Sadržaj članka
- Čemu služi višak tlaka?
- Zatvorena pravila crtanja kontura
- Odabir i ugradnja ekspanzijskog spremnika
- Automatsko hranjenje sustava
- Postavljanje i rješavanje problema
Novi stručnjaci za dizajn i ugradnju sustava hidrauličkog grijanja pitaju se: zašto je toliko važno održavati višak tlaka u krugu i na koji se način to može postići. Pozivamo vas da saznate odgovore na popularna pitanja o ovoj temi u našoj recenziji o zatvorenim sustavima grijanja.
Čemu služi višak tlaka?
Zamislite sustav grijanja s otvorenim ekspanzijskim spremnikom. U svom gornjem dijelu, rashladno sredstvo je pod pritiskom od oko 100 kPa ili 10,2 m vodenog stupca. Za razliku od gornje granice punjenja, koja je pod normalnim atmosferskim pritiskom, u donjem dijelu se rashladno sredstvo još više komprimira, razlika je upravo jednaka razlici visine i izražava se u metrima vodenog stupca. Promjene u atmosferskom tlaku i nadmorskoj visini, kao i u gustoći rashladne tekućine, mogu se prilagoditi. Međutim, u praksi se takve male pogreške zanemaruju..
U normalnom radu takvog sustava zagrijava se značajna količina vode unutar izmjenjivača topline kotla. Zagrijavanje je praćeno ekspanzijom, zbog čega dio vode s višom temperaturom vrši dodatni pritisak na susjedni volumen rashladne tekućine. U tom se slučaju tekućina s nižom gustoćom kreće prema gore: tlačna sila zagrijanog rashladnog sredstva zbraja se s tlakom atmosfere i unutarnjim tlakom sustava, što omogućuje guranje rashladnog sredstva duž zatvorene petlje. Što je veća brzina kretanja rashladne tekućine, to je izraženiji efekt konvekcije i obrnuto..
Što se događa u takozvanim zatvorenim sustavima grijanja? U njima je rashladno sredstvo izolirano iz atmosfere, zbog čega je tlak praktički nula na gornjoj granici punjenja, a u najnižoj je točki jednaka stvarnoj visini stupa tekućine. Povećanje tlaka uslijed širenja vode ne dopušta uvijek prevladavanje hidrodinamičkog otpora sustava, jer tijekom širenja voda se forsira u oba smjera, a njegovo širenje prema dolje ne kompenzira se dodatnim tlakom.
Povećanje volumena tijekom zagrijavanja karakteristično je za bilo koji nosač topline. U zatvorenom sustavu grijanja to definitivno dovodi do povećanja tlaka.
Moguće je pokrenuti takav sustav samo ako se velika količina rashladne tekućine brzo zagrijava, što je nemoguće u modernim sustavima grijanja koji karakteriziraju mali pomak i nazivni prolaz cijevi. Stoga, prekomjerni tlak u sustavu služi kao svojevrsna zamjena za atmosferski tlak, uvelike olakšavajući prirodnu konvekciju i rad uređaja s prisilnom cirkulacijom..
Naravno, tlak u sustavu grijanja ne mora biti jednak u različitim točkama. Najveće vrijednosti zabilježene su u izmjenjivaču topline i na povratnoj cijevi kotla, nešto niži tlak može se zabilježiti na ulazu cirkulacijske crpke, a najmanji – na najudaljenijem i najvišem dijelu dovodnog voda. Jedan od glavnih zadataka inženjera grijanja je osigurati višak tlaka unutar sustava grijanja i monitora, tako da se u njegovim različitim čvorovima uočava razlika koja se uklapa u utvrđene norme..
Zatvorena pravila crtanja kontura
Za otvorene hidrauličke sustave pitanje regulacije tlaka je nebitno: jednostavno ne postoje adekvatni načini za to. Zauzvrat, zatvoreni sustavi grijanja mogu se prilagoditi fleksibilnije, uključujući i pritisak tlaka. Međutim, prvo morate sustavu osigurati mjerne uređaje – manometre, koji se ugrađuju putem trosmjernih ventila na sljedećim točkama:
- u sakupljaču sigurnosnih skupina;
- na razgranavanju i sakupljanju sakupljača;
- neposredno uz ekspanzijski spremnik;
- na uređajima za miješanje i potrošnju;
- na izlazu cirkulacijskih crpki;
- na filtru blata (za kontrolu začepljenja).
Nije svaka pozicija bezuvjetno potrebna, mnogo ovisi o snazi, složenosti i stupnju automatizacije sustava. Često se cjevovod kotlovnice postavlja tako da se dijelovi važni s aspekta upravljanja konvergiraju u jednu cjelinu, gdje je ugrađen mjerni uređaj. Dakle, jedan manometar na ulazu u pumpu također može služiti za praćenje stanja filtra..
Zašto trebate pratiti pritisak u različitim točkama? Razlog je jednostavan: tlak u sustavu grijanja je skupni pojam, koji sam po sebi može ukazivati samo na nepropusnost sustava. Koncept radnika uključuje statički tlak nastao djelovanjem gravitacije na rashladno sredstvo i dinamičke – oscilacije koje prate promjenu načina rada sustava i pojavljuju se u područjima s različitim hidrauličkim otporom. Dakle, tlak se može značajno promijeniti kad:
- zagrijavanje rashladne tekućine;
- kršenje cirkulacije;
- uključivanje make-upa;
- začepljenje cjevovoda;
- pojava zagušenja zraka.
Ugradnja kontrolnih manometra u različitim točkama kruga omogućuje vam brzo i točno utvrđivanje uzroka kvarova i započinjanje njihovog uklanjanja. Prije nego što razmislite o ovom pitanju, trebali biste proučiti: koji uređaji postoje za održavanje radnog tlaka na željenoj razini.
Odabir i ugradnja ekspanzijskog spremnika
Glavni način održavanja stabilnog tlaka u sustavu grijanja je ugradnja ekspanzijskog spremnika. Ovo je zapečaćena posuda koja ne teče, unutar koje je postavljena kruška, ispunjena zrakom pod određenim pritiskom. Budući da se zrak može komprimirati, ovaj prigušnik pomaže u izglađivanju dinamičkih kolebanja tlaka..
1 – stanje sustava grijanja prije punjenja rashladnom tekućinom; 2 – normalan način rada sustava grijanja; 3 – višak tlaka kao rezultat pregrijavanja rashladne tekućine
Da bi ekspanzijski spremnik mogao raditi kako se očekuje, njegov volumen mora biti dovoljno visok. Također biste trebali uzeti u obzir radni dizajn i maksimalni tlak u sustavu, što je određeno podacima o putovnici kotla. Dakle, propisani minimum od 0,3 do 0,5 bara potreban je za stabilan rad grijaće jedinice, dok granica reda od 1,2-1,5 bara ograničava razorni učinak pritiska na izmjenjivač topline. Navedene vrijednosti uzete su iz primjera većine kućnih kotlova snage do 15 kW, za učinkovitije kotlove vrijede veće vrijednosti. Moguće je odrediti radni tlak sustava tijekom hidrauličkog izračuna, željena vrijednost ovisi o hidrodinamičkom otporu cijevi, grijaćih uređaja i okova.
Volumen spremnika određuje se pomakom sustava, toplinskom ekspanzijom rashladne tekućine i krajnjim tlakom. Kao prvo približenje, kapacitet spremnika trebao bi biti oko 0,07–0,1 puta veći od volumena rashladne tekućine. Točnija vrijednost pronađena je formulom (Vt *?) / K, to jest proizvodom ukupnog volumena rashladne tekućine s koeficijentom njene ekspanzije, podijeljenim s radnim koeficijentom spremnika. Potonji se određuje razlikom između graničnog i radnog tlaka, podijeljenog s graničnim tlakom, kojem je dodana jedinica: (P max – P slave) / (P max + 1). U ovom se slučaju radni tlak mjeri u gornjoj točki sustava (na sigurnosnoj grupi) i trebao bi biti blizu atmosferskog na visini vodenog stupca do 4-5 m.
Nema praktične razlike u mjestu ugradnje zatvorenog ekspanzijskog spremnika. Da bi se osigurao učinkovit rad uređaja u različitim načinima korištenja mreže grijanja, spremnik se ugrađuje u zonu najvišeg statičkog tlaka, to jest u najnižu točku sustava, na mjestu koje je prikladno za održavanje. Rezervoar se kroz prorez urezuje u glavni povratni cjevovod, veza se vrši pomoću zapornog kugličnog ventila.
Automatsko hranjenje sustava
Druga jedinica koja osigurava održavanje viška tlaka u sustavu je automatski uređaj za šminkanje. Naravno, voda se može ručno ulijevati u sustav, ali to nije prikladno za velike količine istjecanja. Na primjer, ako u sustavu postoji puno okova ili postoje praznine kroz koje redovito prodire mikroskopska doza rashladnog sredstva. Također je automatsko dopunjavanje gotovo neophodno za zatvorene sustave s posebnom rashladnom tekućinom – bez tlačne pumpe jednostavno je nemoguće osigurati dovoljno visok tlak.
Prva vrsta automatskih uređaja za šminkanje djeluje na principu grupe za automatizaciju kompresora. Prekidači visokog i niskog tlaka uključuju i isključuju dopunjavanje ako je tlak u sustavu ispod ili, odnosno, iznad postavljenog praga. Takvi su uređaji najjednostavniji i najjeftiniji, ali imaju glavni nedostatak – ne uzimaju u obzir temperaturu tekućine i stupanj njezinog širenja..
Na primjer, tijekom rada sustava, tlak pada 20-30% ispod radnog tlaka, ali istodobno ne doseže minimalni prag na koji je postavljen relej. To ne čudi, jer je relej kalibriran u hladnom stanju sustava. Još jedan poseban slučaj: kada se relej aktivira, šminka se uključuje i dodaje dio hladne, odnosno još ne razrijeđene tekućine u sustav. Ako ekspanzijski spremnik nema dovoljan kapacitet, zbog toga će širenje rashladne tekućine pokrenuti sigurnosni ventil, dio rashladne tekućine će se osloboditi, tlak će se ponovo smanjiti, šminka će se ponovo uključiti, a zatim u krug.
Opisana nijansa važna je za sustave grijanja koji sadrže preko 300 litara vode. U takvim je slučajevima optimalno koristiti digitalne dozirne uređaje, koji su opremljeni najsavremenijom tehnologijom kotla. Regulator će izvršiti potrebna podešavanja i dodati strogo definiranu količinu rashladne tekućine u sustav, vodeći računa o njegovoj temperaturi i proširivosti. Kao i kod uobičajenih mehaničkih ventila za nadopunu, bolje je spojiti elektronički raspršivač na opskrbnu mrežu odmah nakon umetanja premosne cijevi u njega kako bi se izbjegao temperaturni šok izmjenjivača topline. Na ulaznu cijev za rashladno sredstvo preporuča se instalirati filtar od blata ili uloška, jedinica za ubrizgavanje je povezana s kugličnim ventilom.
Postavljanje i rješavanje problema
Održavanje tlaka u sustavu grijanja nemoguće je bez poštivanja pravila za njegovo punjenje. To mora biti učinjeno s minimalnim tlakom i s otvorenim ventilima za upuhivanje zraka u mreži radijatora. Petlje za podno grijanje pune se naizmjenično, inače će se, zbog razlike u duljini, zrak sigurno premjestiti u duže zavojnice. Nakon punjenja sustava pod tlakom je dvostrukim radnim tlakom, a očitanja manometra prate se određeno vrijeme. Obično je tlak vodoopskrbnog sustava dovoljan za ispitivanje tlaka, inače morate koristiti ručnu klipnu hidrauličku pumpu. Nakon provjere, tlak je smanjen na minimum, sustav se zagrijava do maksimalne radne temperature, nakon završetka zagrijavanja cijelog volumena rashladne tekućine mjeri se tlak: mora biti manji od ograničenja za 20-30%.
Smanjivanje tlaka tijekom vremena uobičajeno je u sustavima slatke vode. Iz njega se oslobađa otopljeni kisik, odnosno, s vremenom se smanjuje ukupni volumen rashladne tekućine. Trebate samo povremeno napuniti sustav dok učinak ne nestane sam od sebe. Povećanje tlaka jasan je znak pogrešnog izračuna ekspanzijskog spremnika, njegov volumen treba povećati. Male razlike unutar 10-15% radnog tlaka smatraju se sasvim normalnim, to je zbog linearnog širenja cijevi. Ako porast tlaka tijekom grijanja i hlađenja sustava prelazi 30% od nazivnog, to ukazuje ili na oštećenje membrane u spremniku ili na prisutnost zračnih brava u sustavu.
Koji bi optimalni pritisak trebao biti u vašem sustavu grijanja privatne kuće?