Давление в системе отопления — нормы, показатели, как поднять или снизить

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

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

Рис. 1 Отопительное оборудование в доме – внешний вид

Какое нужно давление в системе отопления

Чтобы тепловой носитель двигался по трубам, а котел мог работать, в любой отопительной системе необходимо поддержание определенного напора.

Основным прибором, которым контролируют давление теплоносителя в системе отопления, служит манометр, регулярная проверка его показаний сообщает потребителю весьма полезную информацию. К примеру, снижение давления сигнализирует об утечке (нарушение герметичности трубопровода), обнаружить которую иным способом, кроме визуального, невозможно. Повышение показаний манометра может свидетельствовать о перегреве теплоносителя, засорении проходных каналов различного вида отложениями.

Чтобы исключить ошибочную реакцию на показании манометра, полезно знать значения рабочего (номинального), динамического (допустимые пределы отклонений от рабочего), статического и максимального давлений.

Рис. 2 Схема отопления частного жилого дома с радиаторными теплообменниками и подогреваемыми полами

Классификация давлений

Многие пользователи задают вопрос, зачем давление в системе отопления, ответом на который является следующие соображения.

Устанавливаемое в индивидуальных домах отопительное оборудование устроено таким образом, что котел включается при определенной величине давления, указанной в его паспортных данных, стандартным считается показатель не менее 0,5 бара. Поэтому поддержание данного напора — основная задача пользователя, хотя на практике для корректной работы всей системы требуется большая величина.

При эксплуатации отопительной системы пользователю приходится сталкиваться с определениями следующих типов давлений:

• Максимальное давление в системе отопления указывает на предельно допустимый порог, который нельзя превышать по причине поломки оборудования, прорыва трубопровода, повреждения котла.
• Рабочее давление в системе отопления частного дома или номинальное — указывает значение, при котором она функционирует в течение всего отопительного периода.
• Опрессовочное — давление, которым проверяют трубопровод отопления после его монтажа или периодически в процессе эксплуатации, согласно нормативам, оптимальной считается величина в 1,5 раза превосходящая рабочее.
• Статическое давление в системе отопления соответствует значению при неработающем котле, отключенном циркуляционном насосе и холодном тепловом носителе. Данная величина соответствует измеренным манометром показаниям после заполнения контура водой.
• Динамическое — равно величине колебаний давления при эксплуатации системы, зависит от температуры нагревания теплоносителя, режима работы циркуляционного электронасоса (переключения скоростей вращения вала).

Рис. 3 Основные узлы замкнутой системы

Индивидуального дома

Все системы обогрева частных домов условно можно разделить на открытого (гравитационные) и закрытого типа. В гравитационных расширительная емкость, требующаяся для их нормального функционирования, расположена в высшей точке трубопровода. При этом давление в трубах отопления создается за счет водного столба, высота которого измеряется от нижней точки обратки до поверхности воды в накопительном баке. Напор в отопительной системе открытого типа соответствует высоте водяного столба в метрах (при переводе в общепринятые единицы 10 метров приравнивают к одному бару или одной атмосфере).

Так как отопительная система с открытым контуром может эффективно работать при этажности домов не выше трех, расстояние от подвала, где обычно находится котел, до бака на чердаке в среднем равно 10 м, и общепринятое давление в системе отопления открытого типа считают равным 1 бару.

В системах закрытого типа герметичный мембранный бачок устанавливают в любом удобном месте (обычно недалеко от котла) и тепловой носитель не контактирует с атмосферным воздухом. В линии движение теплоносителя осуществляется при помощи циркуляционного электронасоса — это позволяет отапливать многоэтажки и использовать помимо радиаторных контуры теплых полов.

Давление в закрытой системе отопления частного дома принято удерживать в диапазоне 1 — 1,5 бара (показатель увеличивается при большой длине отопительной магистрали).

Если в контуре закрытого типа работает один циркуляционный электронасос, проталкивающий рабочее тело по трубопроводу, то в многоконтурной системе с теплыми полами диапазон 1 — 1,5 бара недостаточен для ее нормального функционирования. Чтобы не превышать данные показатели, трубопровод теплых полов подключают к коллекторному узлу, имеющему дополнительный встроенный насос, отвечающий за поддержание нужного напора в половом нагревательном контуре.

Рис. 4 Схема с открытым расширительным баком

Многоэтажных домов

Жилец многоэтажного дома никак не может оказывать влияние на давление в центральной системе отопления, за поддержание которого отвечают коммунальщики. Однако в некоторых ситуациях (к примеру, при замене старых радиаторных теплообменников на новые или незаконной врезке) потребителю полезно знать, какое давление в системе отопления многоэтажного дома.

Как известно, показатель давления прямо связан с высотностью здания, если напор слишком низкий, прилагаемого кинетического усилия окажется недостаточно для подъема столба воды на большую высоту, и она перестанет двигаться по трубам. К тому же должен быть определенный запас для преодоления гидросопротивления трубопроводной магистрали и корректной работы сантехнических приборов, бытовой техники.

Общепринятый средний показатель давления в системе отопления многоэтажных домов составляет 6 бар (атмосфер), на обратке его величина ровна 4 — 4,5 бар.

Обычно коммунальные службы делают ощутимый напорный запас и рабочее давление в системе отопления многоквартирного дома в зависимости от высотности составляет:

• 5 бар для старых пятиэтажных домов;
• 6 — 7 бар для девятиэтажек;
• 10 бар для высотных жилых зданий до 16 этажей.

Рис. 5 Схемы разводки теплообменных радиаторов в многоэтажках

Как уменьшить и повысить давление

Установка манометра в систему отопления замкнутого типа позволяет контролировать по показаниям прибора ее состояние, в процессе эксплуатации возникают следующие неполадки:

1. Давление выше нормы, может быть вызвано нижеперечисленными причинами:

• Чрезмерное повышение температуры теплоносителя, в результате чего он расширяется и оказывает повышенное кинетическое (физическое) воздействие на контур.
• Забивание проходных каналов трубопровода, оборудования или их ошибочное перекрытие, при этом электронасос работает на условно закрытый вентиль, нагнетая избыточное давление в подающем трубопроводе.
• Включение циркуляционного насоса на максимальную скорость, если система не рассчитывалась на функционирование в таком режиме, или поломка насоса, приводящая к максимальным оборотам.
• Протечка крана, если наполнение отопительного контура водой производится из водопроводной магистрали.
• Завоздушивание теплообменных приборов, котла или трубопровода с образованием воздушной пробки на одном из его участков.

Рис. 6 Современный тепловой пункт многоэтажного дома – внешний вид

2. Низкое давление возникает по следующим причинам:

• Утечки в трубопроводе, сантехнической арматуре и котловом оборудовании.
• Повреждение эластичной мембраны компенсационного бачка или стравливание из него воздуха в результате нарушения герметичности ниппеля.
• Развоздушивание системы, в результате чего ее рабочий объем увеличивается, и количества теплоносителя оказывается недостаточно для ее функционирования с необходимыми рабочими параметрами.
• Поломка циркуляционного насоса или его функционирование на слишком низкой скорости.
• Недостаточно высокая температура теплового носителя.

Из вышеизложенного ясно, как создать давление в системе отопления с рабочими параметрами — для этого требуется лишь устранить неисправности, приводящие к его отклонению от номинальных показателей.

Рис. 7 Обвязка твердотопливного отопительного котла марки Траян

Рекомендации по монтажу

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

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

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

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

Как улучшить циркуляцию воды в системе отопления

Как улучшить циркуляцию отопления

Отопительная система должна обеспечить равномерный нагрев всех помещений. Если в радиаторах или стояках понижается температура, то зачастую причиной этого становиться нарушение циркуляции. Для эффективной работы сети отопления и комфортных климатических условий в жилье должна быть свободная циркуляция теплоносителя по магистрали. Об этом следует побеспокоиться еще на этапе проектирования. Почему нет циркуляции теплоносителя в стояке и магистрали и что нужно делать, следует знать досконально, чтобы оперативно устранить эту проблему в будущем.

Причины плохой циркуляции

Циркуляция воды в системе нарушается из-за полного либо частичного засорения в стояке или в подводке к прибору отопления, завоздушивания магистрали, замораживания сети, ошибках при укладке труб. Также к этому приводит разрегулирование системы центрального отопления и появление утечек теплоносителя.

Слабая работа насосов

Предназначение насоса – это поддержка необходимого напора воды в контуре отопления. Хорошо работающая помпа должна соответствовать таким требованиям:

• Необходимый показатель продуктивности работы;
• Напор;
• Давление прибора;
• Соответствие типу жидкости;
• Соответствие диаметру труб;
• Размеры устройства в соответствии с длиной магистрали.

Что нужно учитывать при выборе насоса

Насос должен справляться со своею нагрузкой. Но обязательно нужно учесть, будет ли он работать постоянно или будет включаться только для подпитки системы отопления и корректировки давления. Это следует учитывать при выборе мощности помпы. Для помпы, которая работает в постоянном режиме, важно учитывать показатель энергопотребления.

Если выбрать насос неправильно, то он будет плохо «проталкивать» теплоноситель, и как результат – батарея прогревается неравномерно, а сама помпа может сгореть от перегрева. Также будет отмечена плохая циркуляция воды, если неправильно подобрать диаметр комплектующих для подключения к системе.

Когда насос выбран правильно, система отопления при этом функционирует надежно и полноценно, и движение воды осуществляется беспрепятственно.

Если возникают трудности с выбором помпы, то лучше обратиться к специалистам, они помогут выбрать подходящее устройство для конкретной отопительной системы.

Неправильно выбранный диаметр труб

Это тоже одна из распространенных причин плохой циркуляции воды в магистрали отопления. Выбирать диаметр труб нужно еще на этапе проектирования.

В первую очередь, необходимо учесть, что для разных систем отопления существуют свои правила, по которым выбирают трубы.

Если обогревательная сеть подводится к центральной магистрали отопления, то диаметр труб выбирают аналогично квартирной системе отопления. Для автономного отопления такие диаметры могут отличаться. Все зависит от того, присутствует ли в системе циркуляционный насос или работа будет осуществляться за счет естественной циркуляции воды.

Также на выбор оказывает влияние:

• Материал производства труб;
• Вид используемого теплоносителя;
• Специфические особенности разводки отопительной магистрали;
• Планируемое давление в системе;
• Скорость передвижения воды по магистрали.

Важно! При расчете диаметра обязательно учитывают тип труб, потому что система измерений различается исходя из материала изготовления. Стальные и чугунные изделия маркируют с учетом внутреннего диаметра, а материалы из меди по наружному сечению. Это обязательно следует учесть при планировке трубопровода, где в магистрали комбинируются несколько разных материалов.

Засорение системы

Как уже было отмечено, если нет циркуляции воды в стояке и системе отопления, то проблема может быть в скопившемся в системе мусоре. Избавиться от него поможет фильтр грубой очистки.

Грязь, которая попала в трубы, легче удалить, поймав ее в фильтр. Прежде всего, таким фильтром защищают насос. Также рекомендуется установка фильтра на входе котла. Такой фильтр воды следует ставить перед каждым сантехническим устройством. При монтаже прибора необходимо обращать внимание на корпус фильтра. На нем есть стрелка, которая указывает, какой стороной устанавливать фильтр в зависимости от направления движения теплоносителя.

Фильтр следует регулярно чистить. Для этого необходимо перекрыть воду, открутить пробку, достать сеточку, промыть ее, поставьте на место и обратно закрутить пробку, после чего можно открывать краны.

Совет! Чтобы предотвратить засорение трубопровода, во время укладки необходимо контролировать, чтобы в трубах не оказался мусор, для этого в трубах прикрывают торцы. Также необходимо сделать проверку радиаторов, так как в новых изделиях может оказаться заводская стружка или другой мусор.

Завоздушенность системы отопления

Если монтаж магистрали выполнен с нарушением правил, то образуются воздушные пробки. Они перекрывают движение воды. Чтобы оперативно решить такую проблему, устанавливают воздухоотводчики или кран Маевского. Для центральной системы, где скапливается много воздуха, применяют автоматические краны Маевского. Воздух быстро выводиться и движение теплоносителя по сети восстанавливается.

Эти устройства не только улучшают циркуляцию теплоносителя по магистрали центрального отопления, но и позволяют снизить затраты на отопление.

Обратные клапаны

Часто для нормальной циркуляции в сети одних насосов становится мало, тогда ставят обратные клапаны. В таком случае каждый контур может работать независимо от других. Даже в радиаторной разветвленной системе с несколькими контурами, где стоит несколько насосов, лучше поставить обратные клапаны. Экономить на их установке не стоит.

Отсутствие этих механизмов приводит к тому, что замедляется движение воды в системе. Такое бывает в тех ситуациях, если проложена сеть с несколькими контурами. Чтобы теплая вода текла по такому контуру, где работает насос, и ее движение происходило в нужном направлении, применяют обратные клапаны. Эти элементы ставят не всегда, а только в тех ситуациях, когда нет других технических решений. Все объясняется тем, что эти элементы создают высокую гидравлическую сопротивляемость в зависимости от конструкции. Поэтому для установки этих клапанов в системах с естественной циркуляцией есть свои ограничения, а причиной для ограничений становится маленькое давление воды в магистрали.

Исполнительным механизмом в изделии является пружина, которая закрывает затвор при изменении нормальных условий функционирования сети отопления. Для систем с различными рабочими параметрами подбирают изделия с соответствующей упругостью и массивностью пружины. Клапаны являются очень важным элементом, они обеспечивают безаварийную работу системы центрального отопления, повышают эффективность работы всего оборудования и улучшают циркуляцию.

Утечки в системе

Если в системе нет хорошей циркуляции воды, возможно, на отдельных участках есть течь. В результате утечки — сеть работает некорректно, движение воды плохое и начинаются сбои в работе котла.

Первое, что необходимо сделать – это найти «слабые» места. Утечки случаются в таких местах, где ослабли соединения из-за коррозийных повреждений, или причиной становится некачественный монтаж системы. Если сеть смонтирована открыто, то делать проверку нетрудно. Все такие повреждения определяются быстро и легко. А для осмотра закрытой магистрали придется вызывать специалиста.

Если найдено проблемное место, то необходимо:

• Подтянуть ослабленные соединения и подмотать уплотнительной лентой или паклей;
• Заменить пришедшие в негодность узлы;
• Вырезать и заменить поврежденные участки труб.

(Пока оценок нет)

Циркуляция жидкости в системе отопления

Каждое помещение независимо от его целевого предназначения, нуждается в отоплении. Если раньше основным способом отопления домов было принято считать каминный или печной метод, то сейчас он стал наименее эффективным и востребованным: носитель не способен предоставить достаточное количество тепла из-за увеличения отапливаемых объектов. Одним из наиболее прогрессивных вариантов отопления принято считать водяное отопление. В стандартную систему водяного отопления входит котел, соединенный с радиатором посредством магистралей. В качестве теплоносителя применяется вода.

Циркуляция жидкости в системе отопления

Стандартный принцип работы системы заключается в следующем: теплоноситель, в данном случае вода, поступает через трубопровод в радиаторы и отдает помещению тепло; после этого вода возвращается к котлу для нагрева повторно. Системы водяного отопления разделяют на системы с естественной циркуляцией и с принудительной циркуляцией.

Отопительные системы с естественной циркуляцией

Система отопления с естественной циркуляцией получила широкое распространение еще в довоенный период времени за счет своей эффективности, простоты и надежности. Наиболее часто такой тип отопительной системы используется на дачах, а также в загородных домах из-за частых перебоев с электроснабжением на таких объектах. Такие системы условно разделяют на два типа – с нижней и с верхней подачей воды. Для определения с выбором типа отопительной системы необходимо рассмотреть их отличия, характеристики и сферу применения.

Принципиальная схема отопления с естественной циркуляцией теплоносителя

Отопительные системы с естественной циркуляцией

Отопительные системы с верхней подачей воды

Теплоноситель – в данном случае вода – подлежит нагреву и подаче в верхнюю часть отопительной системы посредством трубопровода. Труба, применяемая для подачи воды должна обладать большим диаметром по сравнению с трубами, которые отвечают за подачу воды к радиатору. Это необходимо для достижения наибольшего сопротивления теплового обмена. Горизонтальные трубы надлежит устанавливать с минимальным уклоном в пределах одного сантиметра на подгонный метр.

Расширительный бак нужно установить в верхней части системы: он будет выполнять функцию приема пара и избытка тепла – это необходимо из-за свойства воды расширяться при нагреве и переходить в состояние пара. На баке должен присутствовать сливной кран и крышка или клапан в его верхней части. После того, как вода нагрета, она распределяется через подающую трубу к вертикальным стоякам и в радиаторы.

Совет: если вы собираетесь применять отопительную систему с естественной циркуляцией воды, помните, что радиаторы необходимо подключать с помощью диагонального способа

После непосредственного отопления помещения вода переходит в котел по специализированной трубе – обратке. Здесь она подогревается заново и цикл движения воды повторяется. Котел для нагрева располагается в самом низком участке системы, под радиаторами. Обычно, эти элементы устанавливаются в котельных, для которых выделяются подвальные помещения.

Отопительные системы с нижней подачей воды

Система, в которой теплоноситель подается снизу, обычно используется для отопления домов, где нет чердачного помещения, или к нему закрыт доступ. Основное отличие представленной отопительной системы состоит в том, что трубы прокладываются под радиаторами. Также присутствует расширительный бак, который устанавливается в верхнем уровне системы; обычно для этого применяются хозяйственные помещения. Если при этом отсутствует циркуляция воды в системе отопления, которая должна происходить естественно, то она создается принудительным путем.

Отопительные системы с принудительной циркуляцией

Стандартная система отопления с принудительной циркуляцией функционирует посредствам тех же способов подключения. Отличие состоит том, что из-за большой протяженности этой системы или отсутствия естественных условий для создания наклона труб необходимо включить в систему насос. Насос для циркуляции монтируется к магистральной трубе – это помогает увеличить срок эксплуатации отопительной системы. Использование насоса помогает не только увеличить эффективность отопления, но также сократить количество магистралей. Система с принудительной циркуляцией имеет возможность обогреть не просто несколько помещений, но даже дом с несколькими этажами.

Отопительные системы с принудительной циркуляцией

Для того чтобы произвести качественную работу данного вида системы нужно непрерывное электроснабжение. Монтаж насоса для циркуляции в системе отопления требуется для того, чтобы создать принудительно циркуляцию воды в замкнутом контуре. В данном типе систем насос является центральным компонентом среди оборудования. Следует отметить, что циркуляционный насос может не отличаться значительной производительностью: его мощность необходима только для направления жидкости в подающую трубу. Этот же напор толкает воду в обратном направлении, так как система является замкнутой.

Циркуляционный насос необходим для обеспечения бесперебойной работы системы отопления, поэтому должен полностью соответствовать системе, в которую производится монтаж. Благодаря своей функциональности, такой тип насосов может повсеместно применяться в самых разнообразных магистралях трубопроводов.

Выбор циркуляционного насоса для отопительной системы

Для того чтобы подобрать циркуляционный насос для отопительной системы, необходимо произвести соответствующие расчеты. Обратите внимание на то, что в течение часа данным элементом будет прогоняться в три раза больше воды, чем составляет ее общий объем в системе. Таким образом, общий объем подходящего количества жидкости в среднем 10 литров на 1 киловатт мощности отопительного котла. Требуемую модель насоса для отопительной системы и его мощности определяют по напорно-расходным параметрам. Напор должен равняться гидравлическому сопротивлению отопительной системы.

Обычно скорость напора жидкости в системах с принудительной циркуляции довольно низкая, что дает право судить о низких потерях гидравлического сопротивления, которые обычно не превышают 2 метров. Точное сопротивление рассчитать довольно непросто, поэтому производительность циркуляционного насоса определяется по средней точке. Для того чтобы рассчитать производительность учитываются также размеры площади объекта отопления и мощность, которой обладает источник электроэнергии. Следует помнить, что насос необходим только в системе с принудительной циркуляции, система с естественной циркуляцией в нем не нуждается.

Установка циркуляционного насоса: на что следует обратить внимание?

Чтобы самостоятельно установить циркуляционный насос, воспользуйтесь следующими рекомендациями:

• чтобы продлить эксплуатационный срок всей системы, перед циркуляционным насосом установите фильтр для очистки жидкости. фильтр необходимо установить на всасывающем патрубке;
• не выбирайте для отопительной системы циркуляционный насос большой мощности и производительности, чем требуется. В противном случае, появляется риск столкнуться с дополнительным неприятным шумом при его работе;
• Никогда не включайте насос до того, как заполнили отопительную магистраль водой и удалили из нее воздух, это может приводить к выходу из строя оборудования;
• устанавливайте насос в области, максимально близкой к расширительному баку;
• при установке насоса в закрытую систему отопления, если будет возможность, установите насос на обратке. Это связано с тем, что данный участок магистрали обладает наименьшей температурой.

Установка циркуляционного насоса

Совет: перед запуском отопительной системы необходимо промыть ее водой для удаления различных инородных частиц. Не забывайте, что даже краткосрочная работа циркуляционная насоса вхолостую при отсутствии жидкости в системе может обернуться выходом из строя самого насоса и других элементов системы.

Практически все циркуляционные насосы, представленные на современном рынке, снабжены связью с автоматической регулировкой котлов для нагрева. Эта функция предоставляет владельцам возможность регулировать температуру воздуха на отапливаемом объекте посредством смены скорости движения воды в отопительной системе. Для того, чтобы учитывать уровень потребления тепла в помещениях устанавливаются специальные счетчики, благодаря которым контролируются тепловые потери, возникающие из-за износа магистралей. Сама схема отопления при этом не подлежит никаким изменениям.

Ознакомиться со способом установки циркуляционного насоса самостоятельно вы сможете, посмотрев видео:

Как улучшить циркуляцию отопления жилого дома с двухконтурной гравитационной системой?

Как улучшить циркуляцию.

Ответ начну со встречного вопроса (как в славном граде Одесса): «В котором из двух контуров гравитационной системы отопления вы собираетесь улучшить циркуляцию, и самое главное на сколько??»

Для того чтобы понять как изменять (улучшить в том числе) циркуляцию теплоносителя в системе отопления с естественной циркуляцией, позволю себе напомнить «физику» на которой в принципе основана её работа, и так:

Из школьного курса физики известно, что при нагревании все тела расширяются, т.е. их плотность уменьшается. Вода имеет наибольшую плотность — 999,900 кг/м3 (0,99990 гр/см3) в диапазоне температур от 1 до 7 Гр.С. При охлаждении ниже 1 Гр.С вода кристаллизуется, превращаясь в лёд. При нагревании воды от 8 Гр.С до 100 Гр.C плотность воды уменьшается до 958,313 кг/м3(0,958313 гр/см3). Однако, если и дальше продолжать её нагревать она закипает, превращаясь в пар – т.е. превращается в газ. Но в обоих случаях вода перестаёт существовать как жидкость и выполнять функцию теплоносителя.

Таким образом, уменьшение массы воды в единице объёма при нагреве составляет 4,159 %. Соответственно при охлаждении единица объёма воды тяжелеет на теже 4,159 %. Если теплогенератор соединённый в систему с отопителем разместить ниже последнего, то нагретая и, следовательно, более лёгкая вода начнёт подниматься (всплывать), а в теплогенератор будет поступать охлаждённая отопителем и, следовательно, более тяжёлая вода — начнётся перемещение (циркуляция) воды между ними. Причём циркуляция будет тем интенсивнее, чем на большее расстояние по высоте разнесены агрегаты. Подъём горячей и опускание охлаждённой воды по контуру системы происходит под действием естественных сил гравитации. Поскольку силы гравитации действуют непрерывно, то и циркуляция теплоносителя по контуру будет до тех пор, пока работает теплогенератор (котёл нагревает теплоноситель).

Фактически работающий теплогенератор представляет собой своеобразный насос — устройство, формирующее в системе перепад давлений (Δp), разницу давлений до и после себя. Собственно говоря, эта разница давлений и представляет собой силу, заставляющую теплоноситель перемещаться по системе. Величина перепада давлений Δp определяется весом столба жидкости до р1 и после р2 теплогенератора.

Максимально возможная величина Δp при нагреве водяного теплоносителя от 4 до 100 Гр.С, при разности высот между теплогенератором и отопителем h = 1 м определяется как:

С учётом плотностей теплоносителя до ρ1 = 0,00999900 кг/см3; и после теплогенератора ρ2 = 0,00958313 кг/см3 получаем:

То есть максимально возможный перепад давлений составляет всего чуть более четырёх гр/см2.

На реальных системах отопления температура теплоносителя изменяется в диапазоне от 55 до 95 Гр.С.

Для температуры 55 Гр.С ρ1 = 0,00988044 кг/см3; Для температуры 95 Гр.С ρ2 = 0,00961908 кг/см3; Соответственно перепад давлений на теплогенераторе реальной системы отопления ∆р составит:

То есть всего два с половиной гр/см2 .

Фактически, определённое давление и вызывает циркуляцию теплоносителя в системе отопления.

Естественным (гравитационным) циркуляционным давлением (рЕ) называется разница между давлениями столбов холодного и горячего теплоносителя. То есть рЕ = р1 – р2 ; Подставив соответствующие значения, получаем формулу естественного циркуляционного давления в системе отопления с жидким теплоносителем:

где: h — расстояние между центром охлаждения отопителя и центром нагрева теплогенератора.

Расходуется это давление на преодоление трения теплоносителя о стенки трубопроводов и элементов системы отопления.

Как показывают выше выполненные расчёты при расположении теплогенератора под отопителем на расстоянии h (пусть даже и 1м) возникает сила, побуждающая, циркуляцию теплоносителя без применения каких бы то ни было насосов. Однако это преимущество является одновременно и недостатком систем отопления с естественной (гравитационной) циркуляцией. Так в одноэтажных постройках, с небольшой величиной h и применением стальных элементов в системе отопления, радиус действия системы составляет примерно 20 метров, при этом отапливаемая площадь может составлять до 400 кв.м.

Анализируя сомножители формулы рЕ, с учётом ресурсов имеемых в распоряжении, можно определить для себя направления «улучшения циркуляции отопления».

В общем случае такими направлениями являются:

• увеличение расстояния (h) между центром охлаждения отопителя и центром нагрева теплогенератора.
• применение в системе отопления трубопроводов и элементов с низким сопротивлением протекающей жидкости.
• увеличение, по возможности, перепада температур на теплогенераторе.

И в заключение, настоятельная рекомендация (дабы избежать бестолковых и необоснованных затрат), перед тем как «улучшить циркуляцию отопления» необходимо выполнить проект реконструкции системы, которым решить выбор теплогенератора, отопителей, трубопроводов, арматуры и остальных элементов с учётом существующих параметров объекта и конкретных требований к отоплению.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим

в избранное ссылка отблагодарить

Начнём с того, что гравитационная система отопления жилого дома – это система открытого типа с естественной циркуляцией теплоносителя. Такая система имеет свои плюсы и минусы. Из плюсов – простота конструкции и монтажа, не сложная эксплуатация и долговечность. Из минусов – малая эффективность отопления, так как размеры такой системы ограничены – длина подающей магистрали по горизонтали — не более 30 метров в одноконтурной системе и не более 20 метров по горизонтали в каждом контуре, в 2 – х контурной системе.

Гравитационная система отопления:

Если у вас происходит частое завоздушивание системы, значит, расширительный бак не справляется со своей функцией подпитки системы – нужно увеличить объём расширительного бака, а так же снабдить его поплавковым клапаном для автоматической подпитки системы. Иначе вода у вас из системы испаряется через расширительный бак – её уровень постепенно понижается и в момент, когда температура теплоносителя наиболее низкая – вода уходит из бака совсем и в систему трубопроводов попадает воздух. Далее – если не прогреваются крайние батареи – нужно проверить, что бы оба контура были по длине подачи не более 20 метров каждый, что бы они были симметричны – иначе будут сбои в отоплении. Так же можно увеличить давление в системе и снизить сопротивление в трубах, что позволит увеличить скорость циркуляции теплоносителя и крайние батареи должны будут прогреться. Для этого, как я и писал выше – увеличиваем объём бака и, если можно, то приподнимаем его выше, а так же нужно увеличить диаметр подающей и обратной трубы пропорционально.

Все перечисленные выше мероприятия, в купе с заменой котла, повысят эффективность работы вашей системы.

Но…. Я бы рекомендовал вам всё – же переделать систему отопления из открытой с естественной циркуляцией – в закрытую с принудительной циркуляцией, что даст более значимый эффект.

Система с принудительной циркуляцией: