Возможные неисправности в работе системы отопления

Каждый знает, что работа системы отопления, так сказать, по определению связана с высокими температурами воды или иного жидкого теплоносителя. Достаточно иметь элементарные понятия в термодинамике, чтобы представлять, что нагрев жидкости в каком-то замкнутом объеме будет вызывать значительный рост давления. Получается довольно небезопасная система, для эксплуатации которой необходимо предусматривать какие-то защитные устройства.

Естественная вентиляция дома

Что собой представляет эта вентиляционная система? По сути, это комплекс воздуховодов в частном доме или система шахт в многоквартирном доме, в которых есть один основной стояк, протянутый от подвала до крыши. Именно он создает тягу за счет разности температуры внутри помещений и снаружи. И чем больше эта разница, тем сильнее работает вытяжка. Добавим ветровое перпендикулярное давление по типу перекрестных участков. Это когда ветер дует в горизонтальном направлении относительно стояка, и за собой он тянет воздух из вентиляции. То есть, отсос воздуха из помещений происходит естественным путем, а не при помощи дополнительного оборудования типа вентилятор.

Конечно, в такой системе должен присутствовать приток воздуха, чтобы внутри дома не образовался вакуум или не понизилась тяга. Поэтому в фундаменте оставляют отдушины или делают отверстия в полу первого этажа.

Причины образования пробок

Прежде чем устранять проблему, нужно понять, почему завоздушивается система отопления в частном доме или квартире. Причины могут быть разными в зависимости от того, идёт ли речь об индивидуальном или централизованном отоплении.

Факторы, из-за которых происходит завоздушивание центрального отопления:

  • разгерметизация;
  • утечка воды;
  • ошибки в проектировании.
Причины образования пробок

Система может завоздушиться по причине разгерметизации, которая могла произойти в результате ремонтных работ Система может разгерметизироваться при проведении планового ремонта, во время замены частей труб и радиаторов. Ещё одна причина, почему воздушит систему отопления, — попадание воздуха в трубы при осушении. Ошибки и погрешности, допущенные на этапе проектирования, приводят к тому, что разводка труб или монтаж батарей выполняются неправильно. В результате трубопровод будет постоянно воздушиться.

Индивидуальные отопительные конструкции завоздушиваются реже. Причина чаще всего кроется в неправильно составленном проекте. Чтобы вода свободно циркулировала в трубах, их делают под определённым наклоном. Соблюдение этого условия предохраняет от возникновения воздушных пробок. Необходимый элемент системы — расширительный бачок. Он нужен, чтобы контролировать уровень воды и при необходимости добавлять её.

Причины образования пробок

Замечено, что образование воздушной пробки характерно для первого запуска отопления. По мере того как в трубы поступает вода, воздух должен удаляться. Для этого в самой верхней точке крепится кран, а к нему подсоединяется шланг. Когда трубы наполнятся водой и воздух перестанет выходить, кран закрывают.

О понятии завоздушивания системы вы увидите в этом видео:

Причины образования пробок

Для чего требуется предохранительный клапан?

Отчасти об этом уже упомянуто во вводной части статьи. Все просто – с повышением температуры в системе отопления (при работе котла), теплоноситель стремится расшириться.

Отчасти ему это удаётся – как раз для таких целей в любой системе предусмотрен расширительный бак. А в наше время системы стали делать преимущественно закрытого типа, то есть с герметичным расширительным баком мембранного или баллонного типа.

В таких баках имеется воздушная камера, которая предварительно накачивается определённым давлением. Под действием расширяющегося в объеме теплоносителя (а у него это – единственный путь к свободному расширению) воздушная камера сжимается, давление в ней и в системе в целом – возрастает.

И устройство, и принцип действия расширительного бака закрытой системы отопления не отличается особой сложностью.

Мнение эксперта:

Афанасьев Е.В.

Главный редактор проекта

Задать вопрос эксперту

При правильно рассчитанных параметрах системы отопления, такого компенсационного звена для поддержания оптимального баланса температуры, объёма и давления теплоносителя бывает вполне достаточно. Тем более что в автономных системах никогда и не оперируют слишком высокими показателями давления. Как правило, при принудительной циркуляции с помощью насосного оборудования, давление в трубах контуров редко поднимается выше границы в две технических атмосферы (2 ат, 2 бар или 0,2 МПа), да и то – только лишь на максимальных температурах нагрева теплоносителя. Соответственно, и воздушную камеру расширительного бака предварительно накачивают примерно до 1,5 ат.

В таких системах максимального давления в 3 атмосферы будет больше чем достаточно, и выше ему подниматься – не надо. Это может негативно сказаться на целостности труб проложенных контуров, соединительных узлов, теплообменников. Повышенного давления «не любят» некоторые радиаторы и конвекторы.

В закрытых системах отопления предохранительный клапан работает в «дуэте» с расширительным мембранным баком.

Если при проектировании системы все рассчитано правильно, то давление и не должно вырасти выше установленного для него порога. Но случается всякое, например, временный выход из строя термостатического управления котла. Или прорыв мембраны расширительного бака, выход воздуха из его «сухой» камеры из-за неисправности ниппеля. Случаются и иные неприятности. Вот в таких условиях давление в системе может начать бесконтрольно повышаться, пересечь верхнюю допустимую границу. К чему это иногда приводит – лучше не рассказывать…

И вот для того, чтобы избежать последствий, как раз и нужен предохранительный клапан. Как только давление достигает предельной отметки, происходит срабатывание, клапан открывается и стравливает излишки теплоносителя в дренаж. Нормализуя тем самым уровень давления, давая владельцам время на приведение системы в порядок, на поиск неисправности, вызвавшей аварийную ситуацию.

То есть клапан подбирается (или настраивается, если предусмотрена такая опция) на максимально допустимое давление теплоносителя в контуре отопления.

Тесную взаимосвязь общих параметров системы отопления, установленного в ней расширительного бака и предохранительного клапана хорошо можно отследить на размещенном ниже онлайн-калькуляторе.

Калькулятор расчета минимально необходимого объема расширительного бака для закрытой системы отопления

Перейти к расчётамУкажите запрашиваемые значения и нажмите «РАССЧИТАТЬ МИНИМАЛЬНЫЙ ОБЪЕМ МЕМБРАННОГО РАСШИРИТЕЛЬНОГО БАКА»Объем системы отопления принять: — точный, определенный по проведенным расчетам — приблизительный — от мощности котлаИзвестный или расчитанный объем системы отопления, литров Мощность котла отопления, кВт Какой теплоноситель используется в системе? — вода — антифризКонцентрация гликоля в готовом антифризе? — 10% — 20% — 30% — 40% — 50% — 70% — 90%Максимальное давление в системе отопления (порог срабатывания предохранительного клапана), атмосфер (бар)Минимальное давление (уровень закачки воздушной камеры расширительного бака), атмосфер (бар)

Как видите, расчет можно провести и для воды, и для незамерзающего теплоносителя. в программе калькулятора учтена разница объемного расширения  этих жидкостей при средней температуре нагрева до 75 ÷ 80 ℃.

Еще один нюанс. Для расчёта необходимо указать общий объем системы отопления. Можно, конечно, «плясать» от мощности, но это дает немалую погрешность. Любителям же точности можно посоветовать другой алгоритм определения этого параметра системы.

Как подсчитать общий объем теплоносителя в системе отопления?

Ответ напрашивается сам собой – суммировать объемы всех труб и всех подключённых в контуре приборов, от кота до последней батареи. Сложно и громоздко? – на ничего страшного, если воспользоваться предлагаемым на нашем портале калькулятором расчета общего объема системы отопления.

Причины появления

Воздух в системе отопления может появиться по разным причинам. Если это проблема разовая — можно просто удалить его и не заниматься поисками источника. Если развоздушивание требуется несколько раз за сезон, придется искать причину. Вот наиболее распространенные:

  • Ремонт, модернизация системы отопления. При ремонтных работах воздух в трубопровод попадает практически всегда. Это естественно.
  • Заполнение системы теплоносителем. Если заливать воду в систему медленно, воздуха она с собой несет немного, попутно вытесняя тот, который имеется в трубах и радиаторах. Это тоже процесс понятный, особых мер тоже не требует.
  • Разгерметизация стыков и сварных швов. Этот дефект требует устранения, так как завоздушивание будет происходить постоянно. В индивидуальных системах отопления данное явление (негерметичные соединения) сопровождается также падением давления. И это — еще одна причина искать неисправности. Наиболее вероятное место — соединения труб и радиаторов. Они могут быть негерметичны. Искать их очень сложно, так как внешне они далеко не всегда проявляются. Если вы заметили, что какое-то из соединения «подкапываеет» все намного проще — устраняете капель. Но если внешне все нормально, а воздух все время скапливается, приходится обмазывать стыки и швы мыльной пеной и наблюдать — появятся ли новые пузыри. После нахождения каждого «подозрительного» соединения их подтягивают, обмазывают герметиком или перепаковывают (способ зависит от типа соединений).
  • Скапливаться воздух может в изгибах труб

  • Если в системе отопления уже стоят воздухоотводчики (клапана для сброса воздуха) и в ней начали появляться пробки, надо проверить исправность клапанов, а также герметичность соединений.
  • Появление воздуха в системе отопления может быть связано с разрывом мембраны расширительного бака. В этом случае придется менять мембрану, а для этого надо останавливать всю систему.

Это наиболее распространенные места и способы, какими воздух попадает в радиаторы и батареи. Выгонять его оттуда надо время от времени, но при осеннем пуске отопления  — обязательно.

Засор в трубопроводе

При засоре стояка (отдельного прибора), увеличивается сопротивление участков систем отопления и сокращается расход циркулирующего по ним теплоносителя, в результате снижаются средние температуры отопительных приборов на этих участках.

При засоре стояка в двухтрубной системе наблюдается нормальная температура поверхностей всех отопительных приборов, подключенных к этому стояку. После засора температура резко падает, что происходит в результате сокращения расхода теплоносителя в отопительных приборах системы или полной остановки циркуляции через эти приборы.

При засорах подводок или отопительных приборов температура понижается на поверхности отдельных приборов, при этом весь стояк системы прогревается нормально. Обнаружение засоров — сложная и трудоемкая работа.

1. Методы определения засоров. В однотрубных системах отыскание засора в стояке путем замера температуры, как правило, положительных результатов не дает, так как те¬плоноситель остывает равномерно по всему стояку до и после засора. Акустический способ заключается в прослушивании системы. В местах сужения проходного сечения трубопровода, вызываемого засором, скорость теплоносителя резко возрастает, что приводит к увеличению шума в месте засора. 2. Устранение засоров. После определения места засора его устраняют гидравлической, пневматической промывкой или прочисткой. Перед промывкой всю систему осматривают: проверяют герметичность, разбирают и чистят. Гидравлическая промывка предусматривает создание больших скоростей путем постоянного потока воды через засоренный трубопровод. Для этого воду сбрасывают в дренаж. В некоторых случаях для увеличения скорости используют сетевые, циркуляционные или другие насосы. Вышеописанный способ промывки позволяет ликвидировать засоры, образованные легкими частицами, и очистить трубопроводы в местах, где скорость воды отно- сительно велика. На участках, где скорость воды незначительна (в радиаторах, трубопроводах большого диаметра), промывка неэффективна, так как тяжелые частицы оседают из потока промывающей воды. Продолжитель¬ность промывки зависит от степени и характера загрязнения, а также от диаметра и протяженности промываемого участок. Промывку ведут до полного осветления удаляемой водовоздушной смеси. 3. Прочистка трубопроводов. Прочистку трубопроводов системы отопления производят в том случае, если невозможно удалить засор промывкой. Для этого участок трубопровода, где предполагается засор, отключают и спускают из него воду. Затем трубы отсоединяют от участка трубопровода с засором и прочищают засор толстой упругой проволокой. После пробивки засора на конец проволоки крепят ерш, с помощью которого удаляют засор. В процессе очистки куски засохшего раствора, земли и другие предметы, которые были причиной засора, падают вниз. 4. Удаление грязи водой. Разрыхленную грязь можно удалить также водой. Для этого на концы трубопровода надевают шланги. Верхний шланг подключают к смесителю, а нижний опускают в санитарный прибор (умывальник или унитаз). Открывают смеситель и пропускают воду через трубопровод.

Читайте также:  plyusy-i-minusy-bimetallicheskikh-radiatorov-otopleniya

Причины и последствия воздушных пробок в закрытой системе отопления с принудительной циркуляцией

Причины те же, что и для открытой системы, а также:

  • Разболтанная крыльчатка циркуляционного насоса может «хватать» воздух в процессе работы;
  • Если горячая вода подводится к расширительному баку сверху, то воздух может попадать в систему через трещины или разрывы в мембране бака.
Причины и последствия воздушных пробок в закрытой системе отопления с принудительной циркуляцией

Воздушная пробка в замкнутом контуре приведет к повышению давления в системе и срабатыванию предохранительного клапана. Клапан раз за разом будет стравливать воду, пока не прогорит котел или не разорвет трубы отопления. Поэтому требования безопасности к закрытым системам значительно строже. В частности, для спуска воздуха замкнутый контур оборудуется не только ручными кранами Маевского, но и автоматическими воздушниками. Один из таких автоматических клапанов входит в группу безопасности. Группа ставится на подаче воды, сразу после котла.

Важно! Прохудившийся трубопровод или радиатор не могут стать причиной воздушной пробки. Работающая система, что замкнутого, что открытого типа, находится под давлением. Воздух никогда не пойдет в сторону более высокого давления — это противоречит всем законам физики.

Виды воздухоотводчиков и мест их установки

Воздухоотводчики бывают ручными и автоматическими. Ручные воздухоотводчики или краны Маевского имеют небольшие размеры. Их устанавливают обычно на торцевой части радиатора отопления. Регулируют кран Маевского с помощью ключа, отвертки или даже вручную. Так как кран небольшой, то и его производительность небольшая, поэтому его применяют только для локального устранения воздушных пробок в отопительной системе.

Воздухоотводчики для системы отопления бывают двух типов: ручные (кран Маевского) и автоматические (работают без участия человека).

Второй тип воздухоотводчиков – автоматические – работают без вмешивания человека. Их устанавливают как в вертикальном положении, так и в горизонтальном. Они имеют высокую производительность, но обладают достаточно большой чувствительностью к загрязнениям в воде, поэтому их монтируют вместе с фильтрами и на подающих трубопроводах, и на обратных.

Автоматические воздухоотводчики устанавливаются в отопительных системах закрытого типа по линии трубопроводов в разных точках. Тогда сброс воздуха из каждой группы устройств производится отдельно. Многоступенчатая система обезвоздушивания считается самой эффективной. При правильной прокладке и грамотном монтаже труб (под нужным уклоном) вывести воздух через воздухоотводчики будет просто и беспроблемно. Удаление воздуха из труб отопления связано с увеличением расхода теплоносителя, а также с возрастанием давления в них. Падение давления воды свидетельствует о нарушении герметичности системы, а температурные перепады – о наличии воздуха в радиаторах отопления.

Методика определения диаметра спускных устройств водяных тепловых сетей | Строительный справочник

Диаметр штуцера и запорной арматуры d, м, для спуска воды из секционируемого участка трубопровода водяных тепловых сетей, имеющего уклон в одном направлении, следует определять по формуле

(1)

где dred, ∑l, ired — соответственно приведенный диаметр, м, общая длина, м, и приведенный уклон секционируемого участка трубопровода:

(2)

(3)

где l1, l2, … ln — длины отдельных участков трубопровода, м, с диаметрами d1, d2, … dn, м, при уклонах i1, i2, … in;

m — коэффициент расхода арматуры, принимаемый для вентилей m = 0,0144, для задвижек m = 0,011;

n — коэффициент, зависящий от времени спуска воды t:

Читайте также:  Варианты отделки печей и каминов в доме: плитка, камень или кирпич?

при t = 1 ч. n = 1;

t = 2 ч. n = 0,72,

t = 3 ч. n = 0,58,

t = 4 ч. n = 0,5,

t = 5 ч. n = 0,45.

При размещении спускных устройств в нижней точке тепловой сети диаметр штуцера и запорной арматуры def, м, должен определяться по формуле

(4)

где d1, d2 — диаметры штуцеров и запорной арматуры, м, определяемые по формуле (1) отдельно для каждого, примыкающего к нижней точке участка трубопровода тепловой сети.

Минимально допустимые показатели вероятности безотказной работы следует принимать для:

источника теплоты Рит = 0,97;

тепловых сетей Ртс = 0,9;

потребителя теплоты Рпт = 0,99;

СЦТ в целом Рсцт = 0,9×0,97×0,99 = 0,86.

Заказчик вправе устанавливать в техническом задании на проектирование более высокие показатели.

При подземной прокладке тепловых сетей в непроходных каналах и бесканальной прокладке величина подачи теплоты (%) для обеспечения внутренней температуры воздуха в отапливаемых помещениях не ниже 12 °С в течение ремонтно-восстановительного периода после отказа должна приниматься по таблице 1.

Резервирование подачи теплоты по тепловым сетям, прокладываемым в тоннелях и проходных каналах, допускается не предусматривать.

Для потребителей первой категории следует предусматривать установку местных резервных источников теплоты (стационарных или передвижных). Допускается предусматривать резервирование, обеспечивающее при отказах 100 %-ную подачу теплоты от других тепловых сетей.

Таблица 1

Диаметр труб тепловых сетей, мм Время восстановления теплоснабжения, ч Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления tо, °С
минус 10 минус 20 минус 30 минус 40 минус 50
Допускаемое снижение подачи теплоты, %, до
300 15 32 50 60 59 64
400 18 41 56 65 63 68
500 22 49 63 70 69 73
600 26 52 68 75 73 77
700 29 59 70 76 75 78
800-1000 40 66 75 80 79 82
1200-1400 До 54 71 79 83 82 85

ВОЗДУШНИКИ

Условный проход штуцера и запорной арматуры для выпуска воздуха

Таблица 2

Условный проход трубопровода, мм 25-80 100-150 200-300 350-400 500-700 800-1200 1400
Условный проход штуцеров и запорной арматуры для выпуска воздуха, мм 15 20 25 32 40 50 65

ВОЗДУШНИКИ, СПУСКНИКИ, ДИАМЕТРЫ ПЕРЕМЫЧЕК

Условный проход штуцера и арматуры для спуска воды и подачи сжатого воздуха

Таблица 3

Условный проход трубопровода, мм 50- 80 100-150 200-250 300-400 500-600 700- 900 1000-1400
Условный проход штуцера и арматуры для спуска воды, мм 40 80 100 200 250 300 400
То же, для подачи сжатого воздуха, мм 25 40 40 50 80 80 100
Условный проход перемычки, мм 50 80 150 200 300 400 500

СПУСКНИКИ

Условный проход штуцера и запорной арматуры для спуска воды из секционируемых участков водяных тепловых сетей или конденсата из конденсатных сетей

Таблица 4

Условный проход трубопровода, мм До 65 включ. 80-125 150 200-250 300-400 500 600-700 800-900 1000-1400
Условный проход штуцера и запорной арматуры для спуска воды или конденсата, мм 25 40 50 80 100 150 200 250 300

Наименьший внутренний диаметр труб должен приниматься в тепловых сетях не менее 32 мм, а для циркуляционных трубопроводов горячего водоснабжения — не менее 25 мм.

Смотрите также «Справочные данные»:

Краны Маевского: принцип и нюансы работы

Для удаления воздушной пробки из стандартного радиатора в подавляющем большинстве случае применяют кран Маевского, или ручной воздухоотводчик.

Деталь состоит из латунного корпуса и винта, имеющего форму конуса. Отверстие, с помощью которого можно выпустить воздух, находится сбоку на корпусе. Расположение кранов зависит от типа обогревающей системы. В горизонтальной их монтируют на каждый радиатор, а в вертикальной – в приборы, находящиеся на верхнем этаже дома.

Краны Маевского: принцип и нюансы работы

Главное условие их нормальной работоспособности – правильный подбор деталей с учетом размеров резьбы. Ручные краны элементарны в эксплуатации, не требуют от пользователей никаких особых навыков, почему и получили распространение. Достаточно время от времени прочищать загрязнения на корпусе или пластиковой прокладке.

Установка в системе отопления

Маленькие пузырьки воздуха, путешествуя по системе отопления собираются в более крупные, которые поднимаются выше по системе отопления. Именно по этой причине рекомендуется устанавливать автоматические воздухоотводчики в самых верхних точках отопительной системы. Наиболее подвержены образованию воздушных пробок водогрейные котлы, коллекторы, радиаторы и другие П-образные участки, которые также комплектуются этими устройствами. В жилых помещения устанавливаются автоматические или ручные воздухоотводчики для радиаторов, а отопительные котлы защищаются специальными группами безопасности для отопительных котлов.

Чтобы избежать слива теплоносителя из системы отопления при демонтаже воздухоотводчика для его ремонта или замены, перед ним устанавливается отсекающий клапан. Он состоит из латунного корпуса с пластиковым золотником внутри. Отсекающий клапан открыт когда в него вкручен воздухоотводчик. При его выкручивании клапан автоматически закрывается изолируя систему отопления.

В дополнение к нашему рассказу посмотрите небольшое видео об автоматических воздухоотводчиках:

Автоматический воздухоотводчик чрезвычайно важный элемент системы отопления. Не смотря на его маленькие габариты и простую конструкцию, он надежно защищает систему от разрушительного воздействия воздуха. Правильный выбор и установка этого дешевого прибора сэкономит вам значительные средства на ремонте дорогостоящих узлов отопительной системы вашего дома.