Aký by mal byť tlak vo vykurovacom systéme súkromného domu

Obsah článku

• Na čo je nadmerný tlak?
• Pravidlá kreslenia uzavretých obrysov
• Výber a inštalácia expanznej nádrže
• Automatické napájanie systému
• Nastavenie a riešenie problémov

Začínajúci odborníci na navrhovanie a inštaláciu hydraulických vykurovacích systémov sa pýtajú sami seba: prečo je také dôležité udržiavať nadmerný tlak v okruhu a akým spôsobom to možno dosiahnuť. Pozývame vás, aby ste našli odpovede na populárne otázky týkajúce sa tejto témy v našej recenzii uzavretých vykurovacích systémov.

Na čo je nadmerný tlak?

Predstavte si vykurovací systém s otvorenou expanznou nádržou. Chladivo je v hornej časti pod tlakom asi 100 kPa alebo 10,2 m vodného stĺpca. Na rozdiel od horného limitu plnenia, ktorý je pod normálnym atmosférickým tlakom, je chladiaca kvapalina v dolnej časti stlačená ešte viac, rozdiel je rovnaký ako výškový rozdiel a je vyjadrený v metroch vodného stĺpca. Zmeny atmosferického tlaku a výšky nad hladinou mora, ako aj hustota chladiacej kvapaliny môžu byť prispôsobené. V praxi sa však takéto malé chyby zanedbávajú..

Pri normálnej prevádzke takého systému sa vo výmenníku tepla kotla zohreje významný objem vody. Zahrievanie je sprevádzané expanziou, vďaka ktorej časť vody s vyššou teplotou vytvára ďalší tlak na susedný objem chladiva. V tomto prípade prúdi kvapalina s nižšou hustotou nahor: tlaková sila zahrievaného chladiva sa pridá k tlaku atmosféry a vnútornému tlaku systému, čo umožňuje tlačenie chladiva pozdĺž uzavretej slučky. Čím vyššia je rýchlosť pohybu chladiacej zmesi, tým výraznejší je konvekčný efekt a naopak..

Čo sa deje v tzv. Uzavretých vykurovacích systémoch? V nich je chladivo izolované od atmosféry, v dôsledku čoho je tlak na hornom limite naplnenia prakticky nulový a v najnižšom bode sa rovná skutočnej výške stĺpca kvapaliny. Zvýšenie tlaku v dôsledku expanzie vody neumožňuje vždy prekonať hydrodynamický odpor systému, pretože počas expanzie je voda tlačená v oboch smeroch, jej expanzia smerom dole nie je kompenzovaná dodatočným tlakom.

Pre každý nosič tepla je charakteristické zvýšenie objemu počas zahrievania. V uzavretom vykurovacom systéme to určite vedie k zvýšeniu tlaku.

Takýto systém je možné uviesť do činnosti iba vtedy, ak sa rýchlo ohreje veľké množstvo chladiva, čo je v moderných vykurovacích systémoch, ktoré sa vyznačujú malým posunom a nominálnym priechodom potrubia, nemožné. Pretlak v systéme teda slúži ako náhrada za atmosférický tlak, čo významne uľahčuje prirodzené prúdenie a činnosť zariadení s nútenou cirkuláciou..

Tlak vo vykurovacom systéme samozrejme nemusí byť v rôznych bodoch ekvivalentný. Najvyššie hodnoty sú zaznamenané vo výmenníku tepla a na spätnom potrubí kotla, mierne mierny tlak je možné zaznamenať na vstupe obehového čerpadla a najmenší – na najvzdialenejšej a najvyššej časti prívodného potrubia. Jednou z hlavných úloh kúrenárskeho inžiniera je zabezpečiť nadmerný tlak vo vykurovacom systéme a monitorovať tak, aby sa v jeho rôznych uzloch pozoroval rozdiel, ktorý zapadá do stanovených noriem..

Pravidlá kreslenia uzavretých obrysov

V prípade otvorených hydraulických systémov je otázka regulácie tlaku irelevantná: jednoducho neexistujú primerané spôsoby, ako to urobiť. Uzavreté vykurovacie systémy sa zase dajú flexibilnejšie nastaviť, a to aj vzhľadom na tlak chladiacej kvapaliny. Najprv však musíte poskytnúť systému meracie zariadenia – manometre, ktoré sa inštalujú prostredníctvom trojcestných ventilov v nasledujúcich bodoch:

• v kolektore bezpečnostnej skupiny;
• o zberateľoch vetvenia a zberu;
• priamo pri expanznej nádrži;
• o miešacích a spotrebných zariadeniach;
• na výstupe obehových čerpadiel;
• na bahennom filtri (na kontrolu upchávania).

Nie každá pozícia je nevyhnutne potrebná, veľa záleží na výkone, zložitosti a stupni automatizácie systému. Potrubie kotolne je pomerne často usporiadané tak, že časti dôležité z hľadiska riadenia sa zbiehajú do jednej jednotky, v ktorej je inštalované meracie zariadenie. Jeden manometer na vstupe do čerpadla tak môže slúžiť aj na monitorovanie stavu filtra..

Prečo potrebujete sledovať tlak na rôznych miestach? Dôvod je jednoduchý: tlak vo vykurovacom systéme je kolektívny pojem, ktorý sám o sebe môže naznačovať iba tesnosť systému. Koncept pracovníka zahŕňa statický tlak, ktorý je spôsobený pôsobením gravitácie na chladivo, a dynamické kmity, ktoré sprevádzajú zmenu prevádzkových režimov systému a vyskytujú sa v oblastiach s rôznym hydraulickým odporom. Tlak sa teda môže výrazne zmeniť, keď:

• zahrievanie chladiacej zmesi;
• porušenie obehu;
• zahrnutie líčidiel;
• upchávanie potrubí;
• výskyt vzdušného preťaženia.

Inštalácia tlakomerov v rôznych bodoch obvodu vám umožňuje rýchlo a presne určiť príčinu porúch a začať ich odstraňovať. Pred zvážením tohto problému by ste však mali študovať: aké zariadenia existujú na udržanie pracovného tlaku na požadovanej úrovni.

Výber a inštalácia expanznej nádrže

Hlavným spôsobom udržiavania stabilného tlaku vo vykurovacom systéme je inštalácia expanznej nádrže. Je to utesnená, netečúca nádoba, vo vnútri ktorej je hruška, naplnená vzduchom pod určitým tlakom. Pretože sa dá stlačiť vzduch, táto klapka pomáha vyhladiť dynamické kolísanie tlaku..

1 – stav vykurovacieho systému pred naplnením chladivom; 2 – normálny prevádzkový režim vykurovacieho systému; 3 – pretlak v dôsledku prehriatia chladiacej kvapaliny

Aby expanzná nádrž fungovala podľa očakávania, musí byť jej objem dostatočne vysoký. Mali by ste vziať do úvahy aj pracovný návrh a maximálny tlak v systéme, ktorý je určený údajmi z cestovného pasu kotla. Preto je pre stabilnú prevádzku vykurovacej jednotky predpísané minimum 0,3 – 0,5 baru, zatiaľ čo limit rádovo 1,2 – 1,5 baru obmedzuje deštruktívny vplyv tlaku na výmenník tepla. Uvedené hodnoty sú prevzaté z príkladu väčšiny domácich kotlov do 15 kW, pre účinnejšie kotle platia vyššie hodnoty. Je možné určiť prevádzkový tlak systému v procese hydraulického výpočtu, požadovaná hodnota závisí od hydrodynamického odporu potrubí, vykurovacích zariadení a armatúr..

Objem nádrže je určený posunutím systému, tepelnou expanziou chladiacej kvapaliny a konečným tlakom. Ako prvá aproximácia by mala byť kapacita nádrže približne 0,07 – 0,1 násobok objemu chladiacej kvapaliny. Presnejšia hodnota sa nachádza podľa vzorca (Vt *?) / K, to znamená, že súčin celkového objemu chladiva koeficientom jeho expanzie, vydelený prevádzkovým koeficientom nádrže. Posledný menovaný je určený rozdielom medzi obmedzujúcim a pracovným tlakom, vydeleným obmedzujúcim tlakom, ku ktorému je jednotka pridaná: (P max – P slave) / (P max + 1). V tomto prípade sa pracovný tlak meria v hornom bode systému (na bezpečnostnej skupine) a mal by byť blízko atmosférického tlaku vo výške vodného stĺpca až 4 – 5 m..

Neexistuje žiadny praktický rozdiel v mieste inštalácie uzavretej expanznej nádrže. Aby sa zabezpečila účinná prevádzka zariadenia pri rôznych režimoch použitia vykurovacieho systému, je nádrž inštalovaná v zóne najvyššieho statického tlaku, tj v najnižšom bode systému, na mieste vhodnom na údržbu. Nádrž pretína odpalisko do hlavného spätného potrubia, spojenie sa realizuje prostredníctvom uzatváracieho guľového ventilu.

Automatické napájanie systému

Druhou jednotkou, ktorá zabezpečuje udržiavanie pretlaku v systéme, je automatické doplňovacie zariadenie. Voda môže byť do systému samozrejme čerpaná manuálne, čo je však nevhodné pre veľké úniky. Napríklad, ak je v systéme veľa armatúr alebo sú medzery, cez ktoré mikroskopické dávky chladiva pravidelne presakujú. Automatické doplňovanie je tiež nevyhnutne potrebné pre uzavreté systémy so špeciálnym chladiacim médiom – bez tlakového čerpadla je jednoducho nemožné zabezpečiť dostatočne vysoký tlak..

Prvý typ automatických doplnkových zariadení pracuje na princípe skupiny na automatizáciu kompresorov. Spínače vysokého a nízkeho tlaku zapínajú a vypínajú doplňovanie, ak je tlak v systéme pod, resp. Nad nastaveným prahom. Takéto zariadenia sú najjednoduchšie a najlacnejšie, ale majú hlavnú nevýhodu – nezohľadňujú teplotu kvapaliny a stupeň jej expanzie..

Napríklad počas prevádzky systému tlak klesne o 20-30% pod prevádzkový tlak, ale súčasne nedosiahne minimálny prah, na ktorý je relé nastavené. To nie je prekvapujúce, pretože relé je kalibrované v chladnom stave systému. Ďalší špeciálny prípad: keď je relé spustené, doplní sa zapnutie, čím sa do systému pridá časť chladu, to znamená, že ešte nie je expandovaná tekutina. Ak expanzná nádrž nemá dostatočnú kapacitu, v dôsledku toho expanzia chladiacej kvapaliny spustí bezpečnostný ventil, niektoré chladiace médium sa uvoľní, tlak znova poklesne, doplnenie sa znova zapne a potom v kruhu.

Popísaná nuancia je dôležitá pre vykurovacie systémy, ktoré obsahujú viac ako 300 litrov vody. V takýchto prípadoch je optimálne používať digitálne doplňovače, ktoré sa dodávajú s najmodernejšou technológiou kotlov. Regulátor vykoná potrebné opravy a do systému pridá presne definované množstvo chladiacej kvapaliny, pričom zohľadní teplotu a rozťažnosť. Podobne ako konvenčné mechanické doplňovacie ventily je lepšie pripojiť elektronický dávkovač k prívodnému potrubiu ihneď po vložení obtokovej trubice do neho, aby sa zabránilo tepelným šokom výmenníka tepla. Odporúča sa nainštalovať na prívodné potrubie chladiacej kvapaliny bahenný alebo patrónový filter, vstrekovacia jednotka je pripojená cez guľový ventil..

Nastavenie a riešenie problémov

Udržiavanie tlaku vo vykurovacom systéme nie je možné bez dodržania pravidiel pre jeho naplnenie. To sa musí robiť pri minimálnom tlaku as otvorenými ventilmi na odvádzanie vzduchu v sieti chladiča. Vykurovacie slučky podlahového vykurovania sa plnia striedavo, v opačnom prípade sa kvôli rozdielu v dĺžke vzduch určite vytlačí do dlhších zvitkov. Po naplnení systému sa systém natlakuje dvojnásobným pracovným tlakom a odčítanie údajov z manometrov sa monitoruje určitý čas. Tlak v systéme prívodu vody je zvyčajne dostatočný na testovanie tlaku, inak musíte použiť manuálne hydraulické čerpadlo s plunžerom. Po kontrole sa tlak zníži na minimum, systém sa zahreje na maximálnu prevádzkovú teplotu, po dokončení zahrievania celého objemu chladiacej kvapaliny sa zmeria tlak: musí byť menší ako limit o 20 – 30%.

Zníženie tlaku v priebehu času je bežné v systémoch so sladkou vodou. Z neho sa uvoľňuje rozpustený kyslík, v priebehu času sa celkový objem chladiacej kvapaliny znižuje. Stačí systém pravidelne dobíjať, až kým efekt nezmizne sám. Zvýšenie tlaku je jasným znakom nesprávneho výpočtu expanznej nádrže, je potrebné zvýšiť jej objem. Malé kvapky v rozsahu 10 – 15% pracovného tlaku sa považujú za celkom bežné, je to kvôli lineárnemu roztiahnutiu rúrok. Ak tlakové rázy počas zahrievania a chladenia systému prekročia 30% nominálnej hodnoty, znamená to buď poškodenie membrány v nádrži alebo prítomnosť vzduchových uzáverov v systéme..