За счет чего создается перепад давлений в системах отопления и водоснабжения? Для чего он нужен? Как регулировать перепад? В силу каких причин в системе отопления падает давление? В статье мы постараемся ответить на эти вопросы.
Тепловой узел дома. Его работа невозможна без разницы давлений между нитками теплотрассы.
Функции
Для начала выясним, зачем создается перепад. Его главная функция — обеспечение циркуляции теплоносителя. Вода всегда будет двигаться из точки с большим давлением в точку, где давление меньше. Чем больше перепад — чем больше скорость.
Полезно: ограничивающим фактором становится растущее с увеличением скорости потока гидравлическое сопротивление.
Кроме того, перепад искусственно создается между циркуляционными врезками горячего водоснабжения в одну нитку (подачу или обратку).
Циркуляция в данном случае выполняет две функции:
Наконец, перепад создается современными приборами учета расхода воды и тепла.
Электронный теплосчетчик.
Как и для чего? Для ответа на этот вопрос нужно отослать читателя к закону Бернулли, согласно которому статическое давление потока обратно пропорционально скорости его движения.
Это дает нам возможность сконструировать прибор, регистрирующий расход воды без использования ненадежных крыльчаток:
- Пропускаем поток через переход сечения.
- Регистрируем давления в узкой части счетчика и в основной трубе.
Зная давления и диаметры, при помощи электроники можно рассчитывать в реальном времени скорость потока и расход воды; при использовании же термодатчиков на входе и выходе из контура отопления несложно вычислить количество оставшегося в системе отопления тепла. Заодно по разнице расхода на подающем и обратном трубопроводах рассчитывается потребление горячей воды.
Создание перепада
Как создается перепад давлений?
Элеватор
Главный элемент системы отопления многоквартирного дома — элеваторный узел. Его сердцем является сам элеватор — невзрачная чугунная трубка с тремя фланцами и соплом внутри.Прежде, чем объяснить принцип работы элеватора, стоит упомянуть одну из проблем центрального отопления.
Существует такое понятие, как температурный график — таблица зависимости температур трасс подачи и обратки от погодных условий. Приведем небольшую выдержку из него.
| Температура наружного воздуха, С | Подача, С | Обратка, С |
| +5 | 65 | 42,55 |
| 0 | 66,39 | 40,99 |
| -5 | 65,6 | 51,6 |
| -10 | 76,62 | 48,57 |
| -15 | 96,55 | 52,11 |
| -20 | 106,31 | 55,52 |
Отклонения от графика в большую и меньшую сторону одинаково нежелательны. В первом случае в квартирах будет холодно, во втором — резко растут затраты энергоносителя на ТЭЦ или котельной.
Открытое в морозы окно означает увеличение расходов для энергетиков.
При этом, как легко заметить, разброс между подачей и обратным трубопроводом достаточно велик. При циркуляции, достаточно медленной для такой дельты температур, температура отопительных приборов будет распределена неравномерно. Жители квартир, чьи батареи подключены к стоякам подачи, будут страдать от жары, а владельцы радиаторов на обратке — мерзнуть.
Элеватор обеспечивает частичную рециркуляцию теплоносителя из обратного трубопровода. Впрыскивая через сопло быструю струю горячей воды, он в полном соответствии с законом Бернулли создает быстрый поток с низким статическим давлением, который затягивает дополнительную массу воды через подсос.
Температура смеси заметно ниже, чем у подачи, и несколько выше, чем на обратном трубопроводе. Скорость циркуляции оказывается высокой, а разница температур между батареями — минимальной.
Схема работы элеватора.
Подпорная шайба
Это несложное приспособление представляет собой диск из стали толщиной не менее миллиметра с просверленным в нем отверстием. Оно ставится на фланец элеваторного узла между циркуляционными врезками. Шайбы ставятся и на подающем, и на обратном трубопроводе.
Важно: для нормальной работы элеваторного узла диаметр отверстий подпорных шайб должен быть больше диаметра сопла.
Обычно разница составляет 1-2 миллиметра.
Циркуляционный насос
В автономных системах отопления напор создается одним или несколькими (по числу независимых контуров) циркуляционными насосами. Наиболее распространенные устройства — с мокрым ротором — представляют собой конструкцию с общим валом для крыльчатки и ротора электромотора. Теплоноситель выполняет функции охлаждения и смазки подшипников.
Циркуляционный насос с мокрым ротором.
Значения
Каков перепад давлений между разными участками отопительной системы?
- Между подающей и обратной нитками теплотрассы он составляет примерно 20 — 30 метров, или 2 — 3 кгс/см2.
Справка: избыточное давление в одну атмосферу поднимает водяной столб на высоту 10 метров.
- Перепад между смесью после элеватора и обратным трубопроводом — всего 2 метра, или 0,2 кгс/см2.
- Перепад на подпорной шайбе между циркуляционными врезками элеваторного узла редко превышает 1 метр.
- Напор, создаваемый циркуляционным насосом с мокрым ротором, обычно варьируется от 2 до 6 метров (0,2 — 0,6 кгс/см2).
Этот насос создает напор в 3, 5 и 6 метров в зависимости от выбранного режима.
Регулировка
Как отрегулировать напор в элеваторном узле?
Подпорная шайба
Если быть точным, в случае подпорной шайбы требуется не регулировка напора, а периодическая замена шайбы на аналогичнуюиз-за абразивного износа тонкого стального листа в технической воде. Как своими руками заменить шайбу?
Инструкция, в общем, довольно проста:
Совет: в отсутствие паронита шайбы вырезаются из старой автомобильной камеры.
Не забудьте вырезать ушко, которое позволит завести шайбу в паз фланца.
Система отопления
Перепад между смесью и обраткой штатно регулируется только заменой, завариванием или рассверливанием сопла. Однако иногда возникает необходимость убрать перепад, не останавливая отопления (как правило, при серьезных отклонениях от температурного графика в пик холодов).
Это делается регулировкой входной задвижки на обратном трубопроводе; тем самым мы убираем перепад между прямой и обратной нитками и, соответственно, между смесью и обраткой.
Для регулировки используется нижняя задвижка под номером 1.
Давление в автономном контуре
Непосредственное значение слова «перепад» — изменение уровня, падение. В рамках статьи мы затронем и его. Итак, почему падает давление в системе отопления, если она представляет собой замкнутый контур?
Для начала вспомним: вода практически несжимаема.
Избыточное давление в контуре создается за счет двух факторов:
- Наличия в системе мембранного расширительного бака с его воздушной подушкой.
Устройство мембранного расширительного бачка.
- Упругости труб и радиаторов отопления. Их эластичность стремится к нулю, но при значительной площади внутренней поверхности контура этот фактор тоже сказывается на внутреннем давлении.
С практической стороны это означает, что регистрируемое манометром падение давления в системе отопления обычно вызвано крайне незначительным изменением объема контура или уменьшением количества теплоносителя.
А вот возможный список того и другого:
- При нагреве полипропилен расширяется сильнее, чем вода. При запуске собранной из полипропилена системы отопления давление в ней может незначительно упасть.
- Многие материалы (в том числе алюминий) достаточно пластичны для того, чтобы при длительном воздействии умеренных давлений менять форму. Алюминиевые радиаторы могут просто-напросто раздуваться со временем.
- Растворенные в воде газы постепенно покидают контур через воздухоотводчик, влияя на реальный объем воды в нем.
- Значительный нагрев теплоносителя при заниженном объеме расширительного бака отопления может вызывать срабатывание предохранительного клапана.
Наконец, нельзя исключать и вполне реальные неисправности: незначительные течи по стыкам секций и швам сварки, травящий ниппель расширительного бака и микротрещины в теплообменнике котла.
На фото — межсекционная течь на чугунном радиаторе. Зачастую ее можно заметить лишь по следам ржавчины.
Заключение
Надеемся, что нам удалось ответить на накопившиеся у читателя вопросы. Прикрепленное к статье видео, как обычно, предложит его вниманию дополнительные тематические материалы. Успехов!
Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен