При выборе мембранного расширительного бака нужно высчитать следующие характеристики: Емкость системы Vsyst – это общий объем теплоносителя в системе, включая источники нагрева, радиаторы, трубопровод и т. д.
- 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 способом, исходя из термический мощности системы. Можно пользоваться приведенными тут усредненными табличными данными (Таблица № 2).
Для определения средней емкости системы можно помножить показатель термический мощности системы в кВт на приведенные в таблице значения. В таблице приведены данные для новых систем. Для более старенькых систем рекомендуется использовать более высочайшие значения.
Внимание! Данный способ является ориентировочным и может быть применен для усредненного расчета емкости расширительного бака.
Таблица № 2. Расчетная емкость теплоносителя в системе
Конвекторами и / либо воздушным отоплением
Индукционными нагревательными устройствами
Системами обогрева воздуха
Разным оборудованием центрального теплоснабжения
Железными трубчатыми радиаторами
Разным оборудованием для холодоснабжения
Теплыми полами и / либо потолками
Разветвленной системой трубопроводов (теплоцентраль)
Пример:
Термическая мощность системы — восемьсот кВт
Отопление осуществляется панельными радиаторами
Приблизительная емкость системы = восемьсот х 8,8 = семь тыщ 40 л
Пример:
Температурный режим системы 90/70 °C.
Для получения коэффициента берем наибольшее значение температуры (температура подающей полосы) девяносто °C. Коэффициент температурного расширения равен при нагреве от четыре °С до девяносто °С равен значению 3,47% (по Таблице № один либо из Графика №1). В таблице и на графике приведены значения процентного роста объема воды и водно-гликолевых консистенций различной концентрации при увеличении температуры от четыре °C до 100 5 °C.
Таблица №1. Коэффициент температурного расширения системных жидкостей, %
График №1. Температурное расширение системных жидкостей
Объем расширения Ve
При нагревании воды в системе ее объем возрастает. В закрытых системах это приводит к увеличению давления. Такое повышение объема именуется объемом расширения. Контроль за объемом в расширительном баке позволяет предупредить увеличение давления. Понижение давления при охлаждении именуется 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 либо на Графике №1.
Припас воды в расширительном баке позволяет восполнить утрату давления в системе, наступающую в итоге утечек либо дегазации.
Нужная (либо нетто-) емкость бака Vnetto
Наибольший объем воды, который может поступить в бак со стороны сети теплоснабжения при наивысшем расширении.
Номинальная (либо брутто-) емкость бака Vbrutto
Общий объем расширительного бака с учетом воды расширения и припаса.
Статическое давление PST
Давление, возникающее в системе в итоге воздействия статической высоты системы Hst, от места соединения расширительного бака и самой верхней точки системы, измеренная в метрах водяного столба (10 м вод. ст. = один бар). При размещении расширительного бака над системой статическая высота принимается менее три м. Значение статического давления нужно для определения подготовительного давления мембранного расширительного бака.
Давление испарения PD
В работающей системе, при больших температурах в теплоносителе в купе с добавками гликоля может резвее достигаться точка кипения воды. В данном случае давление испарения также будет оказывать влияние на работу расширительного бака.
Допуск давления PZ
Допуск давления предназначен для компенсации различия между начальными показателями давления и для обеспечения лишнего давления в хоть какой момент эксплуатации на любом участке системы. Рекомендуется добавлять допуск более 0,2 бар.
Разница в давлении циркуляционного насоса ∆ Pнасос
Время от времени в проектах нет способности расположить расширительный бак на оборотном трубопроводе хорошим образом. В данном случае перепады давления в циркуляционном насосе могут оказывать отрицательное либо положительное воздействие на забор воды расширительным баком.
Начальное 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.
Начальное давление определяется следующим образом:
Для большинства случаев в расчетах можно применять облегченную формулу:
Рекомендуется округление в огромную сторону до величины, кратной 0,5 бар.
Примечание: Большая часть производителей производит поставку расширительных баков со стандартным подготовительным давлением 1,5 либо 3,0 бар, потому рассчитанное начальное давление нужно округлять в огромную сторону до величины, кратной 0,5 бар. Когда того просит гидравлическая ситуация на высоте расширительного бака (напр., размещение бака со стороны нагнетания насоса), может потребоваться корректировка (+ ∆Pнасос). Если на высоте расширительного бака нужна малое рабочее давление, превышающее значение начального расчетного давления (напр., за счет циркуляционного насоса), за начальное давление принимается это малое 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 лишнего давления. Дабы выяснить границы точности установочного давления, которые могут оказывать влияние на конечное давление, свяжитесь с производителем предохранительного клапана.
Конечное давление Pe – это очень 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 либо между ними расположен насос, конечное давление должно быть скорректировано. Конечное давление не может превосходить наибольшее рабочее давление бака.
Эффективность ηG — это соотношение между брутто- и нетто- емкостями бака. Эффективность определяется соотношением между начальным и конечным давлением в абсолютных барах с учетом атмосферного давления (закон Бойля). В случае необходимости можно пользоваться данными, приведенными в Таблице № 3.
Таблица № 3. Эффективность при разных значениях начального и конечного давления
Ради стабильности системы нужны вычисления: как высчитать расширительный бак для отопления?
Расширительный бак (экспансомат) — принципиальный элемент системы отопления, разглаживающий показатель давления и поддерживающий объем теплоносителя при его температурных расширениях и сжатиях.
Перед установкой устройства, нужно верно высчитать его объём.
Функции расширительного бака
Согласно законам физики, вода при нагревании на 10 градусов, возрастает в объёме на 0.3%.
Для маленького количества воды это явление малозаметное, но для тонны либо нескольких тонн, которые находятся в отопительной системе, это значимый показатель.
Возникновение дополнительного объёма воды может воздействовать на состояние труб отопления либо даже привести к их повреждениям. Для предупреждения таковой ситуации устанавливается расширительный бак.
Его функции состоят в следующем:
- Удаляет из системы избыток воды при её нагревании.
- Обеспечивает нужное давление и предутверждает его скачкообразные увеличения (гидроудары).
- Удаляет из отопительной системы воздух, который действует на неё разрушительно.
Воздух, вначале растворенный в воде, при её нагревании начинает интенсивно выделяться (при высочайшей температуре показатель добивается 90%). Вкупе с теплоносителем этот воздух перемещается к баку, где накапливается, а потом выводится вовне.
Разновидности
Зависимо от конструкции делятся на открытые и закрытые.
Открытые
Это резервуары цилиндрической либо прямоугольной формы, которые устанавливаются в высочайшей точке системы отопления (часто на чердаке). Ёмкость подключается к водопроводу для пополнения припаса воды и к канализационной системе для отвода излишнего теплоносителя.
Фото 1. Расширительный бачок открытого типа. Агрегат прямоугольной формы, установлен в высочайшей точке системы отопления.
Минус данной разновидности оборудования в том, что отсутствует автоматическая регулировка уровня воды. Придётся держать под контролем количество воды в ней зрительно, а дабы добавить воду, открывать вентиль перед входным патрубком. Ещё одно неудобство — непростой установка, ведь бак обладает большим весом, а его придётся подымать на чердак. Из-за обрисованных аспектов этот тип оборудования был практически вытеснен баками закрытого типа.
Закрытые
Конструкция шаровидной либо округлой формы с 2-мя камерами снутри: одна для воздуха, а другая — для воды, поступающей из системы отопления. Они разделены друг от друга мембраной, которая представляет собой резиновый резервуар в виде мешка, способный расширяться и сжиматься.
При поступлении воды в первую камеру мембрана растягивается и воздух из 2-ой камеры выходит через особый клапан. При остывании воды мембрана начинает ворачиваться в изначальное положение и выдавливает воду назад в систему отопления.
Фото 2. Довольно обычное устройство расширительного бака закрытого типа. Стрелками указаны составные части.
Зависимо от вида мембраны, различают два типа закрытых расширительных резервуаров:
- Оснащённые несъемной диафрагменной мембраной
Конструкция отличается большой прочностью за счёт производства методом холодной штамповки. К тому же баки этого типа владеют противокоррозионной защитой поверхности с наружной и внутренней стороны. Полость бака делит на две камеры гибкая мембрана. Теплоноситель поступает из системы в нижнюю камеру. Когда мембрана займёт необходимое положение, — окажется на поверхности воды, — устройство готово к работе.
Мембрана присоединяется к входному патрубку средством фланцевого крепежа, что позволяет подменять изношенную мембрану на новейшую. Теплоноситель находится снутри мембраны и не соприкасается со стенами бака, что даёт возможность не прибегать к противокоррозионным мероприятиям.
Расширительные резервуары закрытого типа нередко устанавливаются вблизи с котлами отопления. 2-ой вариант — установка около бойлера, если планируется установка двухконтурной отопительной системы, предусматривающей горячее водоснабжение.
Расчет и подбор расширительного бака для системы отопления
Расширительный бак для отопления (РБ) — это элемент отопительной системы, позволяющий восполнить конфигурации состояния теплоносителя и предупредить гидродинамическое нарушение целостности трубопроводов, устройств и запорных частей. От правильного подбора, монтажа и регулировки расширительного бака зависит эффективность, безопасность и надежность всего отопительного комплекса. Емкости для расширения воды разных конструкций инсталлируются во всех видах личных отопительных систем и фактически стопроцентно исключают ее утраты в итоге испарения. Разглядим виды таких баков.
Виды, устройство и механизм работы расширительных баков
Расширительный бак для отопления открытого типа
В открытых отопительных системах роль РБ может делать неважно какая емкость, расположенная в наивысшей точке по отношению ко всем остальным элементам. В низкоэтажном домостроении штатным местом расположения бака является чердак либо мансардное помещение.
С целью наибольшего уменьшения утрат воды при испарении в окружающую среду, на бачок устанавливается крышка. На случай снижения температуры до отрицательных значений и предотвращения замерзания воды, бак утепляется со всех боков. Дабы теплопередающая жидкость в баке не закипала, предусматривается соединение емкости с трубой, выведенной в оборотный контур. Для предотвращения перелива воды и ее сброса в сточную канаву в большинстве конструкций предусматривается шланг либо труба.
Значимым недочетом открытых контуров является необходимость повторяющегося долива испарившейся в атмосферу воды. Неувязка решается установкой механизма автоматического контроля с автоматическим пополнением, но подвод водоснабжения к баку усложняет конструкцию и ведет к ее удорожанию.
В открытом контуре через РБ осуществляется сообщение с атмосферой и удаляется образовавшийся в итоге кипения воды воздух. В этом случае в отопительных магистралях не создается завышенного давления, а циркуляция воды идет за счет конвекции. В этом случае имеет место процесс естественной конвекции, при которой холодные слои теплоносителя опускаются вниз, а жаркие подымаются ввысь.
Обычным примером естественной конвекции является нагрев воды в чайнике, стоящем на зажженной кухонной плите. При монтаже открытого расширительного бака между ним и системой не предусматривается установка запорной арматуры. Конструктивно бачок открытого типа может быть как цилиндрической, так и прямоугольной формы. В типовых конструкциях на крышке бака размещается смотровое окно для контроля над уровнем воды. К недочетам систем открытого типа можно отнести:
- увеличенные утраты тепла через расширительный бак;
- завышенный уровень коррозии частей системы за счет конкретного контакта воды с воздухом;
- обязательность расположения РБ над всеми элементами контура.
Расширительный бак для отопления закрытого типа
Герметичный отопительный контур с принудительной циркуляцией воды либо антифриза лишен недочетов, присущих открытым схемам. В герметичные системы нет проникания воздуха, а компенсация конфигурации состояния носителя термический энергии происходит за счет использования мембранных герметичные резервуаров.
На техническом уровне мембранный расширительный бак выполнен в виде сосуда, внутренняя часть которого разбита эластичной перегородкой на два отдела: жидкостной и газовый. Газовая камера снабжается золотником для регулировки давления. Для предотвращения загрязнений золотник обычно снабжается защитным пластмассовым колпачком либо крышкой.
В жидкостной части устанавливается патрубок подвода и отвода воды. В большинстве случаев мембранные баки имеют форму цилиндра, но для малых термосистем применяются круглые емкости в форме пилюль. По внешнему облику РБ похожи на гидроаккумулирующие баки (ГА) для систем водоснабжения.
Обычно, ГА покрашены в синий цвет, а расширительные баки в красный. ГА и мембранные РБ не взаимозаменяемы и их предназначение различно. В ГА мембрана имеет форму «груши» и осуществляется из материала допускающего неопасный контакт с питьевой водой. Соприкосновения с металлическими частями при всем этом исключен. В РБ перегородка делается из технического каучука и покрывается противокоррозионным составом, что наращивает ее срок службы.
Особенности работы бака с мембраной
При увеличении объема воды в закрытом контуре значения давления растут, и происходит процесс воздействия на эластичную перегородку расширительного бака. Она деформируется, воздействуя на газовую среду в воздушном отделе, освобождая место в жидкостной части сосуда, в которую равномерно притекает лишнее количество воды. Нужно увидеть, что при эксплуатации РБ нужно создавать контроль давления в газовом осеке, и по мере надобности создавать его подкачку. Для контроля, обычно, ниппель снабжается стационарным манометром.
Любая жидкостная отопительная система довольно инерционна, а нагрев и остывание воды не проистекает мгновенно. Повышение и понижение объема жидкостной камеры происходит равномерно, что дает возможность избежать разрушительных для всех частей контура гидравлических ударов.
Как высчитать расширительный бак для отопления
При вычислении объема расширительного бака принято, что при нагреве теплоносителя на каждые 10 ºC его объем становится больше на 0,3%. При бытовом подходе объем расширительной емкости должен приравниваться 8-10% от всего объема залитого в систему теплоносителя. Для расчета полностью довольно пользоваться обычным способом:
- Заполнить отопительный контур водой;
- Слить жидкость в сосуд, объем которого определен;
- Приобретенный объем воды в литрах помножить на 0,08.
При емкости отопительного контура равного 100 50 литрам получаем малый объем расширительного бака:
150х0,08 = двенадцать л..
В проф среде применяются более сложные системы расчетов с учетом термический мощности, эффективности оборудования, и других неизменных и изменяемых величин. В случае получения не целых значений, выбирается бак большего объема с установленным изготовителем показателем.
Отсюда следует, что при подборе расширительного бака для закрытой системы отопления основными параметрами являются его объем и ремонтопригодность. Приемущественно выбираются ремонтопригодные баки со сменными мембранами. В последнюю очередь баки выбираются по конструктивным особенностям и стоимости.
Установка расширительных баков открытого и закрытого типа
В отличие от установки расширительных баков в открытой системе отопления, мембранные емкости нет необходимости монтировать сверху отопительной системы. Открытый бак прост конструктивно и играет роль устройства для отвода воздуха, устройство расширительного бака системы отопления закрытого типа более технологичное, а установка осуществляется по другим принципам.
Схема подключения РБ в системе отопления может иметь различия зависимо от проекта, но в любом случае при закрытом контуре бак воспрещается устанавливать сходу за циркуляционным насосом.
Для удобства обслуживания, закрытые РБ нередко выставляются вблизи с отопительным котлом. Крепежные элементы могут фиксироваться как на стенку, так и на пол и потолок. Производителями также предлагаются крепления, с установленными устройствами, относящимися к группе безопасности, которые определяют четкое положение и надежное крепление бака в системе.
Соединения бака с системой должны быть произведены с внедрением теплостойких герметических материалов и перейти при положительных температурных показателях. Давление в газовом отделе приводится в соответствие с данными значениями с помощью обыденного авто насоса.
Про правильное подключение расширительного бака снято не одно видео, предлагаем поглядеть одно из них:
Осознав механизм работы и отличия 1-го типа баков от другого, вы с легкостью можете подобрать расширительный бак конкретно под свои необходимы и под свою систему отопления.