплоносителя и давления до рабочих значений, которое продолжается от нескольких дней до нескольких недель, никакие отклонения не фиксируются.
В противном случае следует говорить о неправильно произведенном гидравлическом расчете, в частности, принятом объеме расширительного бака.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector