Выход из строя муфты требует ее замены.

Если проблема связана с неисправностями в расширительном баке, значит, на был выбран неподходящий объем или произошло повреждение мембраны. Ремонт будет требовать проведения повторных расчетов или замены бачка.

При сбрасывании давления после первого запуска беспокоиться по поводу выхода из строя отопительной системы не стоит. Это нормальная реакция, связанная с тем, что в контуре присутствует большое количество воздуха. При нормальной работе оборудования пузырьки выйдут из трубопровода, а характеристики контура стабилизируются. Чтобы быстрее вывести пузырьки, понадобится задействовать ручной механизм для стравливания воздуха.

Если произошло повреждение теплообменника из-за интенсивной эксплуатации и износа, найти источник проблемы без специализированного оборудования будет сложно.

Для предотвращения многочисленных проблем в работе системы отопления, включая снижение давления, важно выполнять комплексную профилактику и соблюдать ряд правил использования. Стоит следить за правильностью подключения трубопровода и обогревательных элементов, поскольку многие ошибки допускаются еще на этапе монтажа.

Чтобы избежать образования воздушных пробок в обогревательном контуре, важно грамотно закрепить рабочие узлы, убедиться в работоспособности клапанов и соединений, а также провести диагностику. Давление подается с помощью компрессора на ¼ больше стандартного значения. Если через 30 минут показатели не упадут, это будет свидетельствовать о том, что ошибка устранена и можно приступать к эксплуатации котла в прежнем режиме. Если замечаются резкие скачки давления, понадобится повторная проверка системы на наличие протечек.

Почему падает давление в системе отопления закрытого типа без утечки

Многие владельцы загородной недвижимости жалуются на перепады давления в автономном отоплении в частном доме. Эту проблема может носить периодический характер и возникать без каких-либо причин. Чтоб устранить неисправность, её нужно выявить, и только после этого начинают «исцеление системы». Хорошее постоянное давление наблюдается в правильно устроенном контуре с циркуляционным насосом и правильно расположенным герметическим бачком.

Все элементы отопительной системы располагаются по следующей схеме. Первым устанавливается котёл. От этого агрегата отходят трубопроводы и радиаторы, затем монтируют расширительный бачок и циркуляционный насос. Обратите внимание на тот факт, что мембранная ёмкость может быть установлена в любой точке системы. Оптимальным местом установки насоса считается промежуток трубы между котлом и баком.

Важно!  Не все знают, какое давление должно быть в системе отопления закрытого типа. Нормальными показателями считается значение в 1,5…2 атмосферы.

Основные причины скачков давления

Причин изменения давления в трубопроводах с теплоносителем может быть множество. Давайте ознакомимся с самыми популярными из них.

Наличие воздуха в системе

Воздушные пробки нарушают циркуляцию жидкости, приводят к нежелательному охлаждению теплоносителя и преждевременному износу крыльчатки насоса. Существует несколько путей проникновения воздуха в трубопровод:

• во время проведения ремонтных работ;
• при закачке теплоносителя;
• в случае нарушения работы специальных приборов, воздухоотводчиков или кранов Маевского;
• в результате утечки теплоносителя.

Во время заполнения труб воздух спускают с кранов несколько раз. Чтоб нежелательное вещество смогло выйти из радиаторов отопления их нужно легонько встряхнуть. Краны Маевского безотказно работают только при закачке чистой воды или другого вида теплоносителя. Если такой жидкости нет, то перед воздухоотводчиком устанавливают специальный фильтр, который нуждается в периодической проверке и очистке.

Утечка жидкости

Никто не знает, где должен быть перепад давления в системе отопления. Иногда причиной такого явления может стать течь воды. В большинстве случаев это происходит на участках соединения кранов или подключения других приборов. Определить место утечки жидкости можно по визуальному осмотру, но это не всегда помогает.

Более точным способом определения дефекта считается использование тепловизора или закачки воздуха под давлением. Заметим, что каждый из этих способов требует специального оборудования. Выявленную поломку устраняют, в местах резьбовых соединений наматывают фум ленту и затягивают гайки.

Совет! Для определения течи в трубопроводах нужно отключить насос и провести замер статистического давления. Если показатели в норме, то нужно поискать другую причину поломки.

Котёл отопления или циркуляционный насос

Иногда скачки давления указывают на необходимость в ремонте системы отопления. Неисправность насоса можно определить при подключении отдельного прибора  при отключении всех остальных аналогичных устройств. В этом случае пользователь должен обратить внимание на изменение показателей манометра.

Если насосы эксплуатируются на протяжении длительного времени, то причиной их неисправности может стать неисправный уплотнитель. Эти детали подлежат замене. В насосе может забиться и входящий патрубок. Чтоб этого не случилось, перед установкой монтируют сетчатый фильтр, который нуждается в периодической прочистке. Для предупреждения выхода из строя подшипника насос чистят во время простоя отопительной системы в летний период.

Обратите внимание! Причиной перепадов давления может стать и забитый теплообменник котла. В этом случае не обойтись без серьёзного ремонта агрегата.

Использование алюминиевых батарей

В таких отопительных приборах во время эксплуатации могут образовываться газы. При контакте воды с поверхностью алюминия происходят окислительные реакции с выделением водорода. Ремонт системы отопления проводить нет смысла, ведь окисление происходит только с новыми радиаторами.

Проблемы с расширительными ёмкостями

по конструктивным особенностям компенсационные баки могут быть:

• мембранными;
• баллонными.

Во внутренней части этих приборов присутствует резиновый компонент, мембрана, которая выполнена в виде баллона. Со временем на поверхности этого элемента появляются трещины, что приводит к изменению соотношений жидкостной и воздушной камер. Воздух может выходить и через ниппель, что тоже может стать причиной изменения давления в системе. Выходом из ситуации станет замена повреждённой детали. Такую работу можно провести самостоятельно или воспользоваться услугами мастера.

Как предотвратить попадание воздуха в контур

Прежде всего, нужен правильный монтаж отопительной системы. Каждый пользователь должен уметь быстро и легко устранять возникающие воздушные пробки. Для этого необходимо:

1. Постоянно проверять герметичность соединения труб в системе.
2. Перед запуском отопления в трубопровод закачивают воздух, давление которого на 20% больше от рабочего. Показатели манометра берут в начале процесса и через 20 минут через закачки. Если значения за этот период не изменились, то систему можно считать герметичной. На утечку указывает падение стрелки прибора или характерный свист на повреждённом участке трубопровода.
3. Заполнение контура нужно проводить плавной закачкой холодной воды. Накопившийся в системе воздух спускают несколько раз, используя краны Маевского.
4. Эксперты рекомендуют использовать нержавеющие батареи отопления.
5. Не желательно часто проводить замену теплоносителя, ведь в свежей чистой воде всегда содержится небольшой процент кислорода.

Для стравливания воздуха устанавливайте воздухоотводчики в проблемных местах. Если вам не удалось достичь оптимального результата, оставьте заявку на сайте или позвоните по  номеру +7 (926) 966-78-68.

Почему падает давление в системе отопления и как его поднять

Здесь вы узнаете:

Одним из параметров любой отопительной системы является давление теплоносителя. Для частных домовладения этот показатель составляет 1,5-2 атмосферы – это считается нормой. В случае превышения нормы возможны поломки, в том числе и серьёзные. Но в некоторых случаях наблюдается обратное явление – падение. Давайте посмотрим, почему падает давление в системе отопления двухконтурного котла и что нужно предпринять при развитии данной ситуации.

Норма и контроль

Мы уже сказали, что в газовом котле давление должно быть в пределах 1,5-2 атмосфер – это норма для системы, которая запущена в эксплуатацию и находится в разогретом состоянии. В многоэтажных домах, отапливаемых централизованными котельными, этот показатель более высокий. Здесь трубы и батареи должны выдерживать не только высокое давление, но и гидроудары – это скачкообразное увеличение давления.

Если для централизованных систем перепады характерны, то для автономного отопления они являются редкостью – объём теплоносителя здесь не такой уж и большой, чтобы наблюдались серьёзные скачки. В холодном состоянии нормальным показателем является 1-1,2 атм., а в разогретом – чуть выше.

В частных домовладениях применяются автономные системы отопления с питанием от одноконтурных и двухконтурных котлов. Последние получают всё большее распространение. Помимо обогрева, они решают проблему подготовки горячей воды. Один контур в них нагревает циркулирующий по трубам теплоноситель, а другой обеспечивает работу системы горячего водоснабжения.

Приборы контроля

Для контроля давления воды в котле отопления и отопительной системы используются манометры и термоманометры. Последние представляют собой комбинированные приборы для контроля сразу двух параметров. После запуска контура необходимо контролировать показатели, чтобы они не выходили за пределы нормы.

В некоторых двухконтурных напольных и настенных котлах традиционные стрелочные манометры отсутствуют. Вместо них здесь устанавливаются электронные датчики, информация с которых передаётся в электронный блок, после чего обрабатывается и выводится на дисплей. Также возможен другой подход – если отопительный агрегат лишён манометра, он предусматривается группой безопасности.

Сама группа безопасности включает в себя следующие узлы:

• Манометр или термоманометр – для контроля температуры и давления в отопительном контуре;
• Автоматический спускник воздуха – препятствует завоздушиванию контура;
• Предохранительный клапан – сбрасывает давление теплоносителя при его чрезмерном повышении.

Обязательно предусмотрите этот узел в замкнутой системе отопления.

Падение давления и причины

В этом разделе вы узнаете, почему падает давление в системе отопления и как с этим бороться. Причины могут быть самыми разными, поэтому практикуется комплексная проверка всего контура.

Падает давление в системе при включении горячей воды

Эта проблема носит распространённый характер, такие жалобы поступают от многих пользователей. Суть такова – открываешь кран с горячей водой, и вместе с этим падает давление в системе отопления. Ничего страшного в этом нет, так как это явление связано с особенностями конструкции некоторых двухконтурных котлов. Специалисты говорят о том, что по факту оно не падает, а манометр показывает неправильное значение.

Когда падает давление в газовом котле, он уходит в ошибку и не включается – такая схема реализована во многих двухконтурных агрегатах. Если вы открываете кран с горячей водой, а потом отопление не восстанавливает свою работу, следовательно, давление всё-таки падает – нужно разбираться с причинами. Например, этому может способствовать подсос воздуха в контур или неправильная работа трёхходового клапана.

Падает давление из-за протечек

Такая неполадка, как протечка теплоносителя, приводит к тому, что в контуре постоянно падает давление. Задача пользователя заключается в осмотре всей системы отопления – вода может выходить буквально через каждый узел. Например, причинами утечек часто становятся плохо зажатые соединения, прохудившиеся теплообменники, трещины в трубах и батареях отопления. Обычно герметичность проверяется ещё на этапе первоначального запуска контура, но она может нарушиться и впоследствии.

Давайте посмотрим, что нужно осмотреть и проверить, если падает давление в системе отопления закрытого типа:

• Соединительные фитинги – чем больше соединений, тем меньше надёжность системы;
• Отопительные батареи – даже мельчайшая трещина может привести к тому, что из неё польётся теплоноситель;
• Расширительные бачки – убедитесь в отсутствии нарушения их герметичности;
• Двухконтурные котлы – если давление падает из-за протечки, под ними могут образовываться лужи воды.

Найденные неисправности устраняются, после чего система подпитывается водой до восстановления нормального давления.

Воздушные пробки

Трещины и отсутствие герметизации в системе отопления приводят не только к протечкам, но и к обратному явлению – засасыванию воздуха в контур. В результате этого в нём образуются пузырьки воздуха. Часть из них ликвидируется спускниками воздуха, но они присутствуют далеко не во всех системах. Если давление в системе падает, вероятно, имеет место сильное завоздушивание отопления.

Также воздушные пузырьки могут образовываться в результате неправильного заполнения контура – в нём образуются воздушные пробки, из-за которых и падает давление в системе отопления. Завоздушивание становится причиной и многих других явлений:

• Бульканье и журчание, распространяющееся по трубам – это звуковые эффекты вызываются воздушными пузырьками;
• Холодные батареи и участки труб – падает не только давление, но и эффективность обогрева;
• Коррозия металла – наличие в системе отопления воздуха приводит к истончению металлических компонентов.

Таким образом, поднять давление в котле поможет банальное развоздушивание системы.

Проблема с расширительным баком

Падает давление в котле Baxi или в котле Ардерия – довольно распространённые проблемы, мучающие пользователей. Обычно причиной этого становятся утечки в трубах и радиаторах, неправильная работа крана подпитки, прохудившиеся теплообменники. Но иногда проблема кроется в мембранных расширительных бачках. Каким-то образом они не могут поддержать номинальное давление в системе отопления – оно падает.

Решение задачи – замена расширительного бачка. Но прежде чем приступать к его демонтажу, необходимо исключить другие поломки, вызывающие снижение напора в трубах. Обязательно проверьте теплообменник, осмотрите трубы и радиаторы, убедитесь в отсутствии пузырьков воздуха. Как избавляться от завоздушивания – мы уже рассказывали в наших обзорах.

Неисправность измерительного оборудования

Иногда поиск причин, по которым падает давление в системе отопления, не даёт совершенно никаких результатов. Трубы герметичны, вода нигде не капает, воздух не подсасывается, расширительный бачок цел, теплообменник герметичен. Самое время паниковать и вызывать специалиста. Но делать этого не нужно – если вы заметили, что давление постоянно падает, возможно, неисправна автоматика двухконтурного котла или сам манометр.

Контрольно-измерительная техника действительно имеет свойство периодически ломаться – как и любое другое оборудование. А в нашем случае оно может показывать, что давление теплоносителя падает, в то время как оно находится в норме. Диагностировать неисправность манометров и манометрических датчиков сложно – необходимо как-то удостовериться в корректности снимаемых показаний. Для этого вы можете обратится к помощи специалистов.

Если вы действительно уверены, что давление отображается неверно и на самом деле не падает, купить новый манометр и замените его. С гарантийным оборудованием потребуется вызов мастера из сервиса.

Как поднять давление в котле

Если давление падает из-за расширительного бачка, значит, неверно рассчитан его объём или повреждена внутренняя мембрана. Ситуация исправляется более точным вычислением необходимого объёма или заменой бачка.

Если давление в системе отопления падает сразу же после его первого запуска, то это норма. В только что заполненном контуре, если он заполнялся обычной водопроводной водой, полно воздуха. Как только он преобразуется пузырьки и удалится из труб, параметры контура нормализуются. Также вы можете попробовать убрать пузырьки вручную, воспользовавшись ручным спускником воздуха.

Хуже всего, если упало давление в системе, проложенной внутри стен и полов – трубы нередко маскируются и полностью утапливаются в строительных конструкциях. Если с ними что-то случится, придётся основательно помучиться, чтобы локализовать неисправность. Предотвратить ситуацию можно путём более тщательного выбора материалов для постройки контура отопления.

Перед тем как поднять давление, необходимо проверить герметичность системы. Для этого необходимо осмотреть:

• Все отопительные приборы – нередко протечки образуются там, где они соединяются с трубами. Также возможны протечки между отдельными секциями;
• Трубы – микротрещины нередко приводят к утечке теплоносителя, из-за чего давление постепенно падает;
• Фитинги – ещё одно распространённое место образования утечки теплоносителя;
• Котлы – двухконтурные модели обладают сложным внутренним устройством, необходимо осмотреть циркуляционный насос, трёхходовой клапан и теплообменник.

Лучше всего, если осмотром двухконтурного котла займётся специалист.

Также необходимо следить за тем, чтобы давление в системе отопления не превышало заданного предела. Максимальный показатель обычно составляет 3 атмосферы.

Падает давление в системе отопления. В чем причина и что делать?

Падает давление в системе отопления — что делать?

Содержание статьи

Утечки бывают разных видов. Они могут быть на системе отопления (на трубах, на запорной арматуре, на ниппелях, на батареях) или же внутри котла, то есть внутренние утечки.

Наружные утечки

Для начала рассмотрим наружные утечки, то есть утечки по трубам. В основном в системах отопления используют дешевые виды труб, такие как металлопластиковые и пластиковые трубы. Очень редко используют медные трубы. Все они могут стать причиной утечек.

В первую очередь необходимо проверить всю систему на утечку. Для этого включается котел на максимум (например, на 80 градусов), нагревается полностью вся система, и после прогрева всей системы мы доводим давление в системе до максимального, которое будет составлять примерно 2- 2,5 Бар. На некоторых котлах это значение может составлять около 3 Бар. То есть давление доводится до такого максимально возможного значения, выше которого сработает взрывной клапан.

Накачав давление, следует дождаться момента, когда система начнет остывать. В то время как система остывает, берутся обычные салфетки, туалетная бумага, газеты или любой другой материал, на котором будет видно утечку воды. С помощью данного материала обжимаются все трубки, все запорные арматуры и другие элементы, проходя по всем точкам.

Особое внимание следует обратить на те места, в которых имеются окислы. Обычно они образуются вокруг тех мест, где в батарею входят фитинги. Такие окислы могут накапливаться в большом количестве. Для чего необходимо нагревать систему отопления?

При нагреве системы отопления (про выбор и сравнение систем отопления читайте здесь) идет максимальное расширение воды, и если где-то есть утечка, то трещина расширится, и оттуда начнет бежать, выступать вода. Когда же система отопления нагрета до 80 градусов, утечку нельзя будет обнаружить. Утечку можно будет определить только в тот момент, когда система отопления остынет до 20-30 градусов. При высокой же температуре вода будет просто испаряться, и утечка не будет заметна.

Если участок системы отопления замурован в стены или в пол, то определить утечку в этом месте будет практически невозможно. К примеру, если теплый пол сделан из некачественных труб, то отыскать утечку в данном случае никак не удастся.

Утечки внутри котла

Второй вид утечек – это утечки внутри котла. Внутри котлов имеются агрегаты, в которых может осуществляться утечка воды. Подобные проблемы, как правило, всегда можно заметить. К узлам, в которых может происходить утечка, относятся:

• Автовоздушный клапан;
• Взрывной клапан;
• Трехходовый клапан;
• Расширительный бак.

Первый узел, в котором может происходить утечка — автовоздушный клапан. Он стоит наверху насоса и имеет маленький колпачок, откуда могут выходить капли воды вместе с воздухом, который образуется в системе отопления. Эти капли могут высыхать, однако это происходит в редких случаях, обычно они начинают выходить с котла.

Проблема с автовоздушным клапаном является очень распространенной. Это случается, если автовоздушному клапану не делается ревизия, он не чистится и не меняется вовремя.

Второй узел утечки – взрывной клапан. Некоторые люди выводят взрывные клапаны через стену на улицу с помощью трубки, чтобы не затопить под котлом кухню или другую комнату в зависимости от того, где размещен котел.

Обычно так советуют делать работники, которые устанавливали котел. Они рекомендуют выводить трубку в канализацию или через стену на улицу. Часто случается так, что через этот взрывной клапан выходит давление. Взрывной клапан когда-то сработал, туда попала песчинка или еще что-то, и теперь с него медленного сочится вода.

Чтобы проверить взрывной клапан на утечку, необходимо взять рукой трубку, которая от него отходит. Если трубка теплая или горячая где-то на расстоянии метра, значит, скорее всего, проблема во взрывном клапане. В таком случае следует демонтировать трубку и проверить визуально, капает ли вода или нет.

Третий возможный гидроузел утечки — трехходовой клапан. Этот клапан осуществляет переключение между отоплением и горячим водоснабжением. Часто случает так, что выходят из строя подобные узлы, которые отвечают за переключение. Это говорит о том, что сервопривод сломался. В этом случае вода будет вытекать, а давление падать.

Четвертым узлом утечки может оказаться расширительный бак. В данном баке отсутствует воздух. В нем имеется мембрана, благодаря которой в одну сторону закачивается воздух, а во вторую идет давление с системы отопления.

Если расширительный бак вышел из строя, то в нем отсутствует компенсация — вода прижалась полностью к расширительному баку. Когда температура на котле падает, то система отопления остывает, а давление, которое было, например, 1,5 Бар, падает почти до нуля или до того значения, при котором котел уже не может включиться. Обычно это значение составляет 0,5 Бар.

Это и есть все основные причины, по которым может падать давление в системе отопления. Разумеется, существуют и другие причины, которые могут приводить к данной проблеме.

Чтобы как можно скорее выявить причину падения давления в системе отопления, следует обратиться к специалистам. Благодаря своей квалификации, опыту и знаниям в области устройства и правильного монтажа систем отопления они смогут быстро отыскать причину и устранить неисправность.

гидроудар и котлы, причины роста

Для эффективной работы отопительной системы в ней должно поддерживаться определенное давление теплоносителя. Это касается не только частных домов, но и многоквартирных построек. Из-за скачков давления в сети различное сложное оборудование может выходить из строя. К негативным последствиям может привести как снижение показателей манометра, так и гидравлический удар в системе отопления. Для начала нужно разобраться, почему в системе отопления падает давление. После этого нужно устранить причины и последствия негативного явления.

Классификация давления в закрытом отопительном контуре

В отопительном контуре существует три разновидности давления:

1. Статические показатели характеризуют силу, с которой водяной столб определенной высоты давит на стенки трубопроводов. Этот параметр оценивается только в состоянии покоя теплового носителя.
2. Динамические показатели измеряются в процессе циркуляции теплоносителя в сети. В этом момент жидкость оказывает давление на стенки трубопроводов с большей силой, чем в состоянии покоя.
3. Рабочее давление характеризует предельные показатели манометра, при которых сети могут работать в нормальном режиме. Превышение этих значений может привести к аварийной ситуации.

На заметку! Перепад давления в отопительной системе происходит из-за разницы плотности нагретого и охлажденного теплоносителя в подающей и обратной магистрали.

Нормируемые показатели

Чтобы понять, насколько показатели отклоняются от нормы, нужно знать предельно допустимые значения для определенной разновидности сетей. В автономных системах значение не должно превышать 1,5-2 атм. При превышении нормируемых показателей, например, до трех атмосфер, отопительные приборы и трубопроводы могут разгерметизироваться. Все это может привести к выходу из строя различных важных узлов и оборудования.

Как правило, в автономных контурах поддерживают давление в пределах 1,5 атм. Во время нагревания теплового носителя происходит его расширение. Это будет способствовать повышению показателей на манометре до рабочих значений в 2 атмосферы.

Чтобы в процессе расширения теплоносителя давление не выросло до критических показателей, в контуре устанавливается расширительный бак. При достижении рабочих показателей излишек расширившейся жидкости поступает в эту емкость. Когда температура воды снижается, она сжимается. В итоге недостача теплоносителя восполняется за счет жидкости, поступившей обратно из бака в трубопроводы и приборы.

Важно! Если объема расширительного бака недостаточно для поступающего количества теплоносителя, срабатывает предохранительный клапан, через который лишняя жидкость сливается из системы.

Причины снижения давления

Чаще всего причины резкого или постепенно падения давления в контуре связаны с неправильной работой котла, разгерметизацией магистрали или отопительных приборов.

Сбрасывание воздуха

Во время заполнения системы отопления водой и при ее первом запуске из контура автоматически стравливается воздух. Как правило, автоматический воздухоотводчик монтируется на нагревательном оборудовании.

В процессе работы котла нужно следить за показаниями манометра на нем. Если возникает вопрос, почему падает давление в котле отопления, то это обычно связано с выходом воздуха из теплообменника. Если он не спускается через автоматический воздухоотводчик, то попадает в отопительные приборы. В этом случае на радиаторах должны стоять краны Маевского для спуска воздуха. И шум в батареях отопления возникает из-за скопления воздуха.

Рекомендуем к прочтению:

Существуют следующие причины образования воздушных пробок:

1. Несоблюдение требований к чистоте и качеству теплоносителя.
2. Отсутствие подготовки воды перед ее подачей в трубопроводы. После крана заполнения системы должен стоять сепаратор, который позволяет удалять растворенный в воде кислород.
3. Воздух может подсасываться в контур через негерметичные участки и соединения.
4. Автоматический воздухоотводчик может засориться или неправильно работать.

Проблемы с расширительным баком

Если расширительный бак закрытого типа выйдет из строя, то может появиться та же проблема. На верхней части расширительной емкости есть специальный ниппель. Иногда случается, что он понемногу стравливает воздух. В итоге из-за высокого давления теплоносителя воздух из газовой камеры полностью выйдет в течение нескольких месяцев. В таком случае эластичная мембрана бака будет полностью продавлена в газовую камеру жидкостью. Из-за этого давление в сети опустится ниже предельного показателя.

Течь в системе отопления

Течь появляется из-за разгерметизации, которую может вызвать гидроудар в системе отопления. Течь образуется в любом месте. Чаще всего это участки соединения отопительных приборов с подающей магистралью или расширительный бак. Однако свищи из-за коррозии возникают в любом месте на протяжении всего трубопровода или в приборе.

Еще один участок течи может локализоваться в расширительном баке, если порвется эластичная мембрана. Чтобы убедиться в целостности мембраны, нужно нажать на ниппель, расположенный в верхней части бака. Если оттуда выходит воздух вместе с водой, значит, мембрана разгерметизирована. С исправного бака должен стравливаться только воздух.

Совет! Если не удалось найти негерметичный участок или дыры из-за коррозии, то стоит рассмотреть другие возможные причины падения давления.

Другие причины

Если показатели на манометре нагревательного оборудования растут, то стоит разобраться, почему растет давление в газовом котле. Чаще это связано с выходом из строя подпиточного крана, который постоянно пропускает жидкость в контур. Реже причина кроется в поломке вторичного теплообменника, который установлен в двухконтурном котле.

Существует еще несколько причин, из-за которых показатели манометра ниже нормы:

• из строя может выйти автоматика котла;
• микроскопические трещины на теплообменнике также могут приводить к подобной проблеме;
• вся система отопления может быть в принципе рассчитана или смонтирована неправильно;
• течь может появиться на участках скрытой прокладки трубопроводов.

Еще одна причина – скопление водорода в контуре. Такое бывает при использовании новых алюминиевых радиаторов. В результате взаимодействия алюминия с примесями в составе теплоносителя образуется водород. Этот газ может сжиматься и вызывать снижение давления. Тонкая пленка на металлических поверхностях алюминиевых приборов образуется только первое время после их установки, поэтому с течением времени процесс прекращается, и водород больше не образуется.

Устранение причин низкого давления в контуре

Проблему низкого давления нельзя игнорировать, потому что она может указывать на более серьезные неисправности отопительных приборов, котла или разгерметизацию контура. Помимо этого в системе, длительно работающей при пониженном давлении, может выходить из строя различное оборудование.

Рекомендуем к прочтению:

Поиск утечки и ее устранение

При открытой прокладке трубопроводов найти место протечки намного проще. Для начала проверьте герметичность всех соединительных участков. Осмотрите пол под отопительными приборами и магистралью. Под местом протечки появляются небольшие лужицы. Даже если вода испарилась, на полу останется солевой след.

Совет! Особое внимание при осмотре уделите соединениям секций батарей. В этих местах из-за коррозии часто образуются свищи. В месте течи на радиаторе можно обнаружить ржавые потеки.

При скрытой разводке выявить течь сложнее. Лучше обратиться за помощью к профессиональным мастерам, у которых есть оборудование для обнаружения скрытой течи. Перед проверкой из контура сливают теплоноситель. После этого перекрывают котел и радиаторы, и подают воздух под давлением. На негерметичных участках будет слышен свист.

После выявления проблемного места ремонт выполняют одним из подходящих способов:

• если течь появилась в месте ослабленного соединения, то его плотнее подтягивают;
• поврежденный коррозией трубопровод вырезают и заменяют новой трубой;
• поврежденный узел полностью заменяют;
• если требуется, соединения плотно заматывают герметизирующей лентой.

Проверка работы котла

При отсутствии течи причину ищут в работе нагревательного оборудования.

Чаще причины следующие:

1. Выход из строя подпиточного крана. Это происходит из-за повреждения или износа уплотнителя. Этот элемент несложно заменить.
2. Если причина связана с микротрещинами в теплообменнике, то котел полностью демонтируется. После этого его тестируют воздухом. При выявлении разгерметизации теплообменника его заменяют новом устройством.

Снижение давления в системе в адаптационный период

Важно помнить, что после запуска системы в начале отопительного периода показатели манометра могут быть немного ниже нормируемых значений. На протяжении первых нескольких дней работы отопительной сети они могут незначительно постепенно снижаться. Эта ситуация не является поломкой и связана с попаданием в контур растворенного кислорода после заполнения сетей новым теплоносителем.

Растворенный кислород преобразуется в мелкие пузырьки воздуха и выводится через автоматические воздухоотводчики или через краны Маевского при ручном развоздушивании системы.

Важно! Чтобы нормализовать давление в первые дни после запуска отопительного контура, приходится периодически открывать кран подпитки.

Если после запуска прошло более месяца, то проблема может крыться в неправильном выборе объема расширительного бака. Если он недостаточный, то предохранительный клапан срабатывает, спускает теплоноситель. В итоге, когда вода в контуре остывает, количества жидкости в баке не хватает для компенсации недостачи теплоносителя в сети.

Падает давление в системе отопления

Индивидуальная отопительная система дома – необходимость. Ведь никто не хочет мерзнуть в собственном доме, особенно учитывая то, что морозы в России бывают очень лютыми. На данный момент одной из самых распространенных является газовая отопительная система с подключенным к ней контуром ГВС. То есть, потратив минимальное количество усилий и незначительную сумму, вы получаете и теплые батареи, и горячую воду. Однако, довольно часто владельцы дома с подобной отопительной системой сталкиваются с неприятной проблемой – падает давление в системе отопления или повышается давление в системе отопления. В чем же основная причина этого?

Давление — не менее важный параметр отопления, чем температура

Каковы причины?

Наиболее распространенной причиной того, что падает давление в системе отопления, является банальное отключение электричества. То есть, система попросту не работает – и датчики давления ничего выше 0 показать просто не могут. Выход и ситуации весьма прост – использовать альтернативные источники электропитания. Или же в случае если отключения электричества бывают крайне редки и весьма непродолжительны – просто дождаться, пока питание вновь появится.

Следует отметить, что долгое бездействие системы может привести к размораживанию радиаторов – и вас ожидает, в лучшем случае, весьма дорогостоящий ремонт. Ну а в худшем – капитальный ремонт системы с заменой большого количества ее комплектующий.

Что делать, чтобы такого не случилось? Есть несколько довольно простых и, в то же время, весьма действенных рекомендаций, которые помогут своевременно восстановить работу двухконтурной системы.

Прежде всего, следует тщательно проверить ее – нет ли протечек. Ведь во многом падение давления в системе отопления сигнализирует именно о том, что появилась именно такая незначительная поломка. В большинстве случаев устранить протечку любой хозяин сможет своими руками, не прибегая к услугам мастера. Наиболее простой способ определения протечки – просто протереть стык (соединение, сгон) обычной бумажной салфеткой. Порой протечка незначительна, и под  поврежденным местом не образуется лужа – а, вместе с тем, давление существенно падает. К счастью, устранить протечку не составит труда.

Протечка системы отопления

Еще одной причиной, почему упало давление в системе отопления, может являться сбой настроек расширительного бака. Поэтому если проверка системы на наличие протечек не дала результата, обратите внимание на работу бака.

Как известно, расширительный бачок используется для нормализации давления в системе – так, он предотвращает то, что растет давление в системе отопления или падает.

Дело в том, что при нагревании вода незначительно увеличивается в размерах (на 3,7%), создавая, тем самым, дополнительное давление в системе. Излишек, появившийся в результате нагревания, поднимается в бак, и спускается из него в случае понижения температуры теплоносителя.

Рекомендуем к прочтению:

Показания манометра при разном состоянии расширительного бачка

Как понять, что причиной, почему не продавливает систему отопления, является именно расширительный бачок? Это довольно просто. При нагреве воды давление может подниматься, в результате чего происходит аварийное снижение давления в баке посредством специального клапана. Соответственно, после охлаждения теплоносителя давление оказывается на уровне, который ниже необходимого. Для того чтобы отрегулировать расширительный бачок, следует обратить внимание на его технические характеристики – там указан необходимый уровень давления. А далее регулировка давления в системе отопления производится по простой инструкции:

• полностью перекрываем краны системы и на контуре подачи, и на контуре обрата.
• при помощи сливного штуцера котла полностью спускаем воду.
• посредством ниппеля выпускаем весь воздух из расширительного бака.
• при помощи подсоединенного автомобильного насоса поднимаем давление в расширительном баке до 1,5 бар. При этом не следует переживать, если из штуцера будет наблюдаться вытекание воды.

Закачка воздуха в систему отопления с помощью автомобильного насоса

• повторно спускаем воздух.
• если к баку подходит шланг от котла – отсоедините его. Это позволит слить остаток воды. После полного удаления теплоносителя шланг следует подсоединить обратно.
• при помощи автомобильного насоса вновь поднимаем давление в баке до уровня, рекомендованного инструкцией.
• закрываем штуцер, через который проводился слив воды.
• открываем краны и заполняем системы водой.

После всех указанных манипуляций можно включать котел. В случае если все сделано правильно, стрелка манометра будет находиться в пределах зоны, которая окрашена зеленым – давление в системе нормальное и о том, как это, когда скачет давление в системе отопления – вы уже не должны знать.

Мембранный расширительный бак – принципы расчета

Нередко причиной, почему случается потеря давления в системе отопления, является неправильный выбор двухконтурного отопительного котла. То есть, при расчете принимается во внимание площадь помещений, в которых будет производиться отопление. Данный параметр влияет на выбор площади отопительных радиаторов – а в них используется относительно небольшое количество теплоносителя. Однако порой после проведения расчета радиаторы заменяют на трубы, для которых используется значительно большее количество воды (а этот факт не учитывается). Соответственно – именно такая ошибка в расчете и приводит к недостаточному уровню давления в системе.

Расширительные бачки бывают самых разных размеров

Для нормального функционирования двухконтурной системы со 120 л теплоносителя вполне достаточно расширительного бака объемом 6-8 литров. Однако это количество рассчитано для системы, в которой используются радиаторы. При использовании труб вместо радиаторов воды в системе больше. Соответственно – она расширяется сильнее, заполняя, тем самым, расширительный бак полностью. Такая ситуация приводит к аварийному спуску излишков жидкости при помощи специального клапана. Это приводит к отключению системы. Вода постепенно остывает, ее объем уменьшается. И получается, что в системе недостаточно жидкости для поддерживания давления на нормальном уровне.

При этом следует учитывать, что в случае нехватки воды котел не включится – и это может вызвать размораживание системы. То есть, без своевременного вмешательства человека и принудительного восполнения количества воды система может быть серьезно повреждена.

Для того чтобы избежать столь неприятной ситуации (вряд ли кто обрадуется поломке отопительной системы в холодное время года) необходимо тщательно просчитывать объем необходимого расширительного бака. В замкнутых системах, дополненных циркуляционным насосом, наиболее рациональным является применение мембранного расширительного бака, который выполняет функцию такого элемента, как регулятор давления отопления.

Таблица для определения максимального объема жидкости, который может вместить бак

Конечно, просчитать точное количество воды в трубах отопительной системы довольно сложно. Однако приблизительный показатель можно получить, умножив на 15 мощность котла. То есть, если в системе установить котел мощностью 17вКт, то примерный объем теплоносителя в системе составит 255 л. Такой показатель пригодится для расчета подходящего объема расширительного бака.

Рекомендуем к прочтению:

Объем расширительного бака можно узнать при помощи формулы (V*E)/D. При этом V – показатель объема теплоносителя в системе, Е – коэффициент расширения теплоносителя, а D – уровень эффективности бака.

D вычисляем таким образом:

D = (Pmax-Ps)/( Pmax +1).

Здесь Pmax – предельный уровень давления, допустимый при работе системы. В большинстве случаев – 2,5 бар. А вот Ps – коэффициент давление зарядки бака, обычно 0,5 бар. Соответственно, подставив все значения, получаем: D = (2,5-0,5)/( 2,5 +1)=0,57. Далее, учтя, что имеем котел мощностью 17 кВт, высчитываем наиболее подходящий объем бака — (255*0,0359)/0,57=16,06 л.

Непременно следует обратить внимание на техническую документацию котла. В частности, котел мощностью 17 кВт имеет встроенный расширительный бак, объем которого равен 6,5 л. Таким образом, для правильного функционирования системы и предотвращения таких случаев, как перепад давления в системе отопления, необходимо дополнить ее вспомогательным баком объемом 10 л. Такой регулятор давления в системе отопления способен нормализовать его.

Что делать если падает давление в системе отопления и как устранить

Экологичная усадьба: Отопительная система дома или квартиры без достаточного давления нормально функционировать не может. Причем перепад давления в системе отопления негативно отражается на оборудовании и способен привести к его разрушению.

Как устранить перепад  давления в системе отопления

Отопительная система дома или квартиры без достаточного давления нормально функционировать не может.

Причем перепад давления в системе отопления негативно отражается на оборудовании и способен привести к его разрушению. При выявлении отклонений от нормы необходимо предпринять меры по устранению причин, вызвавших данные колебания.

На каком же уровне должно поддерживаться давление в отопительной системе? Для ответа на этот вопрос придется вспомнить знания из школьного курса физики. Ведь давление бывает статическим, динамическим, допустимым рабочим. Рассмотрим подробнее данные понятия. 

Виды давления в закрытой системе отопления

• Статическое давление в системе отопления показывает силу, с которой давит объем теплоносителя в зависимости от высоты столба жидкости в емкости. При этом теплоноситель находится в состоянии покоя.
• Динамическое давление, возникающее в результате движения жидкости в системе, оказывает воздействие на стенки трубопровода изнутри.
• Максимально допустимое рабочее давление – критический показатель, превышение которого недопустимо. Схема монтажа системы отопления может быть довольно сложной

Важно! Перепад показателя давления в системе отопления обусловлен разницей в зоне обратки (месте, где происходит всасывание теплоносителя) и в зоне подачи (месте, где создается его нагнетание).

 Какой показатель считается нормальным?

 Интересно, а какое давление в системе отопления принято считать нормальным? Для автономных систем отопления рабочий уровень давления составляет полторы-две атмосферы. Показатель в три атмосферы считается уже критическим. При таком давлении может произойти разгерметизация всей системы, а также выход из строя приборов отопления. 

В процессе закачивания теплоносителя в отопительную систему уровень давления должен быть минимальным (1,5 атмосферы). В период прогревания системы в соответствии с законами физики теплоноситель будет расширяться. При этом происходит увеличения давления, которое доводится до рабочего уровня.

Поддерживать рабочее давление в системе отопления призваны расширительные баки, которые не допускают чрезмерного увеличения напора. Функционирование этих устройств начинается в момент, когда уровень давления в системе достигает двух атмосфер. Напор удается удержать на нужном уровне за счет отбора излишков теплоносителя расширительными баками.

Важно! Если емкость расширительного бака, установленного в системе отопления, оказывается недостаточной, то происходит увеличение уровня давления до критического 3-атмосферного показателя. В этом случае в работу включается предохранительный клапан, который оперативно выводит излишки теплоносителя из отопительной системы, тем самым сохраняет ее целостность.

Причины падения давления 

Резкое или постепенное падение давления в системе отопления закрытого типа может быть обусловлено сбоями в работе котла либо появлением мест утечки в трубопроводе и отопительных приборах. 

Поиск мест утечки теплоносителя

 Если выполнена открытая разводка отопительных труб, то определить местонахождение очагов утечки не сложно. Необходимо проверить качество монтажа трубопровода и герметичность всех соединений. Наличие воды в виде лужиц под трубами и радиаторами системы отопления должно насторожить. Скорей всего в этом месте система дала слабину. Порой влага испаряется, но на полу заметен след. Это также является знаком появления утечки. Падение давления возможно из-за утечки теплоносителя

Важно! С особой внимательностью осматривают секционные соединения радиаторов на факт обнаружения возможных следов коррозии. Наличие ржавых подтеков на поверхности батарей свидетельствует об их повреждении.

Если давление воды в системе отопления неуклонно падает, а разводка труб проведена скрытым способом, то обнаружить места утечек будет весьма сложно. Придется вызывать специалистов, располагающих профессиональным оборудованием. При этом воду приходиться сливать из системы полностью. Для этих целей на этапе проектирования отопительной системы предусматривается наличие сливного крана. Затем в систему с помощью воздушного компрессора закачивают воздух. До начала этой процедуры с помощью кранов отсекают котел и радиаторы. Воздух, поступающий под давлением, со свистом выходит в местах ослабленных соединений и микротрещинах.

После обнаружения повреждения выполняют ремонт:

• проблемный кусок трубы вырезается и заменяется;
• проводится подтяжка ослабленного соединения;
• осуществляется подмотка уплотнительной лентой;
• меняют поврежденный узел системы новой деталью.

Ремонт повреждений магистрали отопительной системы желательно доверить опытному сантехнику

Если потери давления в системе отопления не обнаружены, то проверяют исправность котельного оборудования.

Диагностика исправности отопительного котла

Обслуживанием котельного оборудования должен заниматься специалист-инженер, имеющий образование соответствующего профиля. При постоянном, но медленном, падении давления на манометре котла приходиться периодически проводить подпитку системы. Происходить это может по причине появления микротрещины в теплообменнике котла при наличии заводского брака, повреждении оборудования в момент гидроудара, неисправности подпиточного крана и др.

Адаптационный период после запуска отопления

Надо помнить, что после запуска несколько дней падает давление в системе отопления и это считается нормальным. Волноваться не стоит, потому что происходит падение из-за наличия в системе растворенного в теплоносителе воздуха, который выводится постепенно в автоматическом режиме или с помощью ручного обезвоздушивания радиаторов.  Поэтому и приходится часто подпитывать систему отопления на первых порах, доводя уровень давления до нормы.

Если отопительное оборудование эксплуатируется больше месяца, а давление в закрытой системе отопления падает, то скорей всего сделан неправильно расчет объема расширительного бака. Это влечет срабатывание предохранительного клапана и сброс воды. Остывание теплоносителя приводит к падению давления. В случае соответствия объема расширительного бака параметрам отопительной системы дома причины падения давления надо искать в разгерметизации сети. Выявление и ликвидация мест утечки теплоносителя позволит справиться с проблемой потери напора. опубликовано econet.ru 

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

Падение давления в пластинчатых теплообменниках для однофазной конвекции в турбулентном режиме потока: эксперимент и теория

Пластинчатые теплообменники (ПТО) играют важную роль в различных областях техники, а именно в энергетике, химической промышленности, пищевой промышленности и других . Для эффективного использования ПТО необходимы правильные данные о падении давления. К сожалению, в открытой литературе у разных авторов встречается большая разница. В данной работе показано, что существенная часть этого различия заключается в выборе типичной длины для расчета коэффициента трения.Следует внимательно учитывать падение давления в зоне распределения. В работе предлагается трехкомпонентная модель гидравлического сопротивления ПТО в турбулентном режиме течения. Предложенная модель показывает хорошее согласие с экспериментальными данными.

1. Состояние исследований

Пластинчатые теплообменники (ПТО) широко используются в промышленности. Компактный размер из-за высоких коэффициентов теплопередачи является одним из основных преимуществ перед другими типами теплообменников, например кожухотрубным. Специальная конструкция проточных каналов приводит к раннему переходу от ламинарного к турбулентному потоку и значительному увеличению коэффициентов теплопередачи.К сожалению, это также сопровождается увеличением падения давления по сравнению с плоскими каналами. Для успешного использования ПТО требуется надежная модель для расчета падения давления.

Для представления экспериментальных данных ПТО традиционно применяется следующая модель: где — падение давления в канале ПТО, — средняя скорость в канале, — эффективная длина ПТО, — эквивалентный диаметр канал, а — коэффициент трения Фаннинга или коэффициент Фаннинга в канале.

В литературе широко распространена модель согласно уравнению (1) [1–19]. Коэффициент трения Фаннинга является функцией числа Рейнольдса и представлен в графической или аналитической форме. Если коэффициенты Фаннинга были найдены для конкретного агрегата, эта модель может воспроизвести падение давления на конкретном агрегате с запасом от 10% до 20%. Применительно к ПТО с различной геометрией предел отклонения может быть намного выше. Коэффициенты Фаннинга, рассчитанные по моделям разных авторов, могут варьироваться до 50–100%.Следовательно, коэффициенты Фаннинга, найденные для одного типа пластин, в основном действительны только для его конкретной конструкции. Приложения уравнения (1) к различным PHE изложены в учебниках Wang et al. [20] и Klemes et al. [21]. Некоторые результаты нельзя хорошо объяснить с помощью уравнения (1). Хорошим примером является исследование [2]: оно показывает разные корреляции для хладагентов R 245fa и R 236a в турбулентном режиме потока для одного и того же ПТО. Это означает, что уравнение (1) не всегда может правильно учитывать сильное влияние физических свойств.

Две цитаты из недавних публикаций очень хорошо резюмируют состояние дел: (i) «Большинство ранее сообщенных эмпирических корреляций ограничены конкретной экспериментальной геометрией и условиями потока и не могут быть обобщены для всех приложений PHE» [9]. ii) «Из экспериментальных исследований видно…, общая корреляция, применимая ко всем углам шеврона, даже с одним и тем же углом шеврона, невозможна. Конструкция разборного пластинчатого теплообменника по-прежнему является патентованной; полученные корреляции применимы к этому обменнику, который продается »[12].

Несколько попыток создания обобщенной теории было предпринято в прошлом. В частности, Дович и др. [7], Мартин [14], Мули и Манглик [16], Клемес и др. [21], Арсеньева и др. [22] заслуживают внимания. Наиболее физически разумным подходом является трехкомпонентная модель, предложенная Арсеньевой и др. [23].

Работа посвящена изучению влияния эталонной длины L на падение давления в ПТО. Сначала показано, что использование модели согласно уравнению (1) приводит к коэффициентам Фаннинга, которые всегда зависят от эффективной длины L .Впоследствии трехкомпонентная модель, предложенная Арсеньевой и соавт. [23] улучшено. Он разделяет канал на две распределительные зоны — на входе и выходе канала — и поле гофрирования в середине канала. Каждая из трех зон канала имеет свое соотношение коэффициентов трения. Кроме того, показано, что корреляция поля гофры имеет универсальные характеристики и не зависит от ее длины в турбулентном режиме.

2. Экспериментальная установка и процедура

Экспериментальная установка включает три ПТО (установка на теплой стороне, испытательная установка и установка на холодной стороне), расположенных в двух замкнутых контурах, как показано на Рисунке 1.

На теплой стороне насос перекачивает теплую жидкость (воду или масло ISO VG46). Теплая жидкость нагревается с помощью бойлера. На холодной стороне три воздухоохладителя поддерживают постоянную температуру жидкости (воды или гликоля). Полностью автоматический блок управления регулирует температуру и расход в соответствии с заданными значениями. В качестве испытательного ПТО использовались четыре пластинчатых теплообменника FUNKE Wärmeaustauscher Apparatebau GmbH (Германия) [24]. Одна из этих пластин изображена на рисунке 2.

Геометрические параметры пластины показаны на рисунке 3, а геометрические значения пластин P1 – P4 показаны в таблице 1.

Пластина P1 P2 P3 P4 D e = 2 т (мм) 5.2 D (мм) 148 A (м 2 ) 0.3634 0,5618 0,7602 1,0243 L corr (м) 0,592 0,957 1,322 1,808 L порт (м) 0,941 1,306 1,671 2,158 B ch (м) 0,456 Λ (мм) 9,0 Δ стенка (мм) 0.5 λ стенка (Вт / мК) 15 FK 1,192 Количество пластин 19, 35, 51 17, 35, 51 51 17, 51

Каждое устройство может иметь один из трех шаблонов шевронов: HH (с углом шеврона φ = 63 °), HL (с углом шеврона φ = 63 ° / 27 °) и LL (с ​​углом шеврона φ = 27 °).

Все четыре пластины похожи, отличается только длина гофрированного поля. На рисунке 4 показан испытательный комплект с испытательным ПТО.

Платиновые термометры сопротивления Pt1000 (T1 – T4) используются для измерения температуры жидкости на входе / выходе испытательного ПТО с погрешностью измерения ± (0,15 K + 0,002 т). Чтобы повысить точность датчиков, мы калибруем все датчики температуры одновременно в области рабочей температуры. Отклонение измеренной температуры всех датчиков около 0.05–0,1 К. Расходы в испытательной части измеряются объемными индуктивными расходомерами типа KROHNE OPTIFLUX 4300 (MF1 и MF2) с погрешностью измерения ± 1% для диапазона измерения 3–500 м³ / ч. Статические смесители используются для уменьшения локальных колебаний температуры. В основном используются статические смесители (2 и 4) на выходах, при необходимости — смесители (1 и 3) на входах. Потери давления жидкости, протекающей через испытательную секцию, измеряются датчиком дифференциального давления модели DPT10 (PD1 и PD2) с погрешностью измерения ± 0.2%. Два устройства используются для диапазонов измерения 0–500 мбар и 0–3 бар. Давление на входе в ПТО измеряется датчиком давления (P1 и P2) с погрешностью измерения ± 0,2%.

Значения измерены как можно ближе к тестируемому PHE, при этом необходимо использовать калиброванные измерительные трубы (длина / диаметр ≥ 10). Испытательный ПТО был сконфигурирован как однопроходный противоточный U-образный прибор. Профиль гофра пластины представлен на рисунке 5. Он близок к синусоидальному.

Все данные были получены в стационарных условиях с близким энергетическим балансом (разница менее ± 5% между измеренными характеристиками теплой и холодной стороны).Постоянная температура на входе (≈60 ° C) для горячей жидкости поддерживалась на протяжении каждой серии экспериментов. Температура холодной жидкости на входе тоже была постоянной (≈40 ° C). Все датчики и измерительное оборудование откалиброваны в соответствии со стандартом ISO 9001: 2008.

3. Сокращение данных

Первичные измерения каждой жидкости состоят из расхода, температуры на входе и выходе, перепада давления между входом и выходом ПТО , и давление на входе для каждой стороны. Число Рейнольдса для потока в канале основано на эквивалентном диаметре D _e :

Все свойства жидкости были рассчитаны при средней объемной температуре по формуле

. Из измеренного полного перепада давления на ПТО, перепад давления Канал может быть получен из следующего уравнения:

Для порта используется падение давления согласно [17]:

Потери давления во впускной и выпускной трубе оценивались на основе коэффициента трения гладкой трубы и местного давления потери от резких изменений площади.Потеря давления учитывает расстояние от датчиков давления до ПТО.

Коэффициент трения по Фаннингу был рассчитан как

. Выбор эффективной длины PHE L обсуждается ниже.

Экспериментальные погрешности определялись по методике, изложенной в [25]. Максимальные ошибки первичных измерений расхода, перепада давления Δ p и температуры T составляли ± 1%, ± 0,2% и ± (0,15 K + 0,002 T) соответственно. На основании этих неопределенностей измерений и анализа распространения ошибок, неопределенности числа Рейнольдса Re и коэффициента трения Фаннинга f составили 5.7% и 9,2% соответственно.

4. Результаты экспериментов

Для достоверного представления данных по потерям давления в канале ПТО важен выбор характерной длины L ПТО. Обычно используется расстояние по вертикали между отверстиями в пластине L _{, порт} [14, 16]:

Некоторые авторы используют соотношение между площадью пластины и ее шириной [3, 5]:

Авторы [10] рассмотрим выбор:

Для сравнения все наши данные и данные других авторов были обработаны с характерной длиной согласно уравнению (7).Результаты для пластины P2 представлены на рисунке 6. Для каждого шевронного рисунка графически можно выделить три зоны [16]: (1) Ламинарная зона без вихрей, Re <100 (2) Зона вихрей, 100 200–500

При увеличении угла шеврона φ увеличивается гидравлическое сопротивление в канале и переход к турбулентности смещается в сторону меньших чисел Рейнольдса.

На рис. 7 представлены экспериментальные данные в турбулентной зоне для всех четырех ПТО П1 – П4 с шевронной диаграммой HH и данные других авторов.

В турбулентной зоне очевидно, что данные зависят от длины пластины L _порт : чем больше длина, тем выше коэффициент трения Фаннинга. Самая короткая пластина P1 имеет наименьший коэффициент трения. Зависимость коэффициента трения f _ch ( L _порт ) от относительной длины пластины L _порта / B _ch подтверждается сравнением наших экспериментальных данных с литературными, тоже.Наши данные для длинных пластин P3 ( L _порт / B _ch = 3,69) и P4 ( L _порт / B _ch = 4,73) хорошо согласуются с данными Bond [4], Heavner [12] и Thonon [19], исследовавшие промышленные PHE. Данные для наших более коротких пластин P1 ( L _порт / B _ch = 2,06) и P2 ( L _порт / B _ch = 2,86) значительно ниже.

Такое же характерное поведение наблюдается и для данных других авторов. Фактор Фаннинга f является самым высоким в публикации Focke et al. [9] который использовал пластину с L _портом / B _ch = 4.0. Данные для пластины с отверстием L / B _ch = 3,57 от Шаджи и Даса [18] ниже и хорошо согласуются с нашими данными для пластины P3 ( L _порт / B _ч = 3.69). Факторы Фаннинга Lee et al. [13] для пластины с отверстием L / B _ch = 2,94 примерно такие же, как наши данные для пластины P2 ( L _порт / B = 2,86). Мулей и Маглик [16] исследовали пластину с портом L / B _ch = 2,4 и получили значительно более низкие коэффициенты Фаннинга по сравнению со всеми другими упомянутыми авторами.

На рисунке 8 экспериментальные данные для пластин P1 – P4 с шевронным узором LL сравниваются с данными других авторов.Для угла гофра φ = 27 ° (LL) зависимость от длины L _порта изменяется по сравнению с HH. Для шевронного шаблона LL коэффициенты Фаннинга уменьшаются при увеличении длины L _порт . Следовательно, на Рисунке 8 значения самой короткой пластины P1 являются самыми большими, а значения самой длинной пластины P4 — самыми маленькими.

Как и ранее, наши экспериментальные данные согласуются с данными Бонда [4], Хевнера [12] и Тонона [19].Как правило, разница между корреляциями увеличилась. Относительно сильное влияние зоны распределения на перепад давления в канале для модели LL представляется вероятной причиной такого поведения.

Данные Focke et al. [9] ( L / B = 4.0) теперь находятся в диапазоне самых низких данных. Факторы Фаннинга Шаджи и Даса [18] для пластины с портом L / B _ch = 2,4 сейчас на втором месте. Пропорциональность фактора Фаннинга и длины пластины не соответствует ожидаемой для данных Шаджи и Даса [18].Это может быть вызвано разной геометрией зон распределения.

5. Трехкомпонентная модель

Типичный подход (уравнение (6)) для установления связи между гидравлическим сопротивлением и характеристической длиной пластины приводит к зависящим от длины коэффициентам трения Фаннинга. Полученные корреляции имеют противоположное поведение для малых и высоких (LL и HH) углов шеврона. Это вызвано разным характером течения во всех трех характерных зонах — входной и выходной зоны распределения и гофрированного поля.В связи с этим идея Арсеньевой с соавт. [23] разделение пластины на три области и описание коэффициента трения независимо для каждой области представляется разумным.

Основной проблемой трехкомпонентной модели является сложность измерений всех компонентов. Подход, основанный на расчетах, для определения различных частей падения давления является альтернативой измерениям. Это возможно при наличии экспериментальных данных для одной серии пластин (одинаковый тип гофры, зона распределения и ширина) с разной длиной гофрированного поля.

Из экспериментальных данных получен перепад давления в канале ∆ p _ch . Сначала используются данные для малого угла гофра (LL). Область турбулентного течения изначально рассматривается из-за очень ограниченного количества данных в ламинарной области. Введена безразмерная форма перепада давления в канале:

Перепад давления в канале ∆ p _ch в данной модели состоит из трех составляющих: с перепадом давления гофрированного поля ∆ p _ch и перепадом давления вход ∆ p _вход и выход ∆ p _выход зона распределения.Каждый компонент описывается следующим образом:

Характеристическая скорость канала используется для всех трех зон. Это упрощает обработку данных и улучшает сопоставимость результатов между зонами распределения и гофрированным полем. Основным недостатком является то, что скорость не является физической скоростью в зонах распределения. Сечение в зонах распределения отличается от сечения гофрированного поля, а значит, и скорости. В результате коэффициент трения f _{на входе} имеет только вычислительный смысл.

Из уравнений (10) — (13) получаем

Для ПТО P1 – P4 из экспериментальных данных получены четыре функции:

Выбраны характерные значения числа Рейнольдса в диапазоне Re = 1000,…, 10000 и называется . Значения соответствуют уравнениям (14) и (15), линейные в зависимости от. Используя известную математическую процедуру, мы получаем линейную аппроксимацию для четырех точек для всех характерных значений. Результирующее пересечение y этой линейной функции — это наклон.Полученные значения представлены в таблице 2.

.

Падение давления и теплопередача при двухфазном потоке испарения пропана в горизонтальных гладких миниканалах

4.1. Корреляция падения давления

Точность прогнозирования падения давления двухфазного потока в теплообменных устройствах очень важна при проектировании и оптимизации производительности холодильных систем. Для простого примера, если метод прогнозирования показывает более высокое значение по сравнению с реальным значением, материальная конструкция будет стоить дороже. С другой стороны, если прогнозируемое значение ниже реального значения, производительность системы проектирования не достигнет расчетных значений.Кроме того, сравнение экспериментальных падений давления пропана с существующими корреляциями, описанными выше, показало большие отклонения. Следовательно, более точная корреляция падения давления была предложена Чоем и др. [6]. Новая корреляция была разработана на основе метода Локхарта и Мартинелли [26]. Модель падения давления Локхарта и Мартинелли [26] определяется в базисном падении давления, состоящем из трех членов, включая жидкую фазу, паровую фазу и взаимодействие между двумя фазами. Идеал можно выразить в следующем уравнении:

(−dpdzF) tp = (- dpdzF) f + C [(- dpdzF) f (−dpdzF) g] 1/2 + (- dpdzF) gE10

Двухфазный множитель трения, основанный на градиенте давления для потока жидкости, ϕf2, рассчитывается путем деления уравнения.(10) падением давления жидкой фазы, как показано в уравнении. (11).

ϕf2 = (- dpdzF) tp (−dpdzF) f = 1 + C [(- dpdzF) g (−dpdzF) f] 1/2 + (- dpdzF) g (−dpdzF) f = 1 + CX + 1X2E11

Параметр Мартинелли, X, определяется следующим уравнением:

X = [(- dpdzF) f (−dpdzF) g] 1/2 = [2ffG2 (1 − x) 2ρg / D2fgG2x2ρf / D] 1/2 = ( fffg) 1/2 (1 − xx) (ρgρf) 1 / 2E12

Коэффициент трения в уравнении. (12) определялось условиями течения: ламинарным (для Re <1000), f = 16Re − 1, или турбулентным (для Re> 2000), f = 0,079Re − 0,25. Для переходного режима коэффициент трения рассчитывался путем интерполяции уравнений двух режимов.

Как обсуждалось в разделе выше, экспериментальный результат показал, что падение давления является функцией потока массы, диаметра внутренней трубы, поверхностного натяжения, плотности и вязкости. Поэтому Choi et al. [6] предложили фактор C в формуле. (11) как функция двухфазного числа Вебера We _tp и двухфазного числа Рейнольдса Re _tp . Новый фактор C был разработан с использованием метода регрессии, как показано в уравнении. (13).

C = (ϕf2−1−1X2) X = 1732,953 × Retp − 0,323Wetp − 0,24E13

Рис.11 иллюстрирует сравнение множителя двухфазного трения между экспериментальными данными по пропану и прогнозом с новой корреляцией, предложенной Choi et al. [6]. Сравнение показывает среднее отклонение 10,84% и среднее отклонение 1,08%.

Рисунок 11.

Сравнение экспериментального и прогнозируемого перепада давления с использованием новой разработанной корреляции

4.2. Корреляция коэффициента теплопередачи

Choi et al. [6] сравнили экспериментальные коэффициенты теплопередачи пропана с девятью корреляциями для коэффициента теплопередачи при кипении, как показано в таблицах 5 и 6.Шах [37] и Тран и др. [35] корреляции обеспечили лучший прогноз среди других представленных корреляций. Корреляция, разработанная Шахом [37], использовала большой банк данных из 19 независимых исследований с различными жидкостями. Корреляцию можно использовать для прогнозирования коэффициента теплопередачи как в горизонтальных, так и в вертикальных трубах. Однако это соотношение было разработано для обычных трубок. Tran et al. В [35] предложена форма корреляции коэффициентов теплоотдачи с преобладанием зародышеобразования на основе данных R-12 и R-113 в небольших круглых и прямоугольных каналах.Другие корреляции включают те, которые были предложены Jung et al. [38], Gungor and Winterton [39], Takamatsu et al. [40], а также Кандликар и Стейнке [41], где среднее отклонение составляет около 30%. Корреляция Гангора – Винтертона [39] была модификацией модели суперпозиции; он был разработан с использованием некоторых жидкостей в нескольких небольших обычных каналах с различными условиями испытаний. Корреляции, предложенные Wattelet et al. [42] и Чен [43] показали большое среднее отклонение, так как оба они были разработаны для труб большого диаметра.Корреляция, предложенная Zhang et al. [44] использовали данные некоторых рабочих жидкостей без каких-либо углеводородов, следовательно, не могли хорошо предсказать существующие данные. Приведенные выше сравнения показали необходимость разработки более точных соотношений коэффициентов теплопередачи. Основываясь на предложении Чена [43], Чой и др. [6] разработали новое соотношение для двухфазного кипения пропана в потоке. Он отметил, что корреляция использовала только экспериментальные данные до высыхания.

Хорошо известно, что теплопередача при кипении в потоке в основном определяется двумя важными механизмами: пузырьковым кипением и принудительным конвективным испарением.Основная форма описана Ченом [43] следующим образом:

Конвективная составляющая также была представлена ​​уравнением типа Диттуса-Боелтера.

hlo = 0,023 [G (1-x) Dμf] 0,8 [μfcpkf] 0,4kfDE15

Корреляция коэффициента теплопередачи	Отклонение (%)
	Среднее значение	Среднее значение
Chen [43]	50,82	18,74
Gungor and Winterton [39]	28.44	23,78
Shah [37]	19,21	3,55
Takamatsu et al. [40]	32,69	32,15
Wattelet et al. [42]	48,28	48,28
Tran et al. [35]	21,18	-6,15
Кандликар и Стейнке [41]	33,84	24,41
Zhang et al. [44]	79.21	77,89
Jung et al. [38]	26,05	23,38

Таблица 5.

Отклонение сравнения коэффициента теплопередачи между текущими данными и предыдущими корреляциями.

Chen [43]	htp = S.hnb + F.hlo; где: S = fn (Retp); F = fn (Xtt) hnb = 0,00122 [kf0.79cpf0.45ρf0.49σ0.5μf0 .29ifg0.24ρg0.24] ΔTe0.24Δpe0.75; hlo = 0,023 [G (1-x) Dμf] 0,8 [μfcpkf] 0,4kfD
Gungor and Winterton [39]	htp = Enew × hlEnew = 1 + 3000Bo0.86 + 1,12 (x1 − x) 0,75 (ρlρv) 0,41 Если трубка расположена горизонтально и число Фруда (Frl) меньше 0,05, то E следует умножить на коэффициент E2 = Frl (0,1−2Frl)
Shah [37]	ψ = hTPhf; Co = (1x − 1) 0,8 (ρgρf) 0,5; Bo = qGhfg; Frf = G2ρf2gDhl = 0,023Ref0,8Prf0,4 (kfDf)
Jung et al. [38]	htp = S.hSA + F.hlohSA = 207k1bd (qbdk1Tsat) 0,745 (ρgρf) 0,581Prf0,533; hl = 0,023Ref0,8Prf0,4 (kfDf) bd = 0,0146 (35π180) [2σg (ρf) ρg)] 0,5S = 4048Xtt1,22Bo1,13 для: Xtt <1F = 2.37 (0,29 + 1Xtt) 0,85
Wattelet et al. [42]	htp = [hnbn + hcbn] 1/2; n = 2,5hnb = 55pr0,12 (−0,4343lnpr) −0,55M − 0,5q0,67hcb = 0,023Ref0,8Prf0,4 (kfDf) × F × RF = fn (Xtt); и S = ​​fn (Retp)
Tran et al. [35]	h = (8.4×10-5) (Bo2Wef) 0,3 (ρfρg) −0,4
Кандликар и Стейнке [41]	htphf = DC1oD2 (1 − x) 0,8fn (Frfo) + D3BoD4 ( 1 − x) 0.8Fnfn (Frfo) = 1
Zhang et al. [44]	htp = S.hnb + F.hsphnb = 0,00122 [kf0.79cpf0.45ρf0.49σ0.5μf0.29ifg0.24ρg0.24] ΔTe0.24Δpe0.75hsp = MAX (hDittus − Boelter) ifRef <2300; hsp = (hDittus − Boelter) ifRef≥2300S = fn (Ref); F = fn ( ϕf)
Takamatsu et al. [40]	htp = F.hlo + S.hpbhlo = 0,0116Relo0,89Prl0,4klDiF = (1−2Xtt − 0,88) 0,89 / 0,8hpb = [405C1kl {g (ρl − ρv) 2σ} 0,5 (S.ΔT .Lakl.Tsat) 0,745 (ρvρl) 0,581Pr0,533] 1 / 0,255S = C2 (ρlcplρvhfgTsat) 1,25La.F.hlo / klLa = 2σg (ρl − ρ) vC1 = 1,35; C2 = 3,3 × 10−5

Таблица 6.

Сводка существующих корреляций коэффициента теплопередачи

В небольших каналах вклад силовой конвективной теплопередачи обычно происходит позже, чем в обычных каналах, из-за большого вклада пузырькового кипения.Следовательно, коэффициент усиления F, который описывает увеличение конвективной теплопередачи при повышении качества пара, должен быть снова физически оценен. Чен [43] впервые ввел расширенный фактор F как функцию параметра Локхарта-Мартинелли X _tt , F = fn (Xtt). Zhang et al. Позднее в [44] было учтено влияние условий потока в усиленном множителе. Они ввели соотношение F = fn (ϕf2), где (ϕf2) — общая форма, предложенная Чисхолмом [18], как показано в формуле.(11). Значения параметра Чисхолма, C, равны 20, 12, 10 и 5, соответствующие четырем режимам потока жидкости и пара: турбулентно-турбулентный (tt), ламинарно-турбулентный (vt), турбулентно-ламинарный (tv) и ламинарно-ламинарный (vv). Однако, как видно из оценки существующей корреляции теплопередачи выше, корреляция Zhang et al. [44] показывает большое отклонение от настоящих данных. Следовательно, коэффициент F необходимо изменить, чтобы он соответствовал данным.

Choi et al. [6] модифицировали коэффициент усиления F как функцию (ϕf2), F = fn (ϕf2), где (ϕf2) получается из уравнения.(11) — (13). Значение C в исследовании Choi et al. [6] рассчитывается путем интерполяции параметра Чисхолма с пороговыми значениями Re = 1000 и Re = 2000 для ламинарного и турбулентного течений соответственно. С другой стороны, коэффициент усиления F должен быть уменьшен до 1 для чистой жидкости или чистого пара и должен быть больше 1 в двухфазном режиме. Следовательно, используя метод регрессии, формула F удовлетворяется следующим образом:

Новый фактор F показан на рис. 12.

Купер [45] разработал корреляцию, которая использует большой банк данных пузырькового кипения.Кью и Корнуэлл [32] и Юнг и др. [46] показали, что корреляция кипения пула Купера [45] лучше всего предсказывает их экспериментальные данные. Поэтому для прогнозирования теплопередачи пузырькового кипения для настоящих экспериментальных данных использовался Купер [45], который представляет собой корреляцию кипения в бассейне, разработанную на основе обширного исследования,

h = 55pr0,12 (-0,4343lnpr) -0,55M-0,5 q0.67E17

Чтобы учесть подавление пузырькового кипения при повышении качества пара, Чен [43] определил коэффициент подавления пузырькового кипения S, который представляет собой отношение средней температуры перегрева ΔTe к температуре перегрева стенки ΔTsat.Юнг и др. [38] ввели коэффициент подавления N как функцию от X _tt и числа кипения Bo, чтобы учесть сильное влияние пузырькового кипения при кипении в потоке. С другой стороны, чтобы учесть влияние условий потока, параметр Локкарта-Мартинелли X _tt заменен множителем двухфазного трения ϕf2. Используя программу регрессии и экспериментальные данные, Чой и др. Предложили новый фактор подавления пузырькового кипения. [6]. Оно выглядит следующим образом:

S = 181.458 (ϕf2) 0.002Bo0.816E18

Новая корреляция коэффициента теплопередачи разработана с использованием 461 точки данных. На рис. 13 показано сравнение экспериментального коэффициента теплоотдачи и расчетного. Новая корреляция архивирует хороший прогноз со средним отклонением 9,93% и средним отклонением -2,42%. Когда C-фактор метода Чисхолма [18] используется для получения ϕf2 для уравнений (11) и (16), коэффициент теплопередачи также показал хорошее среднее отклонение для сравнения, равное 14.40%.

Рис. 12.

Зависимость множителя двухфазной теплопередачи от ϕf2

Рис. 13.

Сравнение экспериментальных и прогнозируемых коэффициентов теплопередачи с использованием новой разработанной корреляции

.

Падение давления

Что такое падение давления?

Когда материал входит в один конец ваших шлангов и трубопроводных систем и выходит из другого, происходит падение давления или потеря давления. Падение давления является результатом трения текучих сред, твердых тел, жидкостей или газов о внутренние стенки рукава в сборе во время переноса и может быть оценено с помощью инженерных моделей с использованием типа жидкости, технических характеристик сборки, скорости потока и т. Д.

Почему имеет значение падение давления?

Если в системе наблюдается чрезмерное падение давления, температура рабочей жидкости повысится, и ваши системные насосы будут вынуждены работать в большей степени из-за повышенного потребления энергии.В зависимости от источника дополнительной потери давления это может привести к повышению давления в системе, увеличению износа и созданию потенциально опасных условий избыточного давления. Чрезмерный перепад давления может даже вывести некоторые инструменты или функции оборудования из строя из-за недостаточного рабочего давления или вызвать разрушительную кавитацию и потерю чистого положительного напора на всасывании (NPSH).

Что влияет на падение давления?

Факторы падения давления можно разделить на две основные категории: механические компоненты и свойства жидкости.

Механические компоненты

Механические компоненты, такие как клапаны, расходомеры, быстроразъемные соединения, переходники, муфты, трубки, шланги и т. Д., Могут способствовать потере давления в системе. Падение давления на механический компонент также зависит от площади поперечного сечения, шероховатости внутренней поверхности, длины, изгибов и геометрической сложности каждого компонента. Например, изменение диаметра отверстия или направления, например изгиб на 45 или 90 градусов, может увеличить трение и падение давления. Или, чем дольше жидкость должна перемещаться в системе, тем больше площадь поверхности вызывает трение.

Свойства жидкости

Свойства жидкости, такие как плотность, вязкость, теплоемкость и модуль объемной упругости, также влияют на потерю давления в системе. Например, более густые жидкости требуют большего усилия переноса, что создает большее трение и больший перепад давления. На свойства жидкости также влияют температура жидкости (перенос более теплой жидкости, такой как перенос нефти с меньшим трением), давление, загрязнение и время переноса. Будучи прямым произведением расхода и площади поперечного сечения, более высокие скорости жидкости оказывают наибольшее влияние на потерю давления в системе.Шланг большего диаметра. может выдерживать высокий расход жидкости и, таким образом, уменьшать падение давления в вашей системе.

Как я могу рассчитать падение давления для шланга в сборе?

Имея некоторую базовую информацию о системе, вы можете легко рассчитать надежное приближение падения давления. Во-первых, определите применимую информацию о шланговой сборке и информацию о жидкости, вычисляя по одной системе шлангов за раз. Затем введите эти значения в онлайн-калькулятор падения давления Gates.

Информация о сборке шланга: внутренний диаметр, длина, муфты и переходники

Информация о жидкости: плотность, вязкость и теплоемкость (их можно оценить в зависимости от типа и температуры жидкости.)

Данные по вязкости для обычных промышленных жидкостей:

Жидкость	Удельный вес	Вязкость (сП)	ТЕМП
Вода (h30)	1,00	1,0	68 ° F
Мазут	0,87	2.6	68 ° F
Дизельное топливо	0,89	76,2	68 ° F
Бензин	0,71	0,5	60 ° F
Сырая нефть	0,86	75,0	60 ° F
Уксусная кислота	1.05	1,23	68 ° F
Масло картера (SAE 20)	0,88 — 0,94	105,6 — 173,9	130 ° F
Масло картера (SAE 30)	.88 — .94	173,9 — 211,5	130 ° F
Масло картера (SAE 40)	.88 — 0,94	211,5 — 376	130 ° F
Этиленгликоль	1,12	19,5	68 ° F
Соляная кислота (31,5%)	1,05	2,8	68 ° F
Керосин	.78 — 0,82	2,1 — 2,2	60 ° F
Азотная кислота	1,37	2,6	68 ° F
Соевое масло	0,92	79,1	60 ° F
Серная кислота	1,83	26.7	68 ° F
Глюкоза (раствор сахара)	1,35 — 1,44	10395–31680	100 ° F

Давление воздушного потока
Диагностируйте потерю давления воздушного потока, чтобы снизить операционную неэффективность.

Калькулятор расхода воздуха

Давление потока жидкости
Выявите проблемы с потоком жидкости, чтобы сократить время простоя и улучшить работу с жидкостью.

Калькулятор расхода жидкости

.

Схемы трубопроводов, которых следует избегать в гидравлических системах

Безумие, данное Эйнштейном, — это делать одно и то же снова и снова и ожидать разных результатов. Если это правда, то в Северной Америке есть несколько «безумных» проектировщиков гидравлических систем. Они постоянно цепляются за определенные конфигурации трубопроводов системы, даже несмотря на то, что существующие проекты, в которых используются эти конфигурации, создают проблемы.

Одна неправильная компоновка трубопроводов, которую я видел много раз, может быть описана как «трансформация» первичного / вторичного трубопроводов и классической многозонной распределительной системы типа «коллектор».Я видел это как установленное оборудование, так и в аккуратно подготовленных чертежах САПР, созданных профессиональными инженерами. Последнее изображение этой проблемной схемы трубопроводов недавно появилось в электронном письме, отправленном мне для ознакомления.

Рисунок 1

Ошибка трубопровода, о которой я говорю, представлена ​​ рис. 1 .

Эта схема трубопроводов не является ни первичной / вторичной, ни многозонной системой типа «коллектор». Это не определено среди проверенных конструкций гидравлических трубопроводов.

Я предполагаю, что эта неправильная компоновка трубопроводов неоднократно проявляется в том, что проектировщик начинает думать о первичном / вторичном трубопроводе и поэтому думает, что ему нужен первичный контур.Источники тепла нагнетают тепло в этот контур, а контуры нагрузки отбирают тепло из него.

---

Связано: когда использовать конфигурацию трехтрубной буферной емкости

---

Разработчик переходит к наброску контура и вставляет циркулятор первичного контура. Теперь пора добавить схемы нагрузки. Именно здесь память дизайнера возвращается к аккуратно выровненным зонным циркуляционным насосам, выстроенным в линию на стене. Имея это в виду, разработчик подключает сторону питания каждой схемы зоны к верхней части цикла (считая, что это заголовок), а обратную сторону — к нижней части цикла (снова рассматривая ее как заголовок).Тот факт, что «заголовки» подключены на концах, не имеет значения.

ЧТО НЕ ТАКОЕ?

Рисунок 2

Одну проблему с этой конструкцией можно представить, если учесть давления внутри первичного контура, когда работает только циркулятор первичного контура. Существует перепад давления между верхней частью контура, где соединяется сторона питания контуров нагрузки, и нижней частью контура, где подсоединяется сторона возврата контуров нагрузки.Это проиллюстрировано на рис. 2 .

Если бы работал только первичный циркуляционный насос, перепад давления был бы самым высоким между точками A и B из-за потери напора на самом длинном пути контура. Оно уменьшится до некоторого минимального значения между точками C и D. Однако перепад давления в любой заданной цепи нагрузки в любой момент времени также будет зависеть от состояния включения / выключения циркуляционных насосов нагрузки и, следовательно, сильно варьируется. Тем не менее, возможно, что перепад давления между точками, где начинается и заканчивается цепь нагрузки, может составлять несколько фунтов на квадратный дюйм (psi).

Если давление в точке A выше, чем давление в точке B, вода «хочет» переместиться из точки A в точку B. Если ничто не преграждает путь, вода потечет из точки A в точку B. в контур, в котором циркуляционный насос отключен и нет необходимости в нагреве. Назовите это миграцией тепла, призрачным потоком или как хотите. Этого не должно происходить, и клиенты имеют полное право пожаловаться, когда это произойдет.

Вполне возможно, что через все контуры зоны может проходить некоторый поток, когда только одна зона фактически требует тепла.Поток будет возникать в любой цепи нагрузки, где сопротивление прямого открытия любого обратного клапана (которое обычно составляет 0,3-0,5 фунта на квадратный дюйм) меньше, чем развиваемый перепад давления между сторонами подачи и возврата этого контура.

Скорость нежелательной миграции тепла зависит от разницы давлений между подачей и возвратом каждой зоны контура, а также от количества происходящего рециркуляционного смешения. Последний зависит от расхода в первичном контуре по сравнению с расходами в контурах нагрузки.Если поток стремительно проходит через первичный контур — потому что кто-то думает, что поток в первичном контуре должен быть, по крайней мере, равен сумме потоков контура нагрузки (что НЕ верно), тогда рециркуляционного смешения не будет. Однако, если расход в первичном контуре меньше суммы расходов контура активной нагрузки, обязательно где-то есть рециркуляция. Думайте как вода. Почему вода должна полностью возвращаться к тому месту, где котел (-ы) подключены к первичному контуру, если он может просто сделать более короткий обход и в конечном итоге вернуться на вход зонального циркуляционного насоса?

Если вы собираетесь построить настоящую первичную / вторичную систему, каждый контур нагрузки и каждый источник тепла должны подключаться к первичному контуру с помощью пары близко расположенных тройников.Эти тройники изолируют динамику давления каждого циркуляционного насоса от других циркуляционных насосов в системе. Это называется гидравлической сепарацией.

БОЛЬШЕ ПРОБЛЕМ

Система, показанная на Рисунке 1, точно представляет полученный мной рисунок. Помимо «измененной» схемы трубопроводов, есть несколько других деталей, которые должны вызывать беспокойство:

1. В цепях нагрузки нет обратных клапанов для предотвращения обратного потока, когда одни нагрузки активны, а другие нет.
2. В контурах нагрузки нет продувочных клапанов.
3. В вертикальной трубе, идущей от котла, установлен обратный клапан. Запрещается монтировать поворотные обратные клапаны на вертикальном трубопроводе. При некоторых условиях заслонка в обратном клапане может «зависнуть» в открытом положении, когда поток прекращается, и захлопнуться при развитии достаточного обратного потока. Это может создать сильный эффект гидравлического удара.
4. Тройники, соединяющие котлы с «первичным контуром», должны располагаться как можно ближе друг к другу.Падение давления между более удаленными тройниками, соединяющими котел с «первичным контуром» на Рисунке 1, будет иметь тенденцию вызывать некоторый поток через неактивный котел. Это увеличивает потери тепла из рубашки котла и создает конвективные воздушные потоки, которые нагревают дымоход.

ПОТЕРЯ ПЕТЛИ

Рисунок 3

Правильно спроектированные первичные / вторичные системы работают. Тем не менее, на мой взгляд, есть лучшие варианты, которые обеспечивают преимущества первичного / вторичного трубопроводов, но с более простыми и менее дорогими конфигурациями трубопроводов (как показано на Рис. 3 ).

Эта система соединяет котлы с системой коллектора, ведущей к гидравлическому сепаратору. Цепи нагрузки подключаются к коротким / большим коллекторам, выходящим с правой стороны гидравлического сепаратора. Высокоэффективное отделение воздуха и грязи обеспечивается с помощью коалесцирующей среды внутри гидравлического сепаратора. Это устраняет необходимость в сепараторах воздуха и грязи в качестве отдельных компонентов.

---

Связано: Сделайте правильный выбор: Обзор новой сантехники и гидравлических клапанов

---

Благодаря тому, что коллекторы короткие и большие, перепад давления вдоль коллектора очень низкий.Это в сочетании с очень низким перепадом давления в гидравлическом сепараторе обеспечивает хорошее гидравлическое разделение всех циркуляционных насосов в системе.

Я предлагаю размер коллекторов так, чтобы скорость потока внутри них не превышала двух футов в секунду при максимальной скорости потока.

Такая компоновка трубопроводов исключает «паразитный поток» и возможные проблемы с рециркуляцией, описанные ранее. Он также обеспечивает одинаковую температуру подачи для каждой цепи нагрузки.Это устраняет необходимость в циркуляционном насосе первичного контура и, что, возможно, наиболее важно, устраняет эксплуатационные расходы на циркуляционный насос первичного контура в течение всего срока службы системы. Экономия, связанная с последним, может легко превысить стоимость гидравлического сепаратора.

Поэтому, пожалуйста, не доказывайте повторно, что Эйнштейн был прав в отношении безумия. Если вы намереваетесь построить первичную / вторичную систему, убедитесь, что вы построили ее с близко расположенными тройниками и первичным циркуляционным насосом надлежащего размера.Рассмотрите возможность использования гидравлического сепаратора, чтобы получить преимущества первичной / вторичной системы с более простыми трубопроводами и более низкими эксплуатационными расходами в течение жизненного цикла.

Джон Зигенталер, P.E., окончил политехнический институт Ренсселера и имеет лицензию профессионального инженера. Он имеет более чем 34-летний опыт проектирования современных систем водяного отопления. Последняя книга Зигенталера, Отопление с использованием возобновляемых источников энергии , была выпущена недавно (см. www.Hydronicpros.com для получения дополнительной информации).

.