Расчет мембранного расширительного бака для отопления

Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Заполните ниже приведенную форму и в результате расчёта будет подобран список расширительных баков соответствующих заданным исходным данным.

Высота от точки присоединения расширительного бака до верхней точки системы отопления

Максимальное давление для системы отопления
в месте подключения расширительного бака

Температурный график Т1 – Т2 системы отопления

Объём воды в системе отопления

Тепловая нагрузка системы отопления

Преобладающий тип отопительных приборов

Устройство и конструкция

Расчёт и подбор

Установка и монтаж

Обслуживание и ремонт

Расчёт расширительного бака

Расчёт расширительного бака выполняют для определения его объёма, минимального диаметра присоединительного трубопровода, начального давления газового пространства и начального эксплуатационного давления в системе отопления.

Методика расчёта расширительных баков сложна и рутинна, но в целом можно установить такую зависимость между объёмом бака и влияющими на него параметрами:

  • Чем больше ёмкость системы отопления, тем больше объём расширительного бака.
  • Чем выше максимальная температура воды в системе отопления, тем больше объём бака.
  • Чем выше максимально допустимое давление в системе отопления, тем меньше объём.
  • Чем меньше высота от места установки расширительного бака до верхней точки системы отопления, тем меньше объём бака.

Так как, расширительные баки в системе отопления необходимы не только для компенсации изменяющегося объёма воды но и для пополнения незначительных утечек теплоносителя — в расширительном баке предусматривают некоторый запас воды, так называемый эксплуатационный объём. В выше приведенном алгоритме расчёта заложен эксплуатационный объём воды в размере 3% от ёмкости системы отопления.

Подбор расширительных баков

Подбор расширительного бака следует выполнять с учётом его температурныx и прочностных характеристик. Давление и температура в месте подключение бака не должны превышать максимально допустимых значений.

Объём расширительного бака должен быть больше или равен объёму, полученному в результате расчёта. Негативных последствий от завышения объёма, сверх расчётного – нет.

Если установка расширительных баков предусматривается в помещении, то следует учесть что сосуды диаметром более 750 мм и высотой более 1,5м могут не пройти в дверной проём, а для их перемещения потребуются средства механизации. В таком случае лучше отдать предпочтение не одному, а нескольким мембранным бакам меньшей ёмкости.

1. При использовании в качестве теплоносителя гликолевых смесей рекомендуется подобрать расширительный бак с объёмом на 50% превышающим расчётный.

2. Первый признак неправильно рассчитанного расширительного бака или невыполненной его настройки — это частое срабатывание предохранительного клапана.

Расчет объема расширительного бака – Калькулятор

Калькулятор расчёта объёма расширительного мембранного бака для системы отопления:

Методика расчёта объёма расширительного мембранного бака для системы отопления:

Представленный ниже расчет предназначен для индивидуальных систем отопления и значительно упрощен. Его точность составляет 10%. Мы считаем, что этого вполне достаточно

1. Определим, какой тип жидкости Вы будете использовать в виде теплоносителя. Для примера расчета в качестве теплоносителя мы возьмем воду. Коэффициент температурного расширения воды принят равным 0,034 (это соответствует температуре 85 o С)

2. Определим объем воды в системе. Приблизительно его можно рассчитать в зависимости от мощности котла из расчета 15 литров на каждый киловатт мощности . Например, при мощности котла 40 кВт, объем воды в системе будет равен 600 литрам

3. Определим величину максимального допустимого давления в системе отопления. Она задана порогом срабатывания клапана безопасности в системе отопления

4. Также в расчетах используется величина первоначального давления воздуха в расширительном баке Ро. Давление Ро не должно быть меньше , чем гиростатическое давление системы отопления в точке расположения расширительного бака

5. Полный объем расширения V можно подсчитать по формуле:

6. Выбирать бак нужно, округляя расчетный объем в большую сторону (бак большего объема не повредит)

Читайте также:
Смелый проект частного дома на крутом склоне холма

7. Теперь подберем бак, обеспечивающий компенсацию этого объема. Учитывая, что коэффициент заполнения водой расширительного бака с фиксированной несменной мембранной при этих условиях равен 0,5 (таблица), то для рассмотренной системы подойдет 80-литровый расширительный бак:

80 литров x 0,5 = 40 литров

Коэффициент заполнения (полезный объём) расширительного мембранного бака

Предельное
давление
в системе
Рmax,
бар
Первоначальное давление в баке , Ро бар
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
1 0,25
1,5 0,40 0,20
2,0 0,50 0,33 0,16
2,5 0,58 0,42 0,28 0,14
3,0 0,62 0,50 0,37 0,25 0,12
3,5 0,67 0,55 0,44 0,33 0,22
4,0 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20
4,5 0,63 0,54 0,45 0,36 0,27 0,18
5,0 0,58 0,50 0,41 0,33 0,25 0,16
5,5 0,62 0,54 0,47 0,38 0,30 0,23
6,0 0,57 0,50 0,42 0,35 0,28

Мембранные расширительные баки для систем отопления Wester

Производитель: Wester Heating
Емкость: 8, 12, 24, 35, 50, 80, 100, 120, 150, 200, 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 5000, 10 000 литров
Преддавление в воздушной полости: 1,5 бар
Макс. давление: 5,0 бар
Рабочая температура: -10°C. +100°C

– Предназначены для компенсации температурных расширений теплоносителя в замкнутых системах отопления.
– Основные элементы бака – корпус из высококачественной стали, эластичная мембрана из каучука.
– Давление в воздушной полости для баков от 8 до 150 литров – 1,5 бара, от 200 до 10 000 литров – бара.
– Теплоноситель в системе отопления – вода с содержанием гликоля не выше 50%.
– Расширительные баки комплектуются сменной мембраной.
– Температурный режим работы – от -10 °С до +100 °С
– Срок службы – 100 000 циклов.
– Цвет корпуса – красный.

Как правильно сделать выбор расширительного бака системы отопления, расчеты и особенности установки

Планирование системы отопления – это не только радиаторы и котел, но и другие элементы, входящие в общую схему отопления и обеспечивающие безотказную работу и полноценную функциональность. Выбор расширительного бака системы отопления является немаловажной частью такого планирования. Именно расширительный бак обеспечивает компенсацию температурных расширений и обеспечивает нормальную работоспособность всего оборудования.

При выборе расширительного бака необходимо сразу определиться с типом системы, принципом циркуляции теплоносителя, общим объемом воды. В некоторых случаях потребуется монтаж дополнительного оснащения, например, циркуляционного насоса.

  1. Расширительный бак для отопления для чего он нужен и как работает
  2. Разновидности и особенности расширительного бака
  3. Открытая и закрытая системы отопления
  4. Подобные баки имеют следующие преимущества:
  5. Недостатков использования открытых баков намного больше:
  6. Преимуществ подобного оборудования множество:
  7. Закрытый мембранный бак
  8. Среди преимуществ использования такого оборудования необходимо отметить:
  9. Особенности выбора расширительного бака для системы отопления, несколько нюансов
  10. Установка мембранного расширительного бака: тонкости работ
  11. Несколько важных замечаний
  12. Настройка бака для работы в системе отопления, учет перепадов и уровня давления
  13. Пример расчета
  14. Обслуживание расширительного бака
  15. Ориентировочные значения содержания воды в системах отопления
  16. Коэффициент увеличения объема воды водогликолевой смеси в зависимости от температуры

Расширительный бак для отопления для чего он нужен и как работает

Что такое бачок отопительный, как выбрать расширительный бак для системы отопления? Такое оборудование выполняет компенсацию температурных расширений жидкости при ее нагреве или остывании. Ведь увеличение объема теплоносителя в системе отопления происходит при каждом ее запуске, то есть нормальное функционирование отопления полностью зависит от правильно выбранного расширительного бака.

Читайте также:
Печь мангал-барбекю своими руками: как сделать?

При запуске системы нагретая вода увеличивается в объеме, ее излишек поступает в полость бака, предохраняя трубы от разрыва. При остывании «лишняя» вода возвращается в систему и поступает далее к котлу для нагрева, после этого цикл повторяется. В каких еще случаях расширительный бак необходим? Именно такое оборудование обеспечивает защиту системы от воздушных пузырей, которые могут остановить циркуляцию теплоносителя.

Разновидности и особенности расширительного бака

Конструкция расширительных бачков предполагает разделение оборудования на три вида:

  1. Открытые бачки. Такое оборудование применяется для систем с естественной циркуляцией, это открытые емкости, которые соединяются с общей системой при помощи соединителя в дне бака. Монтируются они в самой высокой точке отопительной системы, обычно на чердаке.
  2. Закрытые баки. Это оборудование предназначены для отопительных систем с принудительной циркуляцией без подпитки. Устройство расширительных бачков осуществляется в специально оборудованной котельной, дополнительной защиты от промерзания или обслуживания не требуется.
  3. Мембранные расширительные бачки. Современный тип оборудования, работающий в автоматическом режиме. Принцип функционирования схож с закрытыми системами, но подобное оборудование имеет эластичную мембрану, что делает бак более надежным и удобным в использовании.

Открытая и закрытая системы отопления

Открытые баки используются для отопительных систем, где теплоноситель циркулирует самотеком. Емкость обычно имеет цилиндрическую или прямоугольную форму с открытым верхом, соединение с системой отопления осуществляется через выход на дне.

Подобные баки имеют следующие преимущества:

  • система полностью энергонезависимая;
  • конструкция бака предельно простая.

Недостатков использования открытых баков намного больше:

  • необходимо регулярное обслуживание;
  • теплопотери в системе довольно высокие;
  • внутренние стенки бака подвержены коррозии;
  • при монтаже требуется дополнительная прокладка труб;
  • монтаж осуществляется на чердаке, что требует дополнительного усиления перекрытий из-за большого веса бака.

Пример расширительного бака открытого типа из нержавейки

Закрытые баки могут использоваться для любой отопительной системы, но обычно они востребованы для принудительного отопления. Бак закрытый, то есть контакт теплоносителя и окружающего воздуха исключен. Кроме того, герметичные бачки могут быть оснащены автоматическими или ручными клапанами, манометрами для замера давления в системе.

Преимуществ подобного оборудования множество:

  • бак можно монтировать в котельной, он не требует защиты от промерзания;
  • уровень давления в системе может быть довольно высокий;
  • бак более защищен от коррозии, его эксплуатационные сроки большие;
  • теплоноситель не испаряется;
  • отсутствуют теплопотери;
  • уход за системой более простой, нет необходимости следить за давлением, уровнем воды.

Расширительный бак закрытого типа WESTER

Закрытый мембранный бак

Для мембранной системы используется герметичный бак, функционирование которого схоже с обычным закрытым. Принцип работы очень простой – при нагреве теплоноситель расширяется, «лишняя» вода поступает в одно отделение бака, оказывая давление на эластичную мембрану. При остывании давление снижается, воздух из второй емкости выталкивает прохладную воду назад в систему, то есть происходит ее циркуляция.

Мембрана может быть съемной или несъемной, она не соприкасается с внутренними стенками устройства. Если мембрана повреждена, ее необходимо заменить, так как бак перестает функционировать.

Среди преимуществ использования такого оборудования необходимо отметить:

  • компактные размеры бака;
  • теплоноситель не испаряется;
  • теплопотери системы минимальные;
  • система защищена от коррозии;
  • есть возможность работы с высоким давлением без опасения повреждения системы.

Мембранный расширительный бак

Особенности выбора расширительного бака для системы отопления, несколько нюансов

Выбирая расширительный бачок, необходимо обратить внимание на такие критерии:

  • место установки;
  • тип отопительной системы (с естественной и принудительной циркуляцией);
  • рабочие параметры системы, включая давление (необходимо выполнить расчеты давления для бака, теплоносителя, теплообменника);
  • объем расширительного бачка (не может быть меньше, чем 10% от общего объема воды в системе);
  • необходимость автоматизированного управления;
  • особенности работы бака (автономное энергонезависимое, с принудительной циркуляцией и подключением к электрической сети)
Читайте также:
Проект Дома Алабино: особенности проектирования, чертежи, фото

Одним из критериев выбора оборудования является расчет воды и ее давления. При таких расчетах системы отопления учитываются:

  • объем воды в котельном агрегате (он указан в паспорте к котлу);
  • объем воды для радиаторов (необходимо рассчитать отдельно для каждого радиатора и суммировать полученные значения);
  • объем теплоносителя в трубах системы (рассчитывается для всех контурах при помощи формулы Vобщ = π × D2 × L/4, где D является диаметром трубы, L – это длина трубы).

Таким расчетом вычисляется, какой объем должен быть у бака. Обычно при проектировании закладывается, что объем расширительного бачка не может быть меньше 10-15%. Такого значения будет достаточно для вывода воздуха из отопительного контура и защиты оборудования от разрывов или протечек при температурном расширении.

Установка мембранного расширительного бака: тонкости работ

Для монтажа расширительных емкостей необходимо использовать следующий алгоритм действий:

  • выбирается сам бак и его объем (для принудительных систем необходима модель мембранного типа);
  • далее выполняется крепление устройства (место установки бачка должно быть ровным, требуется надежная фиксация, для открытых емкостей дополнительно прокладываются соединительные трубы);
  • далее выполняется врезка в обратный трубопровод, для чего можно использовать пластиковые или стальные трубы соответствующего диаметра (он должен соответствовать диаметру камеры расширительного бака);
  • после подключения труб и установки крана-американки, необходимо проверить давление и условия работы расширительного бака отопления (емкость заполняется водой, лишний воздух сам выходит из газовой камеры через специальный клапан);
  • при необходимости можно установить аварийный слив, который будет находиться после крана-американки (для этого ставится тройник с ответвлением для установки полудюймового крана для слива излишки воды).

На этом установка расширительного бака для отопления завершена, можно приступать к настройке системы и ее запуску. Чтобы правильно определить рабочее давление, необходимо не только предварительно рассчитать объем бака, но и определить такие параметры, как показатели давления в общей системе, воздушной камере бака, для подпитки оборудования (при необходимости) и уровень максимально возможного давления.

Несколько важных замечаний

Для того, чтобы система и расширительный бачок нормально функционировали, необходимо учитывать такие моменты, как настройка, обслуживание и расчеты давления, объема теплоносителя.

Настройка бака для работы в системе отопления, учет перепадов и уровня давления

Как после монтажа запустить бачок? Необходимо правильно рассчитать уровень давления в сети, учитывая следующие показатели:

  • Pст – это статическое давление, которое будет равно высоте столба воды, обусловленное высотой общей системы отопления от точки установки бака до верхнего элемента;
  • P0 – это давление воздуха в газовой (воздушной) камере бака;
  • Pнач – это начальное давление для подпитки оборудования;
  • Pрасш – настройки для давления, создаваемого в системе;
  • Pкон – уровень давления, которое создается в результате дополнительной подпитки;
  • Pкл – уровень давления для предохранительного клапана (для частных домов такое давление может составлять 3 бара);
  • Pмакс – уровень максимального рабочего давления, на которое рассчитан теплообменник котла (именно он самый чувствительный к этому параметру элемент всей отопительной сети).

Пример расчета

Особенности расчета системы включают в себя такие шаги:

  1. Сначала надо определить давление: Pст = 4 / 10 = 0,4 бар.
  2. Далее в камеру накачивается воздух, давление которого определяется по формуле P0 = Pст+ 0,2 бар, или P0 = 0,4 + 0,2 = 0,6 бар.
  3. Для одноэтажного дома значение Р0 можно принимать равным «1», так как расчетное значение 0,6 бар.
  4. Затем бак подключается к системе, в его полости создается начальное давление Р нач., рассчитываемое при помощи формулы: Pнач> или = P0 + 0,3 бара или Pнач = 1 + 0,3 = 1,3 бар.
  5. Далее включается отопительный котел до температуры в 80 градусов, из системы полностью удаляется весь воздух, теплоноситель, поступая в бак, создает определенное давление. Для расчета необходимого конечного давления в системе надо воспользоваться формулой Pкон

Расширительный бак: расчёт, выбор, установка

Расширительный бак — неотъемлемая часть любой системы отопления потому, что теплоноситель при нагревании увеличивается в объеме, вода и отопительный антифриз в том числе. Расширительный бак принимает на себя увеличивающийся объем жидкости, предохраняя систему отопления от разрушения.

Расширительные баки бывают открытые и мембранные (закрытые). Открытый расширительный бак принято включать в схему классической системы отопления там, где теплоноситель циркулирует по трубам за счет естественной циркуляции. В этом случае расширительный бак устанавливают в самой верхней точке дома, желательно на чердаке. В открытый расширительный бак наливают воду при заполнении системы отопления теплоносителем, в него же заводят воздушник.

Открытый расширительный бак для классической системы отопления

Закрытые, мембранные баки применяются в закрытых системах отопления, которые все время, за исключение ремонта, находятся под избыточным давлением около 1 кгс/см 2 . В этом случае мембранный расширительный бак не только принимает на себя расширяющийся теплоноситель, но и поддерживают давление на постоянном уровне, даже если котел не работает и циркуляции теплоносителя в системе нет. Через мембранный бак не наполняют систему отопления, как в случае с открытым расширительным баком, который служит своеобразной воронкой.

В закрытых системах циркуляция теплоносителя осуществляется за счет циркуляционного насоса, который все чаще встраивается прямо в котел. Не обошла эта участь и расширительные баки — мембранные баки давно стали неотъемлемой частью настенных котлов. Конечно, объем расширительных баков в котлах невелик, порядка но для простых систем отопления с малым объемом теплоносителя этого достаточно.

Вообще, перед покупкой мембранного расширительного бака или изготовлением емкости открытого расширительного бака надо сделать расчёт объема бака, чтобы он смог вместить весь объем расширяющейся жидкости.

Мембранный расширительный бак (экспанзомат)

По сути, мембранный бак представляет собой гидроаккумулятор с прочной мембраной, которая способна выдерживать горячую воду без повреждения.

Мембрана делит бак на два отсека: воздушный и водяной. В воздушный отсек компрессором или автомобильным насосом накачивается воздух под давлением точное давление указано на наклейке, наклеенной на бак или в паспорте экспанзомата. Воздух под давлением выполняет роль пружины, сжимаясь при увеличении объема жидкости в баке.

Срок службы расширительного бака зависит от правильности установки и качества оборудования, в среднем составляет Продлить срок службы экспанзомата можно установив бак на обратной линии, перед циркуляционным насосом.

Выбор расширительного бака зависит от ассортимента отопительного оборудования в магазинах вашего региона, поэтому ориентируйтесь на отзывы касательно имеющихся в продаже моделей.

Расчёт расширительного бака для отопления

Выбирая расширительный бак надо знать его объем. Объем можно определить по формулам, а можно воспользоваться таблицей и подобрать бак для вашей системы отопления, если известна ёмкость системы отопления, объем теплоносителя во всех без исключения трубопроводах, радиаторах, котле и др.

Объем расширительного бака должен соответствовать расчетам, либо быть немного больше расчетной величины

В любом случае, рекомендуется покупать бак с запасом по объему. Как говорится лишний объем не помешает, особенно если в качестве теплоносителя используется отопительный антифриз, а не вода.

Таблица. Расчет емкости расширительного бака для системы отопления, в зависимости от объема теплоносителя.

Объем теплоносителя в системе отопления, литров Емкость расширительного бака, литров
1
2
3
4
5
6
7
8
9
120 10
Примечание: расчёт верен, если в качестве теплоносителя используется вода, начальное давление в системе отопления — 1 кгс/см 2 , максимальное давление — 3 кгс/см 2 . Точный расчет объема расширительного бака можно сделать на сайте ГК Климатик.

Где и как установить расширительный бак

Мембранные расширительные баки рекомендуется устанавливать на обратной линии системы отопления, недалеко от котла, перед циркуляционным насосом, водяным патрубком вверх (горизонтальные баки: влево или вправо).

Не рекомендуется устанавливать экспанзоматы водяным патрубком вниз — это будет способствовать скоплению воздуха в баке, который будет невозможно удалить из системы. Также не рекомендуется устанавливать бак на напорной линии системы отопления, чтобы продлить срок службы мембраны.

Открытые расширительные баки по традиции монтируются в самом высоком месте дома так, чтобы труба, идущая от бака, входила в обратную линию системы отопления недалеко от входа в котел. Также требуется обеспечить удобство наполнения системы водой и контроль уровня воды в баке без дополнительных ухищрений.

Методика расчета и подбора баков для систем отопления.

Часть 1. Основные понятия

При выборе мембранного расширительного бака необходимо рассчитать следующие параметры: Емкость системы Vsyst – это общий объем теплоносителя в системе, включая источники нагрева, радиаторы, трубопровод и т. д.

Это сумма объемов теплоносителя:

  • Теплогенераторов (котлов, теплообменников и т. д.);
  • Буферных баков;
  • Транспортных трубопроводов;
  • Потребителей тепла (радиаторов, теплых полов, конвекторов и т. д.).

В случае отсутствия проектных данных объем теплоносителя определяется табличным методом, исходя из тепловой мощности системы. Можно воспользоваться приведенными здесь усредненными табличными данными (Таблица № 2).

Для определения средней емкости системы можно умножить показатель тепловой мощности системы в кВт на приведенные в таблице значения. В таблице приведены данные для новых систем. Для более старых систем рекомендуется применять более высокие значения.

Таблица № 2. Расчетная емкость теплоносителя в системе

Конвекторами и / или воздушным отоплением

Индукционными нагревательными устройствами

Системами подогрева воздуха

Различным оборудованием центрального теплоснабжения

Стальными трубчатыми радиаторами

Различным оборудованием для холодоснабжения

Теплыми полами и / или потолками

Разветвленной системой трубопроводов (теплоцентраль)

Пример:
Тепловая мощность системы — 800 кВт
Отопление осуществляется панельными радиаторами
Ориентировочная емкость системы = 800 х 8,8 = 7040 л

Пример:
Температурный режим системы 90/70 °C.
Для получения коэффициента берем максимальное значение температуры (температура подающей линии) 90 °C. Коэффициент температурного расширения равен при нагреве от 4 °С до 90 °С равен значению 3,47% (по Таблице № 1 или из Графика №1). В таблице и на графике приведены значения процентного увеличения объема воды и водно-гликолевых смесей различной концентрации при увеличении температуры от 4 °C до 105 °C.

Таблица №1. Коэффициент температурного расширения системных жидкостей, %

График №1. Температурное расширение системных жидкостей

Объем расширения Ve

При нагревании жидкости в системе ее объем увеличивается. В закрытых системах это приводит к повышению давления. Такое увеличение объема называется объемом расширения. Контроль за объемом в расширительном баке позволяет предотвратить повышение давления. Снижение давления при охлаждении называется сжатием. Объем расширения следует рассчитывать также для систем холодоснабжения.

Объем расширения определяется следующим образом:

Ve = Vsyst x n (коэффициент температурного расширения)

Коэффициент температурного расширения находим в Таблице №1 или на Графике №1.

Запас воды в расширительном баке позволяет компенсировать потерю давления в системе, наступающую в результате утечек или дегазации.

Полезная (или нетто-) емкость бака Vnetto

Максимальный объем воды, который может поступить в бак со стороны сети теплоснабжения при максимальном расширении.

Номинальная (или брутто-) емкость бака Vbrutto

Общий объем расширительного бака с учетом воды расширения и запаса.

Статическое давление PST

Давление, возникающее в системе в результате воздействия статической высоты системы Hst, от места соединения расширительного бака и самой верхней точки системы, измеренная в метрах водяного столба (10 м вод. ст. = 1 бар). При размещении расширительного бака над системой статическая высота принимается не более 3 м. Значение статического давления необходимо для определения предварительного давления мембранного расширительного бака.

Давление испарения PD

В работающей системе, при высоких температурах в теплоносителе в сочетании с добавками гликоля может быстрее достигаться точка кипения жидкости. В этом случае давление испарения также будет влиять на работу расширительного бака.

Допуск давления PZ

Допуск давления предназначен для компенсации разницы между исходными показателями давления и для обеспечения избыточного давления в любой момент эксплуатации на любом участке системы. Рекомендуется добавлять допуск не менее 0,2 бар.

Разница в давлении циркуляционного насоса ∆ Pнасос

Иногда в проектах нет возможности разместить расширительный бак на обратном трубопроводе оптимальным образом. В этом случае перепады давления в циркуляционном насосе могут оказывать отрицательное или положительное влияние на забор воды расширительным баком.

Исходное давление расширительного бака P

Давление газа, измеренное на клапане для заправки азота расширительного мембранного бака в месте его установки в системе (при отсутствии в ней теплоносителя) и при температуре окружающей среды.

Исходное давление определяется следующим образом:

Для большинства случаев в расчетах можно использовать упрощенную формулу:

Рекомендуется округление в большую сторону до величины, кратной 0,5 бар.

Примечание: Большинство производителей осуществляет поставку расширительных баков со стандартным предварительным давлением 1,5 или 3,0 бар, поэтому рассчитанное исходное давление необходимо округлять в большую сторону до величины, кратной 0,5 бар. Когда того требует гидравлическая ситуация на высоте расширительного бака (напр., размещение бака со стороны нагнетания насоса), может потребоваться корректировка (+ ∆Pнасос). Если на высоте расширительного бака требуется минимальное рабочее давление, превышающее значение исходного расчетного давления (напр., за счет циркуляционного насоса), за исходное давление принимается это минимальное рабочее давление.

Установочное давление предохранительного клапана PSV – это значение давления в системе, при котором происходит открытие клапана в целях сброса излишков теплоносителя и защиты системы от избыточного давления. Чтобы узнать границы точности установочного давления, которые могут влиять на конечное давление, свяжитесь с производителем предохранительного клапана.

Конечное давление Pe – это максимально допустимое давление в системе в месте установки расширительного бака.

Конечное давление определяется следующим образом:

Pe = PSV + 0,9 (≥ 0,3 бар, предохранительный клапан типа D / G / H)

Примечание: Если предохранительный клапан установлен не на одной высоте с расширительным баком или между ними размещен насос, конечное давление должно быть скорректировано. Конечное давление не может превышать максимальное рабочее давление бака.

Эффективность ηG — это соотношение между брутто- и нетто- емкостями бака. Эффективность определяется соотношением между исходным и конечным давлением в абсолютных барах с учетом атмосферного давления (закон Бойля). В случае необходимости можно воспользоваться данными, приведенными в Таблице № 3.

Таблица № 3. Эффективность при различных значениях исходного и конечного давления

Расширительный бак для системы отопления

Расширительный бак – обязательный компонент любой схемы отопления. Расширительный бак компенсирует тепловое расширение теплоносителя. Нужно качественно подсчитать объем расширительного бака отопления, в другом случае он не будет выполнять свою функцию. Неверный подбор объема расширительного бака для системы отопления приведет к повреждению приборов отопления, теплогенератора и коммуникаций. В случае открытой конфигурации схемы неверный расчет может повлечь разлив теплоносителя.

Алгоритм действия расширительного бака

Расширительные баки применяются для устранения теплового расширения, принятия избытка теплоносителя, поддержания стабильного гидравлического давления в оборудовании. В закрытых схемах отопления устанавливаются герметичные баки с резиновой мембраной, для открытой – полые сосуды, соединенные с окружающей средой.

В системах отопления открытого типа лишний объем нагретой воды вытесняется в открытое пространство расширителя. В случае переполнения организуется перелив из расширителя в канализацию. Открытый сосуд устанавливается на верхней точке системы и одновременно выполняет функцию отвода воздушных пробок из системы отопления. Размер расширительного бака для отопления по открытой схеме при организации перелива теплоносителя выбирается произвольно, но не менее 5% от общего объема теплоносителя. В схемах с естественной циркуляцией (при отсутствии водопровода) бак используется для залива воды (теплоносителя).

Мембранный экспанзомат – герметичный сосуд, разделенный мембранной перегородкой на две камеры. К одной камере подключается отвод от системы отопления, в другую при производстве через специальный клапан закачивается воздух с давлением от 0,4 – 1,6 атмосфер. Объем бака зависит от общей вместимости оборудования по теплоносителю. Теплоноситель (вода), разогреваясь, расширяется и образовавшийся лишний объем его выдавливается в водяную камеру экспанзомата, создавая давление на мембранную перегородку. Мембрана выгибается в направлении воздушной камеры, усилие теплоносителя компенсируется давлением воздуха (воздух при этом сжимается). По этому принципу происходит компенсация давления в системе отопления. Гибкость мембраны и давление воздуха бачка расширительного бака для отопления закрытого типа поддерживает постоянную величину давления в системе.

Способы расчета расширительного бака для отопления

Как рассчитать объем расширительного бака? Существует способ общего подбора – объем мембранного сосуда подбирают из расчета 10% от общего внутреннего объема всего отопительного комплекса.

Чаще используют точный расчет по формулам. Его под силу провести любому человеку с помощью калькулятора. Объем расширительного бака для отопления рассчитывается по формуле:

А = ВхС/К, где В – объем теплоносителя; С – показатель теплового расширения теплоносителя; К – показатель эффективности мембранного бака.

Расчет объема теплоносителя производят тремя методами:

  • Геометрический – по внутреннему объему отопительных приборов, котла и трубопроводов;
  • При заполнении системы – по прибору учета или сложением при ручном заполнении;
  • Обобщенный метод – на 1 кВт тепловой мощности котла принимается 15 литров в объеме системы.

Обобщенный метод имеет уточненную модификацию в зависимости от типа приборов отопления. При использовании радиаторов количество воды в них составляет в среднем 11 литров, в конвекторах – 7 литров, в контуре теплого пола – до 18 литров. Объем теплообменника указан в паспорте оборудования, количество воды в трубопроводах можно определить, посчитав их протяженность и внутренний объем. Эти показатели суммируются (котел, трубы, приборы) – результат составляет общий объем комплекса отопления.

После расчета объема системы производится по следующей формуле:

К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1), где ДБ – максимальное давление теплоносителя, обычно принимается равным давлению срабатывания предохранительного клана на группе безопасности (3 атм.); ДБ – установленное давление воздуха в воздушной камере расширительного бака.

Показатель теплового расширения воды составляет 4% при нагреве до 95 градусов Цельсия. В случае наличия в составе теплоносителя незамерзающих фракций показатель увеличивается в зависимости от процентного содержания добавок. При 10% добавки в общем объеме показатель воды 4% умножают на поправочный коэффициент 1.1, при 30% – на 1.3 и так далее.

Расчет экспанзомата для системы с котлом мощностью 31 кВт

Перед проведением расчетов по подбору расширительного бака следует знать, что большинство настенных котлов оборудованы встроенными расширительными баками. Объем встроенного бака указан в технической документации котла. При пересчете объема системы отопления по мощности котла (умножением 1кВт мощности по теплу на 15 литров) сверяют соответствие бака объему сооружаемой системы. При недостатке устанавливается дополнительный бак. Его объем рассчитывается за вычетом встроенного экспанзомата. Напольные котлы, как правило, не имеют встроенного оборудования.

Расчет выглядит следующим образом:

К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1) = (3,0 – 1,5)/(3,0 – 1) = 0,375

3,0 – давление в системе, максимальное, атм.;

1,5 – давление воздуха за мембраной, атм.;

0,375 – показатель эффективности бака, К.

Объем теплоносителя: В = 31х15 = 465 литров.

Тогда объем бака составит:

А = 465х0,04/0,375 = 49,6 литра.

Выбирается расширительный бак объемом не менее 50 литров с давлением воздуха в 1,5 атм. Общий способ подбора (10% от А) показывает необходимость применения бака объемом не менее 46,5 литров. В таком случае размер экспанзомата всегда округляется до большего объема – 50 литров.

Давление воздуха, включенное в расчет (1,5 атмосферы), можно изменить. На расширительных баках имеется встроенный клапан для заполнения воздухом. К нему можно подключить ручной насос и поднять давление в случае, если заводское давление составляет меньшую величину. При этом необходимо соблюдать осторожность – при значительном повышении давления можно повредить мембрану, поэтому процесс нужно контролировать по манометру. Клапан также выполняет функцию сброса давления при его поднятии до предельных значений.

Как сделать расчёт расширительного бака для закрытой системы отопления

Расширительная ёмкость является незаменимым компонентом системы отопления. Для качественной работы необходимо правильно подобрать его объём, поскольку он выполняет функцию компенсации теплового расширения воды или другой жидкости. Если неправильно подобрать элемент, то это может привести к выходу из строя ключевых устройств системы, например, теплогенератора. Расчёт расширительного бака для закрытой системы отопления сделать несложно.

  • 1. Принцип работы
    • 1.1. Резервуар открытого типа
    • 1.2. Использование мембранного бака
  • 2. Преимущества и недостатки различных расширителей
    • 2.1. Плюсы и минусы естественной циркуляции
    • 2.2. Закрытая конструкция

    Главными функциями расширительного бака является принятие на себя лишнего количества теплоносителя в связи с его увеличением (расширением) в системе, а также поддержание необходимого давления. В отопительных системах открытого типа лишний объём расширенного теплоносителя компенсируется за счёт попадания в специальную ёмкость (не мембранный бак) и его перелива в канализацию.

    Такая ёмкость является открытой и в то же время выполняет функцию отвода воздушных пробок из системы. Её объём выбирается произвольно, но он должен быть не менее 5% от общего количества воды. Если к системе не подключён водопровод для залива воды, то бак ещё используется для залива теплоносителя.

    Мембранный бак — это закрытая и герметичная ёмкость. Конструктивно она разделена мембраной на две камеры. Принцип работы довольно простой. Одна сторона бака воздушная, а вторая — водяная, которая и подключается к общему контуру с теплоносителем. При расширении воды она вытесняет мембрану в сторону воздушной камеры, тем самым увеличивается давление в ней. За счёт этого давление компенсируется в системе, поскольку воздушная камера более сильно прижимает водяную.

    Таким образом, воде при расширении есть куда деваться, а давление при этом остаётся на прежнем уровне. На начальном этапе воздух в камере должен быть под давлением до 1,5 атмосфер, а в процессе работы этот показатель может увеличиваться.

    Системы с открытой расширительной ёмкостью используются в малоэтажных зданиях, где объём воды и, соответственно, протяжённость труб относительно небольшие. Во всех системах отопления имеются свои плюсы и минусы, и какую выбирать — зависит от многих факторов. Но для любой из них выделяют определённые требования к установке.

    Так, существуют некоторые правила установки расширительной ёмкости открытого типа:

    • ёмкость устанавливается на максимальной высоте относительно всей отопительной конструкции;
    • подача воды осуществляется через специальный патрубок;
    • для слива воды применяется отводная труба, которая устанавливается выше необходимого уровня и ведёт с обратной стороны в канализацию.

    Чтобы обеспечить качественную работу естественной схемы, трубы нужно выбирать увеличенного диаметра.

    Как правило, бак устанавливают в отапливаемом помещении, к примеру, на чердаке с изоляцией. Но если это невозможно, то его необходимо дополнительно утеплить, что позволит избежать замерзания воды в сильные морозы. Иногда его монтируют непосредственно в помещении с котлом. Поскольку там всегда очень жарко, то дополнительную теплоизоляцию не нужно устанавливать.

    При подборе расширительного бака для отопления следует понимать, что закрытая система самотёком работать не может, а нужно обеспечивать соответствующее давление и принудительную циркуляцию теплоносителя.

    При установке мембранного бака требуется учитывать некоторые рекомендации, хотя в принципе он может монтироваться в любую точку системы. Нет определённых ограничений по установке в верхней точке, как это может быть в открытой схеме.

    Следует учитывать такие факторы:

    • в идеальном варианте располагать бак нужно на обратной трубе до места установки самого циркуляционного насоса;
    • если обнаружено, что основного объёма расширительной ёмкости недостаточно, то можно дополнительно установить агрегат с меньшей ёмкостью;
    • подачу воды в бак лучше делать с верхней его стороны, что позволит избежать попадания воздуха в систему и сохранить рабочее состояние в случае повреждения мембраны.

    Можно подбирать устройство исходя из дизайна помещения, чтобы общий вид комнаты не был нарушен. В случае необходимости контроля за давлением ёмкость оборудуется манометром.

    Расширительные ёмкости в зависимости от типа устройства и качества материала имеют определённые недостатки и преимущества. Хотя, как показывает практика, преимуществ больше у устройств с мембраной.

    Основным недостатком открытой системы можно считать необходимость в увеличении расходов на большой диаметр труб, поскольку для обеспечения естественной циркуляции тонкие трубы не подойдут. Бюджет постройки увеличивается незначительно, но по сравнению с мембранной системой считается относительно небольшим.

    Главным плюсом естественной циркуляции является простота обустройства и небольшая стоимость оборудования, а также низкий бюджет на монтажные работы. К положительным факторам можно отнести и отсутствие необходимости в контроле за давлением, установки датчиков и т. п.

    Но, с другой стороны, существует достаточно много минусов:

    • применять незамерзающие теплоносители очень опасно, поскольку в их составе имеются токсичные вещества;
    • система медленно разогревается;
    • потери тепла;
    • большой расход электричества;
    • из-за перепадов температур ускоряется износ теплоносителя;
    • можно применять для домов высотой не более двух этажей;
    • постоянный контакт с воздухом увеличивает риск возникновения воздушных пробок и коррозии;
    • монтировать расширительную ёмкость можно только в самой верхней точке системы.

    Ещё одним недостатком такой системы можно назвать потери количества воды от испарений и переливов. Из-за этого доливное отверстие должно быть обязательно.

    Неоспоримыми преимуществами открытого бака являются простота обустройства и низкая стоимость оборудования, в то время как по функциональности выигрывает мембранная ёмкость, которую ещё называют экспанзоматом.

    Она имеет ряд значительных преимуществ:

    • не имеет значения, в каком месте монтировать устройство, оно будет работать одинаково хорошо в любой части системы;
    • благодаря полной герметичности системы можно не бояться использовать антифриз из-за его токсических испарений;
    • система быстрее нагревается, чем открытая, а регулировать температуру можно более точно;
    • минимизация рисков возникновения коррозии и воздушных пробок, поскольку система полностью герметична;
    • экономия на покупке тонких труб, так как их будет достаточно для такой системы;
    • возможна установка в многоэтажных частных домах;
    • не нужно постоянно контролировать уровень жидкости в системе;
    • теплопотери минимальные, и это позволит экономить бюджет на отопление.

    Существуют разновидности закрытых устройств, которые являются неразборными. Если мембрана выйдет из строя, то починить устройство не выйдет, нужно будет покупать новый бак.

    К минусам агрегата можно отнести необходимость в постоянном контроле за уровнем давления, поскольку мембрана может пробиться, и электричество будет использоваться вхолостую. За месяц может накопиться неплохая сумма. Кроме этого, нужно правильно выбирать материал, из которого изготовлен бак. Существуют определённые требования к его качеству.

    Выделяется несколько возможных способов, как рассчитать расширительный бак для отопления. Более точный метод — применение математических формул и законов физики. Он может быть выполнен только специалистами в этой области. Но существуют и более простые способы.

    Применяется общий метод, где бак нужно подбирать из расчёта 10% объёма от всего количества теплоносителя в системе. Но для более точного результата зачастую используют формулы. Расчёт расширительного бака системы отопления с калькулятором несложно сделать таким образом даже начинающему мастеру.

    Простой математический расчёт можно осуществить по следующей формуле: А = ВхС/К. При этом каждый показатель будет иметь такие значения:

    • В — объём теплоносителя;
    • С — уровень расширения воды;
    • К — эффективность работы мембраны.

    Каждый показатель необходимо отдельно измерять, это даст точный результат для правильного подбора мощности расширительного бака.

    Объём теплоносителя можно измерить с помощью трёх возможных методов:

    1. 1. По мере заполнения системы. Количество рассчитывается в процессе заполнения системы водой.
    2. 2. Геометрический метод. Учитывается внутренний объём всех приборов, где будет находиться теплоноситель.
    3. 3. Обобщение. Можно определить требуемый объём воды из расчёта на 1 кВт мощности 15 литров воды.

    Обобщённым методом можно пользоваться и немного по-другому, то есть применять усовершенствованный метод. К примеру, для классических радиаторов отопления нужно 11 литров теплоносителя, для конвекторов — 7, а для тёплого пола требуется до 19 литров воды.

    Количество воды в теплообменнике котла указано в технической документации к оборудованию. В трубах это значение определяется протяжённостью труб и их внутренним диаметром.

    После того как все показатели будут известны, их необходимо сложить и получить общее значение, которое и применяется для расчётов в формуле.

    Эффективность работы мембраны можно рассчитать по следующей формуле: К = (ДМ-ДБ)/ (ДМ+1).

    При этом показатели будут иметь следующие значения:

    • ДМ — максимальное давление в системе;
    • ДБ — давление воздуха, которое имеется изначально в воздушной камере.

    Расширение воды при нагреве до 95 градусов будет составлять около 4%. Но если в качестве теплоносителя используются незамерзающие составы, к примеру, антифриз, то такой показатель нужно умножать на коэффициент. Если добавок в жидкости до 10%, то умножение происходит на 1,1, если до 30 — на 1,3 и так далее.

    Выбрать тип отопительной системы требуется ещё на этапе планирования. Тогда также нужно определиться с тем, какой объём расширительного бака нужен для отопления. Но, как правило, все откладывают выбор размера бачка на момент, когда уже система установлена, а объём известен.

    При подборе объёма расширительного бака для отопления в закрытой системе, а также других его характеристик, необходимо учитывать некоторые нюансы:

    • при покупке следует обращать внимание на расположение крепежей, диаметр резьбовых соединений и форму самого бака;
    • подбирать объём баковой ёмкости нужно согласно температурному расширению определённого количества теплоносителя в системе;
    • инструкцию по применению и установке от производителя нужно тщательно изучить, поскольку там имеется много полезной информации, которая позволит предотвратить совершение ошибок.

    Покупая такое оборудование онлайн или в магазине, необходимо учитывать и производителя. Зачастую это играет ключевую роль в приобретении качественного оборудования. Даже если оно будет стоит дороже, то стоит остановиться на проверенном изготовителе, поскольку агрегат будет работать бесперебойно долгое время.

    Перед запуском требуется настроить давление в системе. Сделать это можно с помощью автомобильного насоса, а контроль осуществляется с помощью манометра. Уровень давления должен соответствовать статическому, который отмечается в столбе теплоносителя в контуре системы отопления.

    Таким образом, просчитать необходимые параметры расширительной ёмкости не представляет собой никаких сложностей даже для начинающего мастера.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: