Завоздушивание системы отопления: причины и как убрать воздух

Воздух в системе отопления — не авария, а постоянный процесс. Он появляется при каждой подпитке, накапливается в верхних точках и постепенно снижает теплоотдачу приборов. При этом система остаётся герметичной: воздух не «пробивается» через стенки, а выделяется из самой воды при нагреве.

Ниже — откуда берётся воздух и сколько его выделяется за сезон, почему пробка снимает до трети мощности радиатора, чем отличаются кран Маевского и автоматический воздухоотводчик, при какой скорости потока пузырьки доходят до воздухоотводчика и как убрать воздух без полного слива.

Откуда берётся воздух

Первый и главный источник — подпиточная вода. Вода растворяет воздух тем лучше, чем она холоднее и чем ниже давление. При атмосферном давлении растворимость составляет 22,8 мг/л при 10 °С и лишь 8,3 мг/л при 80 °С.

Для системы 150 л с подпиткой полтора объёма за сезон, водой 10 °С и подачей 80 °С разность растворимости равна 22,8 − 8,3 = 14,5 мг/л. Объём подпитки — 225 л, значит выделится 225 · 14,5 = 3 263 мг воздуха, то есть около 2,7 л при атмосферном давлении.

Остальные источники уступают первому, но каждый добавляет свою порцию:

• подсос через неплотности во фланцах, на всасывающей стороне насоса и в подпиточном узле;
• воздух, попавший при монтаже, ремонте или после слива системы;
• воздух, затянутый насосом через сальниковое уплотнение при недостаточном давлении на всасывании;
• выделение из антифриза: растворы гликолей удерживают воздух иначе, чем вода.

Где скапливается воздух

Пузырьки легче воды и всплывают против направления потока, если у них есть на это время. Поэтому воздух собирается в естественных ловушках:

Если воздухоотводчика в верхней точке нет, воздух остаётся там до следующего ремонта. Именно поэтому в схемах с верхней разводкой подачи воздухоотводчик ставят не «по желанию», а как обязательный элемент.

Сколько мощности теряется

Воздушная пробка действует двумя способами: перекрывает часть секций прибора и нарушает циркуляцию в контуре целиком.

Доля объёма приборов, занятая воздухом, считается как отношение объёма выделившегося воздуха к объёму приборов. Для системы 150 л объём приборов принимают за 40 % от общего, то есть 60 л. При 2,7 л воздуха это 4,5 % объёма приборов.

Пересчёт в потерю мощности учитывает, что верхние секции отдают больше тепла, чем нижние:

При φ = 4,5 % оценочная потеря составляет 1,3 · 4,5 = 5,9 %. Это средняя цифра по системе. Реальная картина хуже: воздух распределён неравномерно, и в отдельном приборе, куда попала основная пробка, теряется 20–30 % мощности. Именно поэтому неприятные ощущения всегда локальны — «один радиатор еле тёплый, остальные нормальные».

Скорость потока и вынос пузырьков

Пузырёк всплывает со скоростью около 0,25 м/с в неподвижной воде. Чтобы поток вынес его к воздухоотводчику, скорость теплоносителя должна быть не ниже этой величины — иначе пузырёк поднимается вверх и остаётся в кармане.

Скорость в магистрали считается через расход и площадь сечения:

Для системы 15 кВт с перепадом 20 °С расход равен 0,86 · 15 / 20 = 0,645 м³/ч. В трубе Ду25 с внутренним сечением 0,00049 м² скорость составит 0,645 / 3600 / 0,00049 = 0,37 м/с. Этого достаточно для выноса пузырьков.

Калькулятор ниже считает объём свободного воздуха за сезон, долю объёма приборов под воздухом, потерю мощности и скорость потока — и показывает, достаточна ли она для выноса пузырьков.

Числовой пример

Дом с системой 150 л, тепловой мощностью 15 кВт, подача 80 °С, обратка 60 °С, подпитка полтора объёма за сезон, вода 10 °С, магистраль Ду25.

1. Объём подпитки: 150 · 1,5 = 225 л.
2. Растворимость при 10 °С — 22,8 мг/л, при 80 °С — 8,3 мг/л, разность 14,5 мг/л.
3. Масса воздуха: 225 · 14,5 = 3 263 мг = 3,26 г.
4. Объём воздуха: 3 263 / 1 200 = 2,72 л.
5. Объём приборов: 0,4 · 150 = 60 л.
6. Доля воздуха: 2,72 / 60 = 4,5 %.
7. Потеря мощности: 1,3 · 4,5 = 5,9 %.
8. Расход: 0,86 · 15 / 20 = 0,645 м³/ч.
9. Скорость в Ду25: 0,645 / 3600 / 0,00049 = 0,37 м/с — выше порога 0,25 м/с.

Вывод: пузырьки выносятся к воздухоотводчику, но за сезон их набирается почти три литра, поэтому автоматический воздухоотводчик в верхней точке обязателен. Без него воздух останется в верхних коллекторах и даст те самые локальные потери до 30 %.

Кран Маевского и автоматический воздухоотводчик

Эти два устройства часто путают, хотя назначение у них разное.

Практическое правило: кран Маевского на каждом приборе плюс автоматические воздухоотводчики в верхних точках контура и на коллекторе. Первые снимают основную пробку при запуске, вторые собирают воздух, который выделяется месяцами.

Как убрать воздух без слива системы

Полный слив нужен только при ремонте. В остальных случаях воздух выводят так:

1. Откройте кран Маевского на верхних приборах и на последнем приборе самой дальней ветки.
2. Поднимите давление подпиткой до 1,5–2 бар — это вытеснит воздух из верхних карманов.
3. Включите насос и дайте системе поработать на повышенном расходе, последовательно открывая и закрывая приборы.
4. Продолжайте, пока из кранов не пойдёт сплошная струя без шипения.
5. Сбросьте давление до рабочего и проверьте прогрев приборов на ощупь: низ и верх должны быть одинаково горячими.

Если воздух возвращается через несколько дней, дело не в кране, а в подсосе или в чрезмерной подпитке. Тогда проверяют подпиточный узел, уплотнения насоса и давление на всасывании.

Что делать, если воздух возвращается

Возврат воздуха — симптом, а не причина. Обычно дело в одном из четырёх:

• Подпитка больше нормы. Если система теряет воду или автоподпитка настроена слишком высоко, каждый литр свежей воды приносит новую порцию растворённого воздуха. Норму подпитки за сезон стоит держать в пределах одного объёма системы.
• Подсос на всасывании. Неплотность перед насосом затягивает воздух в контур. Проверяют фланцы, прокладки и уровень давления перед насосом: он должен быть выше атмосферного.
• Скорость потока ниже 0,25 м/с. Воздух выделяется, но не доходит до воздухоотводчика. Решение — увеличить расход или перейти на меньший диаметр магистрали.
• Нет деаэратора. В системах с большой подпиткой ставят автоматический деаэратор, который удаляет не только свободный, но и растворённый воздух.

Частые ошибки

1. Воздухоотводчик только на котле. Воздух собирается в верхних точках контура, а не в котле. Без воздухоотводчиков на гребёнке и в верхней точке стояка пробки остаются в приборах.

2. Скорость потока «на глаз». При скорости ниже 0,2–0,3 м/с пузырьки не выносятся, а всплывают в случайных местах. Расход проверяют по балансировочным клапанам, а не по ощущениям от прогрева.

3. Постоянная подпитка вместо поиска утечки. Каждый литр свежей воды добавляет воздух. Система, которая «немного подтекает», будет завоздушиваться бесконечно, сколько бы раз её ни продували.

4. Забытый открытый кран Маевского. После продувки кран оставляют приоткрытым, и система медленно теряет воду, подсасывая воздух через то же отверстие. Краны закрывают полностью.

5. Кавитация насоса лечится продувкой. Если насос шумит и теряет напор, причина может быть в воздушной пробке перед ним, а не в самом насосе. Но кавитация разрушает рабочее колесо за считанные недели, поэтому причину устраняют сразу. Подробнее — в статье про циркуляционный насос.

6. Пузырьки в тёплом полу игнорируют. Воздух в контурах тёплого пола даёт пятна холодного пола и неравномерный прогрев. На коллекторе должен быть воздухоотводчик, а контуры продувают по одному.

Частые вопросы

Откуда в закрытой системе отопления берётся воздух?

Из подпиточной воды. При атмосферном давлении и 10 °С вода удерживает около 22,8 мг/л воздуха, при 80 °С — только 8,3 мг/л. Разница 14,5 мг/л выделяется в виде пузырьков. Для системы 150 л с подпиткой полтора объёма за сезон это около 3,3 л свободного воздуха при атмосферном давлении.

Почему воздух скапливается в верхних точках?

Пузырьки легче воды и всплывают против потока. Верхний коллектор радиатора, верхняя точка стояка, наивысшая точка контура и корпус котла — естественные ловушки. Если скорость потока ниже 0,25 м/с, пузырьки не доходят до воздухоотводчика и остаются в этих карманах.

Насколько падает мощность радиатора из-за воздуха?

Воздушная пробка отсекает верхние секции прибора, а они отдают больше тепла, чем нижние. При сосредоточении воздуха в одном приборе потеря достигает 20–30 %. Оценочная потеря по системе в целом считается по доле объёма приборов, занятой воздухом, с коэффициентом 1,3.

Что лучше: кран Маевского или автоматический воздухоотводчик?

Это разные инструменты. Кран Маевского ставят на каждый прибор — им стравливают воздух вручную после запуска системы и после ремонта. Автоматический воздухоотводчик ставят в верхних точках контура, на гребёнке и в корпусе котла: он выпускает воздух постоянно, без участия человека.

Почему радиаторы завоздушиваются каждую зиму?

Если воздух появляется регулярно, значит в систему постоянно поступает свежая вода или подсасывается воздух. Причины: неплотности в подпиточном узле, воздух, затянутый насосом через уплотнение, отсутствие деаэратора при большой подпитке, слишком низкая скорость потока.

Можно ли выгнать воздух, не сливая систему?

Да. Открывают кран Маевского на верхних приборах, поднимают давление подпиткой до 1,5–2 бар и прогоняют насосом увеличенный расход. Так пузырьки выносятся к воздухоотводчикам. Полный слив нужен только при засорении или ремонте.

Что в итоге

Завоздушивание — не поломка, а следствие того, что вода при нагреве отдаёт растворённый воздух. Задача системы — не предотвратить выделение, а вынести пузырьки к воздухоотводчикам и не дать им задерживаться в приборах.

Работает это при трёх условиях: скорость потока не ниже 0,25 м/с, автоматические воздухоотводчики стоят во всех верхних точках, а подпитка не превышает норму. Если хотя бы одно условие нарушено, воздух будет возвращаться после каждой продувки.

Смежные материалы: циркуляционный насос — расход и напор, от которых зависит вынос пузырьков, расширительный бак — давление в верхней точке, секции радиаторов — сколько тепла теряет прибор с пробкой, гидрострелка — узел, который заодно работает воздухоотделителем.