При работе отопительного котла необходимо контролировать давление: слишком большое может создать аварийную ситуацию, а слишком низкое приведёт к снижению эффективности работы отопления. Существуют различные способы контроля. Они включают в себя различные виды автоматики, регулировку поступления воды в котёл, контроль процесса нагрева теплоносителя. Владелец дома должен понимать, как работает отопительная система, как правильно регулировать в ней давление и как работает датчик давления в системе отопления.
Почему важно контролировать давление
Для правильной работы системы отопления важно, чтобы давление было в определённых рамках. В противном случае нарушится процесс движения теплоносителя по трубам и не будет обеспечен необходимый прогрев помещения.
В отопительном котле уровень давление связано с тем, как осуществляется прогрев. Поэтому часто одновременно с его датчиком используется температурный. Если давление чрезмерно возрастёт, то это может привести к аварийной ситуации. Когда оно понизится, то нарушится процесс передачи тепла из-за замедления движения теплоносителя.
Использование автономной системы отопления помогает гражданам не зависеть от централизованной системы. Это полезно там, где частный дом не имеет такой возможности. Некоторые владельцы выбирают такое решение ради того, чтобы сэкономить средства.
В обоих случаях важно обеспечить экономию расхода топлива. Датчик давления позволяет сэкономить, поскольку он может быть использован для регулировки прогрева в зависимости от температуры и давления в котле. Он помогает включать насосы только тогда, когда это действительно нужно. При этом экономится электроэнергия для их работы и уменьшается износ оборудования.
Рассматриваемые датчики влияют на качество работы всей отопительной системы. Считается, что функциональность отопительного котла, труб и радиаторов на 80% определяет эффективность работы отопления.
Когда котёл выполняет функции гидроаккумулятора в частном доме, в него с помощью насосов подкачивают воду, которая необходима для потребления внутри дома: для работы на кухне, мытья и других функций. Если насосы для обеспечения поступления воды будут работать непрерывно, давление в котле увеличится, что может привести к его повреждению или порче элементов домашней водопроводной сети. Если подкачка станет слабой, то вода из крана будет иметь незначительный напор.
Датчики давления соединены с реле, которые в нужные моменты времени включают или отключают поступление воды в зависимости от достигнутого уровня давления. Своевременность этих действий обеспечивают поддержание давления в котле в нужных границах. При этом обеспечивается организация оптимального режима использования насосов.
Способы контроля
Состояние отопительной системы можно частично контролировать при помощи датчиков температуры. Их применяют для выполнения различных функций. В частности, от температуры зависит давление в газовом котле. С помощью таких датчиков можно оценить эффективность обогрева.
Однако его использование недостаточно для регулировки работы отопительного котла. В этом случае основную роль играет датчик давления. Отсутствие контроля за повышением давления может привести к аварии. Поэтому установка такого датчика необходима. Если он не входит в конструкцию котла, то при наличии принудительной циркуляции владелец должен установить его дополнительно.
Для чего нужны датчики давления
На давление влияют два фактора: поступление воды в котёл и его нагрев. Максимально допустимое давление не должно превышать того, которое может выдержать котёл. Желательно, чтобы оно было меньше, чем граничное значение на 0,5 атм или на большую величину.
Нижнее значение подбирают исходя из того, чтобы обеспечить в доме нужную степень прогрева. При этом нужно, чтобы обогрев включался не слишком часто. Обычно в частных домах используются минимальное значение, равное 1,5 МПа, а максимальное — 2,5 МПа. Однако каждый раз необходимо подбирать индивидуально. При этом оптимальное значение может находиться в промежутке до 6 МПа.
Датчики могут иметь различные типы конструкции. Самые простые являются механическими или электрическими. Некоторые предназначены для управления реле, которое закрывает или открывает трубы.
Некоторые разновидности оснащаются манометрами для того, чтобы человек мог контролировать уровень давления. Может быть предусмотрен механизм предотвращения резких перепадов воды.
Важно, чтобы частота срабатывания реле не была слишком большой. Она зависит от объёма гидроаккумулятора, используемого в системе давления, и количества устройств, потребляющих воду в данный момент.
Например, если в частном доме одновременно принимают ванную, стирают и моют посуду, то реле будет чаще включать насос. Это связано с более высоким расходом воды, чем обычно. Из-за этого начнёт падать давление и сработает реле. В результате начнётся подкачка воды. Из-за траты воды давление вновь упадёт до нижнего предела и реле должно будет ещё раз включить насос. Когда расход уменьшится до обычной величины, частота срабатывания вернётся к обычному значению.
Если устройство оснащено манометром, то владелец может контролировать уровень давления в системе. Если он отличается от норматива, можно будет разобраться в причинах происходящего и принять соответствующие меры.
Особенности контроля отопительных котлов
При измерении давления в отопительных котлах применяются два вида датчиков:
- для пара;
- для воды.
Такие устройства принято называть прессостатами. Они имеют более сложную организацию по сравнению с обычными датчиками давления. Показания датчиков определяют уровень подкачки теплоносителя, работу вентиляторов по охлаждению котла, управляют работой горелок. Прессостаты могут быть рассчитаны на работу с максимальным уровнем давления, минимальным или использовать комбинированный подход.
Датчики, контролирующие давление газа предназначены в первую очередь для управления интенсивностью нагрева воды. Если давление слишком высокое, горелки должны работать менее интенсивно. Если оно недостаточно, требуется лучше прогревать воду. При выборе реле для отопительных котлов, нужно следить, чтобы они соответствовали особенностям конкретных моделей.
При работе системы отопления давление в системе должно находиться в определённых рамках. Оно должно быть таким, чтобы обеспечить нормальную циркуляцию теплоносителя. Если величина выйдет за рамки, то в результате движение теплоносителя может прекратиться.
Отопительные системы могут предусматривать статическое или динамическое изменение давления. В первом случае движение теплоносителя происходит естественным образом и без использования подкачки насосами. Во втором, на входе должно обеспечиваться более высокое давление, чем на выходе.
Принцип работы
Регулировка давления воды выполняется в соответствии со следующим алгоритмом:
- Открываются краны. После этого вода из котла попадает в систему отопления. При этом уровень теплоносителя понижается, а также уменьшается давление.
- Датчик отслеживает величину давления для того, чтобы оно не стало слишком слабым. В тот момент, когда давление достигает порогового значения, происходит замыкание контактов реле.
- В результате запускается насос, который подкачивает воду из скважины или другого внешнего источника.
- Из-за поступления воды давление станет увеличиваться. Датчик будет контролировать, когда оно достигнет предельно допустимого максимального значения.
- В момент, когда это происходит, реле срабатывает, вследствие чего контакты размыкаются. Теперь насосы прекращают свою работу.
В результате удаётся сохранять давление в заданных рамках. При этом оно не будет падать слишком сильно и не повысится настолько, чтобы возник риск возникновения аварийной ситуации. Датчики не только осуществляют регулирование давления, но и передают его значение на внешний датчик для того, чтобы нужная информация была доступна мастеру. Периодическое отключение мотора не даёт ему работать вхолостую.
Механизм действия
Основным элементом механического датчика является эластичная мембрана. С одной стороны на неё действует жидкость в котле. Она выгибается, воздействуя на элементы конструкции, позволяющие точно определить величину давления. Когда достигается пороговое значение, реле выполняет запланированное действие — замыкание или размыкание контактов. Минимальный и максимальный порог устанавливают при помощи двух пружин разного диаметра. Как только мембрана надавливает на них, выполняется соответствующее действие.
Механический датчик давления в системе отопления может иметь также следующую схему работы. Его монтируют так, чтобы в цилиндрическое отверстие попадала вода.
Она окажет давление на эластичную мембрану, которая прогнётся под воздействием давления. За мембраной находится токопроводящий металлический диск, который будет смещён на тем большую величину, чем сильнее действует на мембрану жидкость.
По краям диска имеются выступающие части. При продвижении диска они замкнут контакты. Это приведёт к включению реле. Если давление уменьшится, то искривление мембраны уменьшится и диск разомкнёт цепь. В результате произойдёт отключение реле.
Таким образом будет происходить включение или выключение насосов в зависимости от наличия определённого давления в котле. Диск может иметь две пары выступов различного размера. В соответствии со степенью воздействия воды подключение различных контактов будет происходить при различных значениях давления.
Электрический датчик применяет другой принцип работы. Здесь основным элементом по-прежнему является мембрана, однако её деформация преобразуется в электрический аналоговый сигнал. Далее происходит его усиление до нужного уровня. Затем происходит его преобразование в дискретный вид. Его подают в блок управления, который в зависимости от его значения, подаёт соответствующий управляющий сигнал, предназначенный для замыкания или размыкания контактов.
Существуют также электромеханические устройства. В их состав обязательно входит манометр. Однако в нём используются три стрелки. Две из них указывают на минимальное и максимальное значение давления, а одна указывает его текущее значение. Когда параметр достигает критического значения, цепь замыкается и в результате с помощью реле даётся команда на включение или выключение насосов.
Обычно мембрана находится внутри трубки круглого или эллиптического сечения. Она смещается от давления в котле и влияет на показания манометра и на работу реле. При выборе механических датчиков должны учитываться такие требования:
- Важно учитывать погрешность измерений. Она не должна быть настолько большой, чтобы искажать результаты.
- При выборе бытового манометра класс точности не должен быть ниже 2,5.
- Нужно помнить, что эксплуатация датчика происходит в интенсивном режиме. В результате длительной эксплуатации показания прибора могут стать менее точными.
Перед началом каждого отопительного сезона рекомендуется откалибровать датчик.
Преимуществами датчиков механического типа являются доступная стоимость и более высокая надёжность. Электрические предоставляют лучшую функциональность. Например, здесь можно организовать подключение после того, как было совершено аварийное отключение. В некоторых моделях предусмотрена передача сигналов владельцу на мобильный телефон.
Нужно учитывать, что существуют и другие виды рассматриваемых датчиков, но они сравнительно мало распространены. В качестве примера можно привести жидкостные устройства. В такой схеме применяется принцип сообщающихся сосудов. При этом жидкость, находящаяся внутри котла, выводится наружу в вертикальную прозрачную трубку.
В зависимости от высоты, на которую она поднимается, можно судить о величине давления. Такой способ имеет высокую точность, но его обычно применяют только в лабораторных условиях.
Также применяются устройства дифференциального типа. Здесь для измерения используются две камеры, соединение между которыми выполнено в виде чувствительного элемента. Обычно такие измерительные приборы используются в качестве выносных.
Место установки
При поступлении воды в котёл после крана располагаются фильтрующие элементы. Датчик давления обычно монтируют между ними. Это связано с тем, что в этом месте реже происходят скачки давления. При установке нужно учитывать требования к эксплуатации, указанные в инструкции. Например, некоторые типы реле могут эксплуатироваться только внутри помещений. Для подсоединения применяются тройники. Они дают возможность подключить к котлу не только датчик, но и манометр.
Место подключения подбирается в зависимости от технических особенностей устройства. В некоторых случаях более целесообразно провести установку реле непосредственно на водяном насосе в скважине. В этом случае они должны быть помещены во влагозащитный корпус. Для монтажа датчика электрического типа потребуется подвести для питания электрический кабель.
Его толщина должна соответствовать мощности насосного оборудования. Например, если она равна 2 кВт, то сечение кабеля не должно быть больше 2 кв. мм. После завершения подключения нужно проверить работоспособность конструкции. Для этого включают насос и проверяют давление. Если установка была проведена правильно, то оно должно будет возрастать.
Регулировка параметров
При покупке датчика владелец может поступить различным образом. Он может оставить заводские значения параметров. Это имеет смысл делать в тех случаях, когда насос работает в стандартных условиях.
Если используемая конструкция имеет свои особенности, то лучше провести настройку самостоятельно. Как это сделать — подробно рассказано далее.
После установки необходимо выполнить настройку минимального и максимального значения давления. Важно, чтобы разница между ними была примерно равна 1 атм. Перед тем, как осуществлять регулировку, выполняют такие действия:
- Все элементы насоса отключают от сети. Теперь нужно полностью слить воду из насоса.
- Нужно проверить уровень давления в котле. Для этого можно воспользоваться любым доступным манометром.
- Необходимо, чтобы давление было равно 1,5 атм. Если оно меньше, требуется подкачать воду.
- В том случае, когда оно превышено, требуется понизить, нажав на ниппель.
После того, как котёл был подготовлен, необходимо приступить к процедуре регулировки. Здесь для примера рассмотрен датчик механического типа. Регулировку проводят следующим образом:
- Для того, чтобы начать процедуру регулировки. Необходимо отключить насос. Затем полностью слить воду. Проверяют показания манометра. Он должен показывать нулевое значение.
- Приступают к заполнению котла водой. Когда завершают процесс, необходимо вновь провести измерение давления. Это значение нужно зафиксировать.
- Теперь нужно спустить воду, чтобы получить минимальное значение давление. Его также фиксируют.
- При помощи гайки примерно устанавливают пружины так, чтобы они соответствовали нужным значением. Ослабляют пружину меньшего диаметра. С помощью гайки регулируют сжатие пружины большего диаметра. Нужно помнить, что при закручивании увеличивает минимальное давление срабатывания, а при откручивании уменьшают его.
- Заполняют систему водой, затем сливают её. Нужно определить момент, когда произойдёт автоматическое включение насоса. Если он больше или меньше нужного, проводят дополнительную регулировку пружины.
- Приступают к регулировке пружины меньшего диаметра. Её подкручивают, чтобы установить значение, при котором произойдёт отключение насоса. Сжатие приведёт к уменьшению разницы между максимальным и минимальным значением давления, а ослабление — к увеличению этого параметра.
- Выполняют проверку установленных значений. Для этого запускают насос и определяют, при каком значении давления произойдёт отключение.
- Если максимальное значение установлено неточно, то, закручивая или откручивая гайку, регулируют степень сжатия пружины небольшого диаметра до тех пор, пока параметр не будет установлен точно.
Когда пороговые значения давления будут точно установлены, процедура регулировки будет завершена.
Выбор датчика при покупке
Важно уточнить, для какого рабочего диапазона давления он предназначен. Эти данные можно узнать в техническом паспорте устройства. Если диапазон недостаточен для этого котла, то лучше поискать другую модель датчика.
При этом нужно предусмотреть наличие зазора в 0,5 атмосфер. На эту величину предельное значение, с которым может работать датчик, должно наверняка превышать максимально допустимое значение для гидроаккумулятора.
В большинстве случаев для домашних манометров достаточно диапазона измерений от 0 до 4 бар. Если речь идёт об использовании в промышленности, то речь может идти о более высоком давлении.
Нужно учитывать диаметр штуцера для крепления. Раньше большинство таких устройств имели диаметр, равный 0,25 дюйма. Сейчас увеличился выпуск устройств со штуцерами в 0,5 дюйма.
Важно, что манометр был установлен в таком месте, чтобы к нему был удобный доступ. Датчик давления должен соответствовать условиям эксплуатации. Например, в некоторых случаях могут потребоваться манометры, предназначенные для работы в условиях высокой или низкой температуры.
Для каждого измерительного устройства предусмотрена периодичность проверки. Желательно выбрать такую модель, чтобы контроль правильности работы требовался реже.
В зависимости от принципа действия устройства, его характеристики будут отличаться. Наиболее распространены датчики, использующие пружины. Это связано с тем, что они дают приемлемую точность, но отличаются доступной ценой. Мембранные устройства обеспечивают более высокую точность, но и стоят больше. Электрические устройства обеспечивают качественное управление, но стоят гораздо дороже, поэтому в частных домах их применяют редко.
Нужно учитывать, что количество и расположение датчиков должны определяться схемой использования котла. В некоторых случаях можно ограничиться установкой одного экземпляра, а иногда может потребоваться больше. В простых случаях, если котёл используется в качестве простого источника воды, поднятого до нужной высоты, то можно просто подкачивать воду, включая и выключая насос вручную.
Если речь идёт об отопительном котле, то контроль давления в котле жизненно необходим. Неконтролируемый подогрев теплоносителя приведёт к аварийной ситуации. В таких случаях создаётся автоматизированная система управления подогревом и работой насосами. Это особенно важно при наличии двух или трёх отопительных контуров.
При определении параметров используются различные единицы измерения. Для того, чтобы хорошо ориентироваться в них, нужно знать, как определять соотношение между ними. 1 бар равен 0,99 атмосфер. Когда приводятся цифры с использованием мегапаскалей, необходимо учитывать, что в 1 мегапаскале имеется 10 бар.
Резкое падение давления
При измерении давления в системе отопления владелец может столкнуться с аварийными ситуациями. Одной из наиболее частых являются резкие перепады давления. В этих ситуациях автоматической регулировки будет недостаточно. Необходимо не только узнать о том, что произошёл перепад, но и определить его причину. Наиболее частыми являются следующие:
- Имеет место неисправность используемых насосов. Автоматическая система регулировки построена исходя из того, что они работают нормально, а в аварийной ситуации фактически возникнет непредсказуемая ситуация.
- Появление течи в гидроаккумуляторе. Она будет обеспечивать постоянное снижение давления, что приведёт к постоянной работе насосов для подкачки воды или к нагреву отопительного котла выше критической отметки.
- Случайный сбой настроек, которые используются датчиком давления.
- Повреждение оболочки котла. Например, может произойти образование микротрещин. Это резко снижает прочность оборудования и увеличивает риск возникновения аварийной ситуации.
- Если непосредственное управление производится посредством электронной платы, то возможен её отказ. В таком случае для ремонта потребуется обращаться к специалистам или произвести замену на новую.
- Может произойти внезапное отключение подогрева или насосов, после которого включение в течение длительного времени не происходит. Обычно это связано с неисправностью функционирования реле.
- Для правильного функционирования оборудования важно, чтобы электропитание соответствовало необходимым параметрам. При скачках напряжения или при внезапном отключении в электрических устройствах могут возникнуть неисправности.
Эти причины наиболее вероятны, но допустимо наличие и других вариантов. При обнаружении скачков давления для проведения анализа ситуации нужно сделать следующее:
- Сначала необходимо убедиться в герметичности всех мест соединений.
- Нужно поочерёдно тщательно визуально обследовать все элементы структуры и убедиться в отсутствии повреждений.
- Если поочерёдно производить перекрытие клапанов и следить за этим по показаниям манометра, можно будет определить предполагаемое место неисправности.
Если будет обнаружено ненадёжное соединение, его необходимо уплотнить, а затем поджать. Если отремонтировать не получается, проблемные детали необходимо заменить. При обнаружении микротрещин, установка нового узла обязательна.
Иногда проблемы с регулировкой давления связаны с поломкой или неправильной работой датчика. Часто в такой ситуации причина связана с повреждением мембраны. При осмотре необходимо проверить подключение сети электропитания.
Сильное повышение давления
Неоправданно высокое давление увеличивает риск возникновения аварийной ситуации. Наиболее вероятными причинами в такой ситуации являются:
- Случайное образование воздушных пробок в трубах.
- В процессе эксплуатации происходит постепенное загрязнение труб и фильтров. Их нужно регулярно чистить, а при необходимости заменять. Если этого не сделано вовремя, то приводит к повышению давления.
- В случае неисправности регулятора давления.
- Не происходит отключения насосов независимо от сигналов реле.
- В случае полного перекрытия запорной арматуры.
Если причиной возникновения проблемы является возникновение воздушной пробки, то в этом случае необходимо сначала стравить воду, а затем приступить к нормальной эксплуатации системы.
В том случае, когда загрязнены фильтры, нужно произвести их очистку. Трубы будут нормально функционировать только при условии, что их очистка производится регулярно. Иногда загрязнение в трубах убрать невозможно. В таком случае потребуется произвести замену соответствующего участка системы.
Если после диагностики системы стало понятно, что причиной возникновения проблемы является регулятор, то нужно проверить правильность его настроек. При необходимости требуется повторно провести калибровку и установку параметров.
Возникновение проблем с электропитанием может быть, например, связано с пропаданием или резкими скачками напряжения. В этом случае нужно позаботиться об установке соответствующих устройств для обеспечения бесперебойного питания.
Когда регулятор управляется при помощи электронной платы, резкие скачки напряжения могут повредить её. Нужно проверить работоспособность устройства и при необходимости осуществить его замену.
В некоторых случаях повышение давления возникает из-за полного перекрытия запорных вентилей. При возникновении проблемной ситуации нужно проверить состояние и при необходимости открыть их.
Заключение
Использование датчика давления позволяет оптимально организовать работу котла в частном доме. Правильный выбор устройства позволит обеспечить эффективность домашней водопроводной или отопительной системы. Обеспечение надлежащего давления определяет правильную циркуляцию воды в системе, а также обеспечивает безопасность эксплуатации котла.
