Tlak u sustavu grijanja: kakav bi trebao biti i kako ga povećati ako pada

Nakon kvara tlaka u sustavu grijanja dolazi problem – pada kvaliteta grijanja prostorija u kući. Može se, naravno, podesiti rad grijanja jednom i na dugo, ali to razdoblje neće biti beskonačno. Jednog dana normalni tlak u sustavu grijanja promijenit će se, i to značajno.

Mi ćemo vam reći kako držati pod kontrolom fizičke pokazatelje toplinskog medija. Kod nas ćete saznati kako osigurati stabilnu brzinu kretanja zagrijane vode kroz cjevovod do uređaja. Shvatit ćete kako postići i održavati ugodnu temperaturu u prostorijama.

U članku koji je predložen na razmatranje detaljno su izloženi uzroci pada tlaka u sustavima zatvorenog i otvorenog tipa. Navedene su učinkovite metode balansiranja. Podaci predstavljeni za upoznavanje dopunjeni su shemama, korak-po-korak uputama, fotografijama i video-vodičima.

Vrste tlaka u sustavima grijanja

Ovisno o važećem principu kretanja toplinskog medija u toplovodu kruga, u sustavima grijanja glavnu ulogu ima statički ili dinamički tlak.

Statički tlak, koji se također naziva gravitacijskim, razvija se zbog sile privlačenja našeg planeta. Što se voda više diže krugom, to njezina težina jače pritišće stijenke cijevi.

Pri podizanju toplinskog medija na visinu od 10 metara statički tlak iznosit će 1 bar (0,981 atmosfere). Na statički tlak je proračunat otvoreni sustav grijanja, a njegova najveća vrijednost je oko 1,52 bara (1,5 atmosfere).

Dinamički tlak u krugu grijanja razvija se umjetnim putem – primjenom električne pumpe. U pravilu, za dinamički tlak projektirani su zatvoreni sustavi grijanja, čiji krug čine cijevi znatno manjeg promjera nego u otvorenim sustavima grijanja.

Normalna vrijednost dinamičkog tlaka u sustavu grijanja zatvorenog tipa iznosi 2,4 bara ili 2,36 atmosfere.

Posljedice nestabilnosti u krugovima

Nedovoljan ili previsok tlak u toplinskom krugu jednako je loš. U prvom slučaju dio radijatora neće učinkovito grijati prostorije, u drugom će se narušiti cjelovitost sustava grijanja, a pojedini njegovi elementi će otkazati.

Ispravan priključak omogućit će spajanje kotla na krug grijanja na način potreban za kvalitetan rad toplinskog sustava.

Povećanje dinamičkog tlaka u cijevi grijanja događa se ako:

• toplinski medij je pregrijan;
• presjek cijevi je nedovoljan;
• kotao i cjevovod su obrasli kamencom;
• zračni čepovi u sustavu;
• instalirana je prejaka pospješna pumpa;
• dolazi do dopunjavanja vodom.

Također, povišeni tlak u zatvorenom krugu uzrokuje pogrešna balansiranje ventilima (sustav je prereguliran) ili kvar pojedinih regulatornih ventila.

Za nadzor radnih parametara u zatvorenim krugovima grijanja i za njihovu automatsku regulaciju ugrađuje se sigurnosna grupa:

Tlak u ogrjevnom cjevovodu pada iz sljedećih razloga:

• curenje nosača topline;
• kvar crpke;
• puknuće membrane ekspanzijske posude, pukotine u stijenkama običnog ekspanzijskog spremnika;
• kvarovi sigurnosnog bloka;
• istjecanje vode iz sustava grijanja u dovodni krug.

Dinamički tlak bit će povišen ako su začepljene šupljine cijevi i radijatora, ako su zaprljani hvatački filtri. U takvim situacijama crpka radi s povećanim opterećenjem, a učinkovitost grijaćeg kruga se smanjuje. Uobičajeni rezultat prekoračenja vrijednosti tlaka su curenja na spojevima, pa čak i pucanje cijevi.

Parametri tlaka bit će niži nego što je potrebno za normalnu funkciju ako je u cjevovod ugrađena crpka nedovoljne snage. Ona neće moći pomicati nosač topline potrebnom brzinom, što znači da će se u uređaj isporučivati pomalo ohlađeni radni medij.

Drugi jasan primjer pada tlaka je protok blokiran ventilom. Znak ovih problema jest gubitak tlaka u zasebnom segmentu cjevovoda koji se nalazi nakon prepreke za nosač topline.

Budući da u svim toplinskim krugovima postoje uređaji koji štite od pretjeranog tlaka (u najmanju ruku, sigurnosni ventil), problem niskog tlaka javlja se znatno češće. Razmotrimo uzroke pada i načine povećanja tlaka, a time i poboljšanja cirkulacije vode, u sustavima grijanja otvorenog i zatvorenog tipa.

Tlak u otvorenom sustavu grijanja

Za razliku od zatvorenog toplinskog kruga, ispravno izgrađen otvoreni sustav grijanja ne zahtijeva uravnoteženje tijekom godina rada – samoregulirajući je. Rad kotla i statički tlak osiguravaju stalnu cirkulaciju vode u sustavu.

Gustoća zagrijane vode koja prolazi kroz dovodni usponski vod niža je od gustoće ohlađenog nosača topline. Vruća voda nastoji zauzeti najvišu točku kruga, a ohlađena – naći se na samom dnu.

Potreban tlak za cirkulaciju vode postiže se tlakom u dovodnom usponu ili potisnom crpkom (+)

Tlak koji stvara vodeni stup u dovodnom usponu potiče cirkulaciju toplinskog medija i kompenzira otpor koji postoji u cjevovodu kruga. Uzrokuju ga trenje vode o unutarnju površinu cijevi te lokalni otpori (zavoji i ogranci cjevovoda, kotao, armatura).

Usput, cijevi povećanog promjera koriste se za sklapanje otvorenog sustava grijanja upravo s ciljem smanjenja trenja.

Kako biste razumjeli kako povećati tlak u otvorenom sustavu grijanja, prvo morate razumjeti princip postizanja cirkulacijskog tlaka u toplinskom krugu.

Njegova formula:

P_c = h • (p_o-p_g),

gdje:

• P_c – cirkulacijski tlak;
• h – vertikalna udaljenost između središta kotla i donjeg radijatora grijanja;
• p_g – gustoća zagrijanog toplinskog medija;
• p_o – gustoća ohlađenog toplinskog medija.

Statički tlak bit će viši ako udaljenost između središnjih osi kotla i njemu najbližeg radijatora bude što veća. Posljedično, intenzitet cirkulacije toplinskog medija bit će veći.

Kako bi se postigao najveći mogući tlak u krugu grijanja, potrebno je spustiti kotao što je niže moguće – u podrum.

Što je radijator na dovodnom krugu bliže kotlu, to se bolje zagrijava. Regulatori omogućuju raspodjelu topline između svih radijatora sustava grijanja

Drugi razlog pada tlaka u otvorenom sustavu grijanja povezan je s njegovom samoregulacijom. Pri promjeni temperature zagrijavanja toplinskog medija mijenja se intenzitet njegovog protoka. Povećavajući zagrijavanje vode za toplinski krug u hladnim zimskim danima, vlasnici naglo smanjuju njezinu gustoću.

Međutim, prolaskom kroz radijatore grijanja voda predaje toplinu sobnoj atmosferi, pri čemu se njezina gustoća povećava. A prema gore prikazanoj formuli, velika razlika gustoća vruće i ohlađene vode pridonosi povećanju cirkulacijskog tlaka.

Što je toplinski medij jače zagrijan i što je hladnije u prostorijama kuće, to će tlak u sustavu biti viši. Međutim, nakon što se atmosfera prostorija zagrije i toplinska predaja radijatora smanji, tlak u otvorenom sustavu će pasti – smanjit će se razlika između temperature vode na dovodu i povratu.

Balansiranje dvokružnog otvorenog toplinskog sustava

Gravitacijski sustavi grijanja izvode se s jednim ili više krugova. Pritom duljina svakog zatvorenog cjevovoda u horizontalnom smjeru ne smije prelaziti 30 m.

Ali za postizanje optimalnog tlaka i napora u otvorenom sustavu s prirodnim kretanjem nosača topline bolje je izvesti cjevovode još kraće – manje od 25 m. Tada će vodi biti lakše boriti se s hidrauličkim otporom. U krugu s više prstenova, osim ograničenja duljine, treba poštivati uvjet za radijatore grijanja – broj sekcija u svim prstenovima treba biti približno jednak.

Nedostatak tlaka u otvorenom dvokružnom toplinskom sustavu nastaje zbog grešaka u projektiranju ili onečišćenja cjevovoda (+)

Balansiranje horizontalnih prstenova koji ulaze u vertikalni krug zahtijeva se u fazi projektiranja sustava grijanja. Ako se hidraulički otpor nekog prstena pokaže većim od ostalih – statičkog tlaka u njemu neće biti dovoljno i napor će praktički prestati.

Da bi se održavao potreban tlak u dvokružnom sustavu grijanja, potrebno je smanjiti presjek cijevi na prilazu radijatorima. Također se mogu ugraditi ventili ispred radijatora koji obavljaju termoregulaciju (ručni ili automatski).

Uravnotežiti dvokružni sustav otvorenog tipa može se:

• Ručno. Pokreće se sustav grijanja, zatim se mjeri temperatura zraka svake grijane prostorije. Gdje je viša – priteže se ventil, gdje je niža – otpušta se. Da bi se namjestila toplinska ravnoteža, potrebno je izvršiti mjerenja temperature i podešavanje ventila nekoliko puta;
• Korištenjem termostatskih ventila. Balansiranje se odvija praktički samostalno, potrebno je samo postaviti željenu temperaturu u svakoj prostoriji na ručicama ventila. Svaki takav uređaj će sam upravljati dovodom nosača topline u radijator, povećavajući ili smanjujući dovod nosača topline.

Osobito je važno da vrijednost ukupnog hidrauličkog otpora sustava grijanja (svih prstenova u sastavu krugova) ne bude veća od vrijednosti cirkulacijskog napora. Inače zagrijavanje nosača topline i pokušaji balansiranja sustava neće poboljšati cirkulaciju.

Cirkulacijska pumpa za otvoreni toplinski sustav

Dešava se da mjere za balansiranje kruga grijanja gravitacijskog sustava ne daju učinka. Ne rješavaju se svi uzroci niskog tlaka podešavanjem – pogrešan izbor promjera cijevi ne može se ispraviti bez potpune rekonstrukcije kruga.

Tada, da bi se povećao tlak i poboljšalo kretanje vode bez značajne preinake grijanja, u sustav se montira cirkulacijska pumpa ili tlačno pojačivačko crpno uređaj. Jedino što će zahtijevati njegova ugradnja jest premještanje ekspanzijske posude ili njezina zamjena membranskim ekspanzomatom (zatvorenom posudom).

Pri ozbiljnom padu tlaka potrebna je, ne cirkulacijska, već snažnija tlačna crpka. Međutim, za otvorene sustave grijanja tlačne crpke nisu prikladne jer razvijaju znatan dinamički tlak.

Potrošnja energije cirkulacijskih crpki ne prelazi 100 W. Stoga se ne treba bojati da će istisnuti toplinski medij iz kruga.

Volumen vode u sustavu grijanja je prilično stalan, pod uvjetom kontrole nad punjenjem otvorenog kruga. Stoga, koliko god vode cirkulacijska crpka potisne ispred sebe, toliko će u njega ući iz povratne cijevi.

Dovodeći tlak u toplinskom sustavu do potrebnog, crpka će omogućiti produljenje sustava, smanjenje promjera cjevovoda i postizanje ravnoteže kruga pri visokom hidrauličkom otporu.

Tlak u zatvorenom sustavu grijanja

Ugradnja modernog kotla, posebno dvokružnog, prodavači nazivaju idealnim rješenjem za kućno grijanje. Uz kvalitetnu montažu novog kotla zatvoreni prisilni sustav ispravno služi nekoliko godina, ali jednog dana tlak u njemu naglo ili postupno pada. Kako pronaći uzrok niskog dinamičkog tlaka?

Zatvoreni sustav grijanja zahtijeva pomnu pozornost. Pad ili porast tlaka podjednako su opasni za njega. Ostati bez grijanja zimi – najgora je noćna mora vlasnika kuće.

Prije svega, provjerava se i potisna i cirkulacijska pumpa koja se nalazi u toplinskom krugu. Ovaj uređaj se istroši brže od kotla, ekspanzijske posude ili cjevovoda, stoga se njegovo stanje provjerava prvo. Važno je uvjeriti se da 'tiha' pumpa prima električno napajanje i tek nakon toga poduzeti mjere za zamjenu uređaja.

Općenito, racionalnije je ugraditi dvije pumpe u krug grijanja unaprijed – jednu u glavnu cijev, drugu u obilazni vod (bypass). Zatvoreni sustav grijanja ne može raditi pri niskom dinamičkom tlaku. Stoga će rezervna pumpa, uključena na vrijeme, zaštititi kuću i cjevovod od smrzavanja.

Ako je pumpa ispravna, izvor gubitka tlaka nalazi se u kotlu ili u sustavu cjevovoda. Kotao provjeravamo posljednji, prvo – krug grijanja.

Koraci traženja curenja toplinskog medija

Moguće je samostalno otkriti propuštanja u sustavu grijanja ako su cijevi postavljene otvoreno, postoji pristup slavinama i svim spojnim elementima. Također je potrebno skinuti dekorativnu oblogu radijatora grijanja.

Potrebno je proći cijeli toplinski krug s baterijskom svjetiljkom, pomno proučavajući svaki spoj, svaki element sustava (i vezove kotla). Tražimo lokve vode, mokre mrlje na podu, tragove osušene vode, hrđave mrlje na cijevima, radijatorima i zapornim ventilima.

Uzimamo malo ogledalo, osvjetljavamo svjetiljkom i pregledavamo stražnju stranu svake sekcije radijatora grijanja. Ako su radijatori sastavljeni, od lijevanog željeza ili aluminija – treba pregledati spojeve između sekcija. Korozija, mrlje hrđe – znak su propuštanja, čak i ako je pod ispod radijatora suh.

Postoje situacije kada tlak u krugu pada polako, iz dana u dan. Pritom nema vidljivih tragova propuštanja na elementima sustava grijanja ili na podu. Ili bolje rečeno, propuštanja postoje i nema ih malo, ali ih se ne može otkriti.

Voda koja curi isparava na cijevi, radijatoru ili na površini poda, tj. ne stvaraju se vidljive lokve. Potrebno je identificirati mjesta mogućeg propuštanja toplinskog medija, podložiti ispod njih listove mekog papira – poslužit će salvete ili toaletni papir. Nakon nekoliko sati provjeravamo papir na vlažnost. Ako je mokar – znači da je propuštanje ovdje.

Ispravnost sigurnosne grupe kotla ne sastoji se samo u radu manometra, sigurnosnog ventila i odzračnika. Niti jedan njezin element ili rastavljivi spoj ne smije curiti.

U kući opremljenoj djelomično skrivenim sustavom cjevovoda grijanja, nemoguće je samostalno pronaći propuštanja. Ostaje samo pozvati toplinske tehničare koji će obaviti pretragu propuštanja toplinskog kruga pomoću posebne opreme.

Toplinsko-tehničko traženje propuštanja u sustavu grijanja izvodi se u određenom slijedu. Najprije se iz kruga ispušta toplinska tekućina.

Zatim se na cijeli cjevovod grijanja ili na njegove pojedine segmente opremljene zapornim slavinama, preko navojnog spoja priključuje kompresor. U krajnjem slučaju može se na cjevovod priključiti automobilska pumpa.

Nakon nekoliko minuta od početka upuhivanja zraka u toplinski krug, na mjestima propuštanja čut će se razaznatljiv zvuk izlazećeg zraka. Svaki dio sustava grijanja ugrađen u zid ili pod s propuštanjem otkrivenim po zvuku potrebno je otvoriti od cementnog estriha.

Zatim se propuštanje otklanja zamjenom segmenta cijevi, ponovnim zatezanjem spoja s namatanjem kudjelje ili teflonske trake, skidanjem i ugradnjom novog zapornog ventila.

Razlike tlaka u kotlu za grijanje

Odmah napominjemo da točan kvar kotlovske opreme može odrediti samo inženjer toplinske tehnike iz servisne službe. Odnosno, vlasnik kuće sam neće moći utvrditi, a još manje otkloniti ozbiljan kvar koji je uzrokovao pad tlaka u kotlu za grijanje.

Razmotrimo moguće uzroke «puzajuće» promjene tlaka na manometru kotla, koja se događa pri vanjskoj ispravnosti kotla.

Pukotina u izmjenjivaču topline. Tijekom godina rada stijenke izmjenjivača topline u kotlu mogu dobiti mikropukotine. Razlozi njihova nastanka su istrošenost uređaja, slabljenje čvrstoće prilikom ispiranja, tlačnih proba (hidraulički udar) ili tvornička greška. Toplinska tekućina curi kroz njih i kotlu je potrebno dopunjavanje vodom svaka 3-5 dana.

Vizualno se propuštanje ne može otkriti – voda teče slabo, a pri uključenom plameniku nakupljena vlaga u kotlu ispari. Potrebna je zamjena izmjenjivača topline, rjeđe ga je moguće zalemiti.

Trosmjerni ventil je idealan za višepetljne sustave grijanja. Međutim, propusna moć takvog ventila usko je povezana s time koliko će se često čistiti od onečišćenja.

Tlak raste zbog otvorene slavine za dopunu. Na pozadini niskog dinamičkog tlaka u kotlu i višeg tlaka u vodovodu, kroz slavinu za dopunu u sustav grijanja ulazi «višak» vode. Tlak u toplinskom krugu raste do trenutka koji zahtijeva njegovo ispuštanje kroz sigurnosni ventil kotlovske jedinice.

Ako pak tlak u vodovodu opadne, toplinska tekućina kruga grijanja potisnut će njezin dotok u kotao, tada će tlak u sustavu grijanja pasti. Sličan problem javlja se kod neispravne slavine za dopunu. Potrebno je ili zatvoriti slavinu ili je zamijeniti.

Rast tlaka zbog trosmjernog ventila. Kod kvara ventila ugrađenog na dvokružni kotao, voda iz «kućanskog» sektora grijanja ulazit će u sustav grijanja. Trosmjerni ventil zahtijeva ćišćenje ili zamjenu.

Očitanja manometra kotla se ne mijenjaju. Ako uz promjene radnih režima kotla, uz porast ili pad temperature u krugu, manometar pokazuje isti tlak – on je "zapeo". T.j. kroz priključak se u njega nabijala prljavština iz sustava grijanja. Potrebna je zamjena manometra.

Nizak tlak zbog ekspanzijske posude

S dvokružnim kotlovima u zatvorenim sustavima grijanja često se događa sljedeća situacija: pri pokretanju u načinu grijanja naglo se povećava tlak na kotlovskom manometru. Ako je krug u potpunosti napunjen vodom – tlak raste do 3 bara i aktivira se sigurnosni ventil koji ispušta dio vode.

Vlasnik kuće isključi plamenik, čeka hlađenje vode. Pritom tlak padne na minimum. Zatim vlasnik pokušava uključiti kotao. No uređaj ne radi, daje signal "kvar". Iako ponekad uspije aktivirati rad dvokružnog kotla, ako tlak ne padne previše.

Položaj ekspanzomata pokraj kotla za grijanje objašnjava se njegovom važnošću za toplinski sustav. Potrebno je pažljivo pratiti stanje i ispravnost ekspanzijske posude.

Preostaje samo pokušati povisiti tlak, dolijevanjem vode u sustav u "hladnom" načinu (s isključenim plamenikom) i postizanjem očitanja manometra na razini 1,2–1,5 bara. No ponovno pokretanje kotla daje isti rezultat: tlak raste; aktivira se sigurnosni ventil; voda se ispušta; tlak na minimumu; kotao ne želi raditi.

Uzroka takvog kvara može biti više. Međutim, čest izvor problema je ekspanzijska posuda. Pritom nije važno gdje je smještena – unutar kotla ili izvan njega.

Ekspanzomat je podijeljen fleksibilnom membranom na dva dijela. U jednom je toplinski medij, u drugom plin (obično dušik) pod tlakom od 1,5 bara. Voda koja se širi pri zagrijavanju, sadržana u toplinskom krugu, pritišće krom membranu na plinski odjeljak membranske posude. Kako bi kompenzirao povišeni tlak u sustavu, plin u ekspanzomatu se sabija.

Nakon godina korštenja zatvorenim krugom grijanja, nipl kroz koji se vršilo upumpavanje plina u ekspanzijsku posudu, počinje curiti. Dogadj a se da plin ispuštaju sami vlasnici kuća, koji ne razumiju svrhu nipla.

U bilo kojem slučaju dogadj aja, plina u ekspanzomatu postaje sve manje. Uskoro ekspanzijska posuda više nije u stanju kompenzirati tlak rastućeg toplinskog medija u sustavu, njegove vrijednosti dostižu maksimum.

Na kvar ekspanzijske posude zatvoreni sustav grijanja će reagirati naglim porastom i padom dinamičkog tlaka.

Razmotrimo kako riješiti problem s nedostatkom plina u ekspanzomatu. Prvo isključimo kotao, ako je električni – i iz električne mreže.

Ako je ekspanzijska posuda ugrađena u kotao, potrebno je zatvoriti dotok vode u oba njegova kruga (ili jedan). Ispustite vodu iz kotla u potpunosti. Ako se ekspanzijska posuda nalazi odvojeno od kotla, potrebno je odvojiti njezin dio cjevovoda od glavne mreže i ispustiti vodu odatle.

Zatim uzmite automobilsku pumpu opremljenu manometrom (manometar je obavezan), spojite je na nipel na ekspanzijskoj posudi i napumpavajte je. Iz blokiranog sektora cjevovoda (ili kotla, ako je posuda u njemu) će izaći voda – nastavite pumpati.

Pratite manometar pumpe. Voda je prestala istjecati, a tlak je dosegnuo 1,2-1,5 bara – prestanite pumpati zrak.

Preostaje otvoriti zaporne ventile, dopuniti krug vodom do 1,2-1,5 bara, zatim uključiti kotao. Sustav grijanja će raditi. Ako primijetite da se problem s tlakom ponovno pojavio nakon nekog vremena – zamijenite nipel ekspanzijske posude, jer jako propušta.

Napomenimo da s posudom može biti drugi problem, složeniji – puknuće membrane. Tada pumpanje zrakom neće pomoći, morat ćete zamijeniti ekspanzijsku posudu.

Zaključci i koristan video na temu

Video #1. Kako izvršiti balansiranje radijatora grijanja u kućnom sustavu grijanja. Podsjećamo da bez ventila na svakom radijatoru grijanja neće biti moguće uravnotežiti sustav.

Video #2. Preporuke toplinskog tehničara za obnovu radnog tlaka u zatvorenim krugovima grijanja. U videu se također objašnjava postupak pumpanja ekspanzijske posude koja je izgubila "tvornički" plin:

Pravilno uravnotežen sustav grijanja obavljat će svoje funkcije nekoliko godina. Ali jednog dana će se promijeniti karakteristike medija grijanja ili će otkazati odgovorni elementi toplinskog kruga. Stoga je potrebno stalno pratiti pokazatelje medija grijanja na manometrima kako bi se na vrijeme reagiralo na oscilacije tlaka.

Pišite, molimo, komentare ako imate pitanja o temi članka. Čekamo vaše priče o vlastitom iskustvu u normalizaciji tlaka u krugu grijanja. Mi i posjetitelji stranice spremni smo raspraviti sporne točke u bloku koji se nalazi ispod teksta članka.