Qual dos muitos métodos usar? Como criar pressão no sistema de aquecimento
A operação de um sistema de aquecimento central é impossível sem um conceito físico como pressão.
É importante controlar seu nível, porque a eficiência do aquecimento das instalações depende disto e, o mais importante, segurança operacional.
Muita pressão na tubulação pode causar vazamento ou até mesmo rompimento do sistema de aquecimento, com todas as consequências tristes para o inquilino e os vizinhos. E se o indicador estiver muito baixo, a temperatura do ambiente não será mantida no nível necessário.
Pressão é a força que atua nas paredes de uma tubulação, radiadores E no próprio refrigerante, forçando-o a se mover ao longo do contorno e desempenhar sua função principal: transferência de calor.
Contente
- Tipos de pressão
- Como criar e adicionar pressão a um sistema de aquecimento
- Como calcular
- Manutenção
- Queda de pressão
- Cálculo hidráulico e instalação de tubulações
- Efeito da temperatura do líquido de arrefecimento
- Bombas de circulação
- Tanque de expansão para regulação dos indicadores
- Reguladores, válvulas
- Redefinindo os indicadores
- Medição com manômetros
- Vídeo útil
- Conclusão
Tipos de pressão
A pressão no sistema de aquecimento é dividida em estática e dinâmica.
Estático
A pressão hidrostática é a pressão exercida pelo peso da água em um sistema., depende da altura da coluna d'água e, portanto, do número de andares do edifício. No ponto mais alto do contorno, é igual a zero.
Referência. Para cada 10 metros a pressão estática muda com a altura por 1 atmosfera (~101 kPa).
Dinâmico
Essa pressão é criado principalmente por bombas de circulação, e também convecção (movimento do líquido devido a diferenças de temperatura) quando aquecido.
Além do acima, o nível dinâmico é afetado pelos reguladores de aquecimento instalados nos radiadores e na sala da caldeira.
Como criar e adicionar pressão a um sistema de aquecimento
Para criar ou adicionar pressão no sistema de aquecimento, vários métodos são usados.
Teste de pressão
O teste de pressão é o processo de enchimento inicial do sistema de aquecimento refrigerante com criação temporária de pressão superior à pressão de trabalho.
Atenção! Para novos sistemas, a pressão durante o comissionamento deve ser 2-3 vezes mais normal, e durante as verificações de rotina um aumento é suficiente em 20-40%.
Esta operação pode ser realizada de duas maneiras:
- Ligação do circuito de aquecimento à conduta de abastecimento de água e enchimento gradual do sistema até os valores requeridos com controle por manômetro. Este método não é adequado se a pressão da água no abastecimento não for alta o suficiente.
- Usando bombas manuais ou elétricas. Quando já existe líquido de arrefecimento no circuito, mas não há pressão suficiente, são utilizadas bombas especiais para teste de pressão. O líquido é despejado no reservatório da bomba e a pressão é levada ao nível necessário.
Foto 1. Processo de teste de pressão do sistema de aquecimento. Utiliza-se uma bomba manual de teste de pressão.
Verificação da rede de aquecimento quanto à estanqueidade e vazamentos
O principal objetivo do teste de pressão é identificar elementos defeituosos do sistema de aquecimento em condições extremas de operação, a fim de evitar acidentes durante a operação. Portanto, o próximo passo após este procedimento é verificar se há vazamentos em todos os elementos. O teste de estanqueidade é realizado pela queda de pressão durante um determinado período após o teste de pressão. A operação consiste em duas etapas:
- Verificação fria, durante o qual o circuito é preenchido com água fria. Dentro de meia hora, o nível de pressão não deve cair mais do que por 0,06 MPa. Por 120 minutos a queda não deve ser maior que 0,02 MPa.
- Cheque quente, o mesmo procedimento é realizado, só que com água quente.
Com base nos resultados do outono, conclusão sobre a estanqueidade do sistema de aquecimentoSe o teste for aprovado, o nível de pressão na tubulação será redefinido para os valores operacionais pela remoção do excesso de refrigerante.
Como calcular
Calculando a pressão em um sistema de aquecimento necessário por dois motivos: para garantir a circulação do líquido de arrefecimento e evitar a despressurização de alguns elementos do circuito por excederem a sua pressão de trabalho.
Referência. A pressão máxima de trabalho está indicada nos próprios componentes ou em seu passaporte. Por exemplo, para tubos de polipropileno, é 4-6 atm, para muitos radiadores de ferro fundido - 5 atm. A pressão calculada não deve exceder a pressão permitida do “elo mais fraco” do circuito de aquecimento.
Para que o refrigerante se mova através da tubulação, é necessário criar uma pressão dinâmica maior que a pressão estática:
- Em um esquema de circulação natural - excede ligeiramente o nível estático.
- Com circulação forçada, o valor dinâmico deve ser o maior possível que o valor estático para obter a máxima eficiência.
A fórmula para determinar a pressão hidrostática é p = ρgh, ou simplificando para água - p = 10000h, Onde h — a altura da coluna de água no sistema de aquecimento.
A pressão de trabalho é definida como a soma da pressão estática a uma determinada altura do circuito e da pressão dinâmica criada pela bomba ou pelo processo de convecção. O impacto máximo nas tubulações é criado no ponto mais baixo do sistema, enquanto no topo é mínimo.
Manutenção
Uma vez configurado e iniciado, o sistema de aquecimento não pode funcionar para sempre: com o tempo as características se deterioram, o que leva ao aquecimento deficiente do ambiente. O indicador da qualidade do aquecimento é a pressão, cujas variações permitem avaliar os problemas.
Para aquecimento por circulação forçada, queda de pressão pode ser causado pelos seguintes motivos:
- vazamentos no circuito;
- problemas com bombas (mau funcionamento, contaminação, fornecimento de energia deficiente);
- danos à membrana do tanque de expansão;
- mau funcionamento da unidade de segurança.
O seguinte pode levar ao aumento da pressão:
- temperatura do líquido de arrefecimento muito alta;
- pequena seção transversal do gasoduto;
- contaminação de filtros ou refrigerante;
- formação de bolsas de ar;
- Modo incorreto de operação da bomba.
Num sistema de aquecimento com circulação natural, o problema do aumento de pressão não se coloca, mas pode ocorrer a sua diminuição, no entanto Este é um processo normal.
O fato é que a circulação natural implica na autorregulação da pressão do líquido de arrefecimento. Ele se move através dos tubos devido à diferença de temperatura entre o retorno e o fornecimento: água quente menos densa sobe. Consequentemente, quanto maior a temperatura definida na caldeira, maior a pressão. Mas a diferença de temperatura diminuirá quando os ambientes forem aquecidos, portanto, quando a temperatura do ar desejada no ambiente for estabelecida, a pressão cairá.
Queda de pressão
A queda de pressão no aquecimento é a diferença de pressão entre as tubulações de alimentação e retorno, devido à qual o refrigerante circula. A queda é a pressão de trabalho do sistema. Seu valor requerido depende da altura do edifício:
- em casas térreas no esquema de circulação natural - 0,1 MPa para cada 10 m de altura;
- em edifícios baixos em esquema fechado — 0,2-0,4 MPa;
- em edifícios altos — até 1 MPa.
Cálculo hidráulico e instalação de tubulações
Cálculo hidráulico é produzido na fase de projeto e é a base para o funcionamento do sistema. As fórmulas da hidráulica são bastante complexas e fogem ao escopo deste artigo, por isso listaremos suas principais consequências, mostrando que pode afetar a queda de pressão:
- Material de gasoduto. Os mais ásperos, como cimento-amianto ou tubos de aço, retardarão o fluxo de líquido após uso prolongado.
Foto 2. Tubos de aquecimento entupidos. Isso pode causar perda de pressão no sistema de aquecimento.
- Transições de uma seção maior para uma menor.
- Voltas, curvas — aumentar a resistência hidráulica da tubulação.
- Estrutura interna dos radiadores E sua seção transversal.
- Válvulas de fechamento e controle.
Durante os cálculos, também é determinada a velocidade do movimento da água, cujo valor ótimo é 0,3-0,7 m/s. Em valores mais baixos, podem ocorrer a formação de bolsas de ar e a diferença de temperatura entre os radiadores pode ser muito grande, enquanto em valores mais altos, ocorrerá ruído devido ao movimento do líquido e o desgaste da tubulação por pequenas partículas abrasivas no líquido de arrefecimento aumentará.
Efeito da temperatura do líquido de arrefecimento
Quando aquecida, a água aumenta de volume e, portanto, leva a um aumento de pressão. Por exemplo, a uma temperatura 20 °C ele pode crescer em 0,1 MPa e a 70 °C em 0,2 MPa. Assim, alterar o grau de aquecimento da água também pode ser usado para regular a pressão.
Bombas de circulação
A tarefa da bomba de circulação é criar uma diferença de pressão para o movimento do refrigerante. Em edifícios baixos, uma bomba instalada no ponto mais baixo do sistema é suficiente.
Foto 3. Bomba de circulação instalada no sistema de aquecimento. O dispositivo bombeia o líquido de arrefecimento através dos tubos.
Em edifícios altos o problema diferenças de pressão entre os andares mais baixos e mais altos torna-se mais aguda, visto que a pressão estática da coluna d'água é significativa. Para equalizar a pressão em tais edifícios, são utilizadas bombas de recalque especializadas.
Tanque de expansão para regulação dos indicadores
O tanque de expansão é uma parte muito importante do sistema de aquecimento. É necessário porque o líquido é quase incompressível, portanto, durante picos de pressão e golpes de aríete, ele pode danificar tubulações, radiadores e outros componentes. O tanque de expansão assume essa diferença.
Projetos diferentes usam tanques diferentes. Em um sistema de circulação natural, ele se comunica com a atmosfera e é aberto, instalado no ponto mais alto do circuito. Quando a pressão da água no sistema aumenta, seu nível no reservatório sobe até atingir o tubo de extravasamento conectado ao esgoto.
Como o circuito com tal tanque se comunica com a atmosfera, a corrosão aparece nele, e o líquido evapora gradualmente da superfície aberta do tanque e seu nível deve ser monitorado.
Em um sistema fechado de circulação forçada, o tanque de expansão é projetado em forma de recipiente com membrana de borracha elástica, preenchido com ar comprimido de um lado e com refrigerante do outro.
Quando o volume deste último muda, o ar é comprimido ou descarregado, estabilizando a pressão no sistema.
Reguladores, válvulas
Em edifícios pequenos, um tanque de expansão é suficiente para compensar as diferenças de pressão, mas em edifícios altos com uma configuração complexa de sistema de aquecimento, é necessário o uso de reguladores de pressão especiais. Uma membrana ou pistão sensível mede a pressão no local onde o regulador está instalado, e a pressão é alterada por meio de um elemento de força: um peso ou uma mola. Os reguladores são divididos em três tipos:
- "Depois de si" (válvulas redutoras de pressão) — bloquear a seção transversal do fluxo, reduzindo assim a pressão ao nível definido na seção atrás deles.
- "Para si mesmo" (válvulas de desvio) — ajustam a pressão antes de si mesmos, desviando o excesso de refrigerante para a tubulação de retorno.
- Reguladores diferenciais — manter uma determinada diferença entre as duas seções usando uma válvula bidirecional que compensa a queda de pressão.
Redefinindo os indicadores
A reinicialização manual é realizada removendo o excesso de volume de refrigerante da válvula de drenagem, bem como alterando o grau de inflação da membrana do tanque de expansão.
Em caso de emergência, ajudará a aliviar rapidamente a pressão válvula de alívio de segurança. Existem modelos com valores fixos e ajustáveis. O valor necessário deve ser superior à pressão de operação, mas inferior à pressão máxima permitida em todo o circuito. Quando o nível definido é excedido, a membrana da válvula se abre e o excesso de líquido de arrefecimento é drenado para o esgoto.
Medição com manômetros
Os manômetros são instrumentos com escala redonda e ponteiro, indicando a pressão atual. São instalados em pontos críticos do circuito através de uma válvula de três vias: após a caldeira, em ramais, em bombas, no grupo de segurança. Ao escolher um manômetro, considere o valor máximo que ele pode medir. Muito grande (por exemplo, 50 atm em um sistema com 4 atm) levará a leituras imprecisas e uma pequena diferença pode danificar o dispositivo de medição.
Foto 4. Manômetro para medir a pressão no sistema de aquecimento. O dispositivo é um mostrador com uma escala aplicada a ele.
Vídeo útil
Assista a um vídeo que explica o que pode causar picos de pressão no sistema de aquecimento.
Conclusão
Controlar e manter a pressão nos sistemas de aquecimento é de suma importância. Não é tão ruim se a pressão insuficiente resultar em aquecimento inadequado das instalações. É muito pior quando seu excesso causará ruptura de radiadores ou tubulações, o que pode levar a queimaduras graves ou inundações edifícios. Portanto, a segurança é primordial. É necessário seguir os procedimentos regulamentares descritos no SNiP e realizar a manutenção regular do sistema de aquecimento caso os valores de pressão excedam os padrões estabelecidos. Assim, o aquecimento da casa será o mais eficiente e seguro possível.
