Tlak v ogrevalnem sistemu: kakšen naj bo in kako ga povečati, če pade

Po izpadu tlaka v ogrevalnem sistemu se pojavi problem – kakovost ogrevanja prostorov v hiši pade. Seveda lahko ogrevanje nastavite enkrat in za dolgo časa, vendar to obdobje ne bo večno. Nekega dne se bo normalni tlak v ogrevalnem sistemu spremenil, in sicer bistveno.

Povedali vam bomo, kako imeti pod nadzorom fizikalne lastnosti hladilnega sredstva. Pri nas boste izvedeli, kako zagotoviti stabilno hitrost premikanja segrete vode po cevovodu do naprav. Razumeli boste, kako doseči in vzdrževati udobno temperaturo v prostorih.

V predlaganem članku so podrobno navedeni vzroki za padec tlaka v sistemih zaprtega in odprtega tipa. Predstavljene so učinkovite metode uravnoteženja. Informacije, predstavljene za seznanitev, so dopolnjene s shemami, navodili po korakih, fotografijami in video vodiči.

Vrste tlaka v ogrevalnih sistemih

Glede na veljavni princip gibanja hladilnega sredstva v toplotnem vodu kroga ima v ogrevalnih sistemih glavno vlogo statični ali dinamični tlak.

Statični tlak, imenovan tudi gravitacijski, se razvije zaradi gravitacijske sile našega planeta. Višje kot se voda dvigne po krogu, močneje njena teža pritiska na stene cevi.

Pri dvigu hladilnega sredstva na višino 10 metrov bo statični tlak znašal 1 bar (0,981 atmosfere). Statični tlak je zasnovan za odprt ogrevalni sistem, njegova največja vrednost je približno 1,52 bara (1,5 atmosfere).

Dinamični tlak v ogrevalnem krogu se ustvarja umetno – z uporabo električne črpalke. Praviloma so na dinamični tlak zasnovani zaprti ogrevalni sistemi, katerih krog tvorijo cevi bistveno manjšega premera kot pri odprtih ogrevalnih sistemih.

Normalna vrednost dinamičnega tlaka v zaprtem ogrevalnem sistemu je 2,4 bara ali 2,36 atmosfere.

Posledice nestabilnosti v krogih

Premajhen ali previsok tlak v ogrevalnem krogu je enako škodljiv. V prvem primeru nekateri radiatorji ne bodo učinkovito ogrevali prostorov, v drugem pa bo porušena celovitost ogrevalnega sistema in odpovedali bodo njegovi posamezni elementi.

Pravilna cevna vezava bo omogočila priklop kotla na ogrevalni krog tako, kot je potrebno za kakovostno delovanje ogrevalnega sistema.

Dinamični tlak v ogrevalnem cevovodu se povečuje, če:

• je ogrevalni medij preveč pregret;
• je prerez cevi nezadosten;
• sta kotel in cevovod obraščena z vodnim kamnom;
• so v sistemu zračni čepi;
• je nameščena premočna črpalka;
• prihaja do dodatnega polnjenja z vodo.

Povišan tlak v zaprtem krogu povzroča tudi nepravilno uravnoteženje z ventili (sistem je preveč reguliran) ali okvara posameznih regulacijskih ventilov.

Za nadzor delovnih parametrov v zaprtih ogrevalnih krogih in za njihovo avtomatsko regulacijo se namešča varnostna skupina:

Tlak v ogrevalnem cevovodu pada zaradi naslednjih razlogov:

• puščanje toplotnega nosilca;
• okvara črpalke;
• trganje membrane ekspanzijske posode, razpoke v stenah običajne ekspanzijske posode;
• okvare varnostnega bloka;
• uhajanje vode iz ogrevalnega sistema v napajalni krog.

Dinamični tlak bo povišan, če so votline cevi in radiatorjev zamašene, če so lovilni filtri umazani. V takšnih situacijah črpalka deluje s povečano obremenitvijo, učinkovitost ogrevalnega kroga pa se zmanjša. Standardni rezultat preseganja vrednosti tlaka so puščanja na spojih in celo pretrganje cevi.

Parametri tlaka bodo nižji, kot je potrebno za normalno delovanje, če je v glavni vod vgrajena črpalka nezadostne moči. Ta ne bo mogla premikati toplotnega nosilca s potrebno hitrostjo, kar pomeni, da bo v napravo doveden nekoliko ohlajen delovni medij.

Drugi očitni primer padca tlaka je pretok, ki ga zapira ventil. Znak teh težav je izguba tlaka v posameznem segmentu cevovoda, ki se nahaja za oviro za toplotni nosilec.

Ker imajo vsi toplotni krogi naprave, ki ščitijo pred previsokim tlakom (vsaj varnostni ventil), se težava nizkega tlaka pojavlja veliko pogosteje. Oglejmo si vzroke padca tlaka in načine za povečanje tlaka, s tem pa izboljšanje kroženja vode, v ogrevalnih sistemih odprtega in zaprtega tipa.

Tlak v odprtem ogrevalnem sistemu

V nasprotju z zaprtim toplotnim krogom pravilno zgrajen odprt ogrevalni sistem z leti obratovanja ne zahteva balansiranja – je samoregulativen. Delovanje kotla in statični tlak zagotavljata stalno kroženje vode v sistemu.

Gostota ogrete vode, ki teče po dovodnem dvižnem vodu, je nižja od gostote ohlajenega toplotnega nosilca. Vroča voda stremi k najvišji točki kroga, ohlajena pa k najnižji.

Potreben tlak za kroženje vode se doseže s tlakom v dovodnem dvižnem vodu ali s poviševalno črpalko (+)

Tlak, ki ga ustvarja vodni stolpec v dovodnem dvižnem vodu, omogoča kroženje ogrevalnega medija in kompenzira upor, ki je prisoten v cevovodu kroga. Povzročata ga trenje vode ob notranjo površino cevi ter lokalni upori (zavoji in odcepi cevovoda, kotel, armatura).

Mimogrede, cevi povečanega premera se uporabljajo za sestavljanje odprtega ogrevalnega sistema prav z namenom zmanjšanja trenja.

Da bi razumeli, kako povečati tlak v odprtem ogrevalnem sistemu, je treba najprej razumeti načelo doseganja cirkulacijskega tlaka v toplotnem krogu.

Njegova formula:

P_c = h • (r_°-r_g),

kjer:

• P_c – cirkulacijski tlak;
• h – navpična razdalja med središčema kotla in spodnjega ogrevalnega radiatorja;
• r_g – gostota ogretega ogrevalnega medija;
• r_o – gostota ohlajenega ogrevalnega medija.

Statični tlak bo višji, če bo razdalja med središčnima osema kotla in najbližjega radiatorja čim večja. Posledično bo intenzivnost kroženja ogrevalnega medija višja.

Da bi dosegli najvišji možni tlak v ogrevalnem krogu, je treba kotel spustiti čim nižje – v klet.

Čim bližje je radiator na dovodnem krogu kotlu, tem bolje se ogreje. Regulatorji omogočajo porazdelitev toplote med vse radiatorje ogrevalnega sistema.

Drugi vzrok za padec tlaka v odprtem ogrevalnem sistemu je povezan z njegovo samoregulacijo. Pri spreminjanju temperature ogrevanja ogrevalnega medija se spreminja intenzivnost njegovega pretoka. S povečanjem ogrevanja vode za toplotni krog v hladnih zimskih dneh lastniki močno zmanjšajo njeno gostoto.

Vendar pri prehodu skozi ogrevalne radiatorje voda oddaja toploto sobni atmosferi, pri tem pa se njena gostota povečuje. Po zgoraj navedeni formuli velika razlika gostot tople in ohlajene vode pripomore k povečanju cirkulacijskega tlaka.

Čim bolj je ogrevalni medij segret in čim hladneje je v prostorih hiše, tem višji bo tlak v sistemu. Vendar potem ko se atmosfera prostorov segreje in se oddajanje toplote radiatorjev zmanjša, tlak v odprtem sistemu pade – zmanjša se razlika med temperaturo vode na dovodu in na povratku.

Uravnoteženje odprtega dvokrožnega toplotnega sistema

Gravitacijski ogrevalni sistemi se izvajajo z enim ali več krogi. Pri tem dolžina vsakega zankastega cevovoda vodoravno ne sme presegati 30 m.

Da bi dosegli optimalen tlak in pretok v odprtem sistemu z naravnim gibanjem toplotnega nosilca, je bolje, da so cevovodi še krajši – manj kot 25 m. Tako se bo voda lažje spopadala s hidravličnim uporom. V krogu z več zankami je poleg omejitve dolžine treba upoštevati tudi pogoj za ogrevalne radiatorje – število členov v vseh zankah mora biti približno enako.

Pomanjkanje tlaka v odprtem dvokrožnem toplotnem sistemu nastane zaradi napak pri načrtovanju ali zaradi onesnaženja cevovoda (+)

Uravnoteženje horizontalnih obročev, ki so del vertikalnega kroga, je potrebno v fazi načrtovanja ogrevalnega sistema. Če se hidravlični upor katerega koli obroča izkaže za višjega od ostalih – statični tlak v njem ne bo zadosten in tlak se bo praktično ustavil.

Za vzdrževanje potrebnega tlaka v dvokrožnem ogrevalnem sistemu je treba zmanjšati presek cevi na pristopu do radiatorjev. Prav tako lahko pred radiatorje namestite ventile za termoregulacijo (ročne ali avtomatske).

Dvokrožni sistem odprtega tipa je mogoče uravnotežiti:

• Ročno. Sistem ogrevanja zaženete, nato izmerite temperaturo zraka v vsakem ogrevanem prostoru. Kjer je višja – privijte ventil, kjer je nižja – odvijte. Za nastavitev toplotnega ravnovesa boste morali večkrat opraviti merjenje temperature in uravnavanje ventilov;
• Z uporabo termostatskih ventilov. Uravnoteženje poteka skoraj samodejno, le nastaviti morate želeno temperaturo v vsakem prostoru na ročajih ventilov. Vsaka taka naprava bo sama upravljala dovod toplotnega nosilca v radiator, povečevanje ali zmanjševanje dovoda toplotnega nosilca.

Posebej pomembno je, da vrednost skupnega hidravličnega upora ogrevalnega sistema (vseh obročev v sestavi krogov) ni višja od vrednosti obtočnega tlaka. Sicer segrevanje toplotnega nosilca in poskusi uravnoteženja sistema ne bodo izboljšali kroženja.

Obtočna črpalka za odprt toplotni sistem

Dogaja se, da ukrepi za uravnoteženje ogrevalnega kroga gravitacijskega sistema nimajo učinka. Vseh vzrokov nizkega tlaka ni mogoče rešiti z nastavitvijo – izbira napačnega premera cevi ni popravljiva brez popolne rekonstrukcije kroga.

Potem, da bi povečali tlak in izboljšali gibanje vode brez večjega preoblikovanja ogrevanja, se v sistem namesti obtočna črpalka ali črpalka za povišanje tlaka. Edino, kar bo zahtevala njena namestitev, je premestitev ekspanzijske posode ali njena zamenjava z membranskim ekspanzomatom (zaprta posoda).

Ob resnem padcu tlaka ni potreben obtočni, ampak močnejši poviševalni črpalka. Vendar za odprte ogrevalne sisteme poviševalne črpalke niso primerne, ker razvijajo precejšen dinamičen tlak.

Poraba energije obtočnih črpalk ne presega 100 W. Zato se ni treba bati, da bi iztisnil toplotni medij iz kroga.

Količina vode v ogrevalnem sistemu je bolj ali manj stalna, pod pogojem nadzora nad polnjenjem odprtega kroga. Zato, ne glede na to, koliko vode obtočna črpalka potisne skozi krog pred seboj, ravno toliko bo vstopilo vanj iz povratne cevi.

S povečanjem tlaka v ogrevalnem sistemu na zahtevano raven bo črpalka omogočila podaljšanje sistema, zmanjšanje premera cevovoda in doseganje ravnotežja kroga pri visokem hidravličnem uporu.

Tlak v zaprtem ogrevalnem sistemu

Namestitev sodobnega kotla, zlasti dvokrožnega, prodajalci označujejo kot idealno rešitev za domače ogrevanje. Ob kakovostni montaži novega kotla zaprt prisilni sistem zanesljivo deluje več let, a nekega dne tlak v njem strmo ali postopoma pade. Kako najti vzrok nizkega dinamičnega tlaka?

Zaprt ogrevalni sistem potrebuje skrbno pozornost. Padec ali dvig tlaka sta zanj enako nevarna. Ostati brez ogrevanja pozimi – najhujša mora lastnika hiše.

Najprej se preverita tako povečevalna črpalka kot obtočna črpalka, ki je v toplotnem krogu. Ta naprava se obrablja hitreje kot kotel, ekspanzijska posoda ali cevovod, zato se njeno stanje preveri prvo. Pomembno je zagotoviti, da do »tihe« črpalke prihaja električna napetost, in šele nato ukrepati glede zamenjave naprave.

Na splošno je bolj smotrno v ogrevalni krog vgraditi dve črpalki vnaprej – eno v glavno cev, drugo v obvod. Zaprt ogrevalni sistem ne more delovati pri nizkem dinamičnem tlaku. Zato bo rezervna črpalka, vključena pravočasno, zaščitila hišo in cevovod pred zmrzovanjem.

Če je črpalka v redu, je vir izgube tlaka v kotlu ali v sistemu cevovoda. Kotel preverimo nazadnje, najprej – ogrevalni krog.

Koraki iskanja uhajanja hladilnega sredstva

Sami lahko odkrijete puščanje v ogrevalnem sistemu, če so cevi nameščene odprto in imate dostop do pip ter vseh povezovalnih elementov. Prav tako je treba odstraniti dekorativne obloge ogrevalnih radiatorjev.

Treba je prehoditi celoten toplotni krog z baterijsko svetilko, pozorno preučiti vsako povezavo, vsak element sistema (tudi napeljavo kotla). Iščemo luže vode, mokre madeže na tleh, sledi posušene vode, rjave madeže na ceveh, radiatorjih in zapornih ventilih.

Vzamemo majhno ogledalo, posvetimo s svetilko in pregledamo zadnjo stran vsakega segmenta ogrevalnega radiatorja. Če so radiatorji sestavljeni iz litega železa ali aluminija – je treba pregledati spoje med segmenti. Korozija, sledovi rje – so znak puščanja, tudi če so tla pod radiatorjem suha.

Obstajajo situacije, ko tlak v krogu počasi pada, iz dneva v dan. Pri tem vidnih sledi puščanja na elementih ogrevalnega sistema ali na tleh sploh ni. Natančneje, puščanja so in jih ni malo, vendar jih ni mogoče odkriti.

Cureča voda izhlapi na cevi, radiatorju ali na površini tal, tj. ne nastanejo opazne luže. Treba je ugotoviti mesta možnega uhajanja toplotnega nosilca, pod njih položiti liste mehkega papirja – primerne so serviete ali toaletni papir. Po nekaj urah preverimo papir na vlažnost. Če je moker – pomeni, da je puščanje tukaj.

Pravilno delovanje varnostne skupine kotla ni odvisno le od delovanja manometra, varnostnega ventila in odzračevalnika. Noben njen element ali priključni spoj ne sme puščati.

V hiši, opremljeni z delno skritim sistemom ogrevalnega cevovoda, puščanja ni mogoče najti sami. Ostane le, da pokličete toplotne tehnike, ki bodo s posebno opremo izvedli iskanje puščanj toplotnega kroga.

Toplotnotehnično iskanje puščanj v ogrevalnem sistemu poteka v določenem zaporedju. Najprej se iz kroga izpusti toplotni nosilec.

Nato se na celoten ogrevalni cevovod ali na njegove posamezne segmente, opremljene z zapornimi ventili, preko navojne povezave priključi kompresor. V skrajnem primeru je mogoče na cevovod priključiti avtomobilsko črpalko.

Nekaj minut po začetku vpihovanja zraka v toplotni krog se na mestih puščanja zasliši razločen zvok uhajajočega zraka. Vsak odsek ogrevalnega sistema, vgrajen v steno ali tla, pri katerem je bilo puščanje zaznano po zvoku, je treba odkopati od cementnega estriha.

Nato se puščanje odpravi z zamenjavo segmenta cevi, ponovnim zategovanjem spoja z navijanjem konopne ali PTFE tesnilnega traku, ter odstranitvijo in namestitvijo nove zaporne armature.

Nihanja tlaka v ogrevalnem kotlu

Naj takoj poudarimo, da lahko natančno okvaro kotlovne opreme ugotovi le inženir toplotne tehnike iz servisne službe. To pomeni, da lastnik stanovanja ne more sam ugotoviti in še manj odpraviti resne okvare, ki je povzročila padec tlaka v ogrevalnem kotlu.

Oglejmo si možne vzroke za »plazeče« spreminjanje tlaka na kotlovnem manometru, ki se pojavlja ob navidezni brezhibnosti kotla.

Razpoka v toplotnem izmenjevalcu. Z leti uporabe lahko stene toplotnega izmenjevalca v kotlu dobijo mikrorazpoke. Vzroki za njihov nastanek so obraba aparata, oslabitev trdnosti med čiščenjem, tlačnim preizkušanjem (vodni udar) ali tovarniška napaka. Toplotni nosilec teče skozi njih in kotel potrebuje dolivanje vode vsake 3–5 dni.

Vizualno puščanja ni mogoče odkriti – voda teče šibko, pri vklopljenem gorilniku nabrana vlaga v kotlu izhlapi. Potrebna je zamenjava toplotnega izmenjevalca, redkeje ga je mogoče spajkati.

Tripotni ventil je idealen za večobročne ogrevalne sisteme. Vendar je pretok takšnega ventila tesno povezan s tem, kako pogosto ga bodo čistili nečistoč.

Tlak narašča zaradi odprtega ventila za dolivanje. Zaradi nizkega dinamičnega tlaka v kotlu in višjega tlaka v vodovodu v ogrevalni sistem preko ventila za dolivanje vstopa »odvečna« voda. Tlak v toplotnem krogu narašča do trenutka, ko je potrebno njegovo sproščanje preko varnostnega ventila kotlovnega agregata.

Če pa tlak v vodovodu pade, bo toplotni nosilec ogrevalnega kroga preprečil njen dotok v kotel, potem se bo tlak v ogrevalnem sistemu znižal. Podobna težava se pojavi pri okvarjenem ventilu za dolivanje. Potrebno je bodisi zapreti ventil bodisi ga zamenjati.

Naraščanje tlaka zaradi tripotnega ventila. Pri okvari ventila, nameščenega na dvoobtočnem kotlu, bo voda iz »gospodinjskega« ogrevalnega sektorja vstopala v ogrevalni sistem. Tripotni ventil zahteva čiščenje ali zamenjavo.

Odčitki manometra kotla se ne spreminjajo. Če pri spremembah delovnih načinov kotla, pri povečanju ali znižanju temperature v krogu manometer kaže enak tlak – je »obvisel«. To pomeni, da se je skozi priključek vanj nabrala umazanija iz ogrevalnega sistema. Potrebna je zamenjava manometra.

Nizek tlak zaradi ekspanzijske posode

Pri dvonapravnih kotlih v zaprtih ogrevalnih sistemih pogosto pride do naslednje situacije: pri zagonu v načinu ogrevanja se tlak na kotlovskem manometru močno poveča. Če je krog v celoti napolnjen z vodo – tlak naraste do 3 barov in aktivira se varnostni ventil, ki izpusti del vode.

Lastnik hiše izklopi gorilnik in počaka, da voda ohladi. Pri tem tlak pade na minimum. Nato poskuša vklopiti kotel. Toda naprava ne deluje in sporoči signal »okvara«. Včasih pa vseeno uspe aktivirati delovanje dvonapravnega kotla, če tlak ne pade preveč.

Namestitev ekspanzijske posode poleg ogrevalnega kotla je posledica njene pomembnosti za toplotni sistem. Stanje in brezhibnost ekspanzijske posode je treba skrbno spremljati.

Ostane le še poskusiti dvigniti tlak z dolivanjem vode v sistem v »hladnem« načinu (z izklopljenim gorilnikom) in doseči odčitke manometra pri 1,2–1,5 bara. Toda ponovni zagon kotla prinese enak rezultat: tlak se poveča; aktivira se varnostni ventil; voda se izpusti; tlak je na minimumu; kotel noče delovati.

Vzrokov za takšno okvaro je lahko več. Vendar je pogost vir težave ekspanzijska posoda. Pri tem ni pomembno, kje je nameščena – znotraj kotla ali zunaj njega.

Ekspanzijska posoda je z gibko membrano razdeljena na dva dela. V enem je toplotni nosilec, v drugem pa plin (običajno dušik) pod tlakom 1,5 bara. Voda v toplotnem krogu, ki se pri segrevanju širi, pritiska skozi membrano na plinski odsek membranske posode. Da bi kompenziral povečani tlak v sistemu, se plin v ekspanzijski posodi stisne.

Po letih uporabe zaprtega ogrevalnega kroga začne nastavek, skozi katerega se je črpal plin v ekspanzijsko posodo, puščati. Včasih plin izpustijo tudi lastniki hiš, ki ne razumejo namena nastavka.

V vsakem primeru plina v ekspanzijski posodi postaja vedno manj. Kmalu ekspanzijska posoda ni več sposobna kompenzirati tlaka širijočega se toplotnega nosilca v sistemu, njegove vrednosti dosežejo maksimum.

Na okvaro ekspanzijske posode se zaprt ogrevalni sistem odzove z ostrim dvigom in padcem dinamičnega tlaka.

Ugotovite, kako rešiti težavo s pomanjkanjem plina v ekspanzijski posodi. Pred tem izklopite kotel, če je električni – tudi iz električnega omrežja.

Če je ekspanzomat vgrajen v kotel, morate zapreti dotok vode v oba njegova tokokroga (ali enega). Popolnoma izpraznite vodo iz kotla. Če je ekspanzomat ločen od kotla, morate njegov del cevovoda odrezati od skupnega omrežja in iz njega izprazniti vodo.

Nato vzemite avtomobilsko črpalko, opremljeno z manometrom (manometer je obvezen), jo priključite na nastavek na ekspanzomatu in ga napihujte. Iz blokiranega sektorja cevovoda (ali kotla, če je rezervoar v njem) bo začela iztekati voda – nadaljujte s črpanjem.

Spremljajte manometer črpalke. Ko voda preneha iztekati in tlak doseže 1,2–1,5 bara, prenehajte črpati zrak.

Ostane še, da odprete zaporne ventile, napolnite tokokrog z vodo do 1,2–1,5 bara, nato vklopite kotel. Ogrevalni sistem bo deloval. Če po določenem času ugotovite, da se je težava s tlakom ponovno pojavila, zamenjajte nastavek ekspanzomata, ker močno pušča.

Treba je opozoriti, da ima lahko rezervoar še eno, bolj zapleteno težavo – pretrganje membrane. V tem primeru črpanje zraka ne bo pomagalo, zamenjati bo treba ekspanzomat.

Zaključki in koristen video na to temo

Video #1. Kako izvesti uravnoteženje ogrevalnih radiatorjev v domačem ogrevalnem sistemu. Spomnimo, da brez ventilov na vsakem ogrevalnem radiatorju sistema ne boste mogli uravnotežiti.

Video #2. Priporočila strokovnjaka za ogrevanje o obnovitvi delovnega tlaka v ogrevalnih tokokrogih zaprtega tipa. V videu je prav tako razložen postopek črpanja ekspanzomata, ki je izgubil »tovarniški« plin:

Pravilno uravnotežen ogrevalni sistem bo svoje funkcije opravljal več let. Toda nekoč se bodo spremenile lastnosti toplotnega nosilca ali pa bodo odpovedali odgovorni elementi toplotnega tokokroga. Zato je treba nenehno spremljati vrednosti toplotnega nosilca na manometrih, da bi pravočasno reagirali na nihanje tlaka.

Prosimo, napišite komentarje, če imate vprašanja o temi članka. Pričakujemo vaše zgodbe o lastnih izkušnjah pri normalizaciji tlaka v ogrevalnem tokokrogu. Mi in obiskovalci spletnega mesta smo pripravljeni razpravljati o spornih točkah v bloku, ki se nahaja pod besedilom članka.