Как провести расчет расширительного бака для отопления? | Тепло Сервис
Содержание
- 1 Разновидности расширительных баков для отопления
- 2 Другие важные преимущества расширительного бака закрытого типа
- 3 Как выбрать качественный расширительный бак?
- 4 Как рассчитать наиболее оптимальный объём бака для конкретной системы обогрева?
- 5 Информация, которая пригодится при расчёте
Такая часть отопительной системы, как расширительный бак, призвана поддерживать баланс внутри системы в момент её эксплуатации. Любая жидкость, испытывая на себе воздействие высоких температур, расширяется. Бак необходим для того, чтобы в результате увеличения объёма теплоносителя не случались порывы.
Первоочередная сложность, с которой сталкивается человек, выбирающий бак, это выбор наиболее оптимального объёма рассматриваемой ёмкости. Выбрать бак наугад, руководствуясь одной лишь интуицией попросту невозможно, поэтому возникает необходимость в проведении вычислений.
Разновидности расширительных баков для отопления
Общеизвестно, что система отопления может быть открытого или закрытого тема. Расширительные баки можно разделить по аналогичному признаку. Недостаток ёмкостей открытого типа заключается в том, что они являются очень громоздкими, а значит, будут занимать много места, которого и без того чаще всего не хватает.
Кроме того, эффективность баков открытого типа является низкой. По причине указанных недостатков такие ёмкости практически не используются. Расширительные баки закрытого типа распространены гораздо больше и для этого есть весомые основания. Закрытый расширительный бак является достаточно сложным устройством, разделённым на 2 равные части, разделяет которые резиновая прокладка.
Рабочий процесс происходит следующим образом:
- В нижнюю половину ёмкости поступают излишки теплоносителя, образовавшиеся в результате нагрева.
- Прокладка, расположенная примерно посередине бака, испытывает на себе давление теплоносителя и под его действием поднимается выше.
- Поднимающаяся прокладка давит на воздух, закачанный во вторую, верхнюю половину ёмкости и за счёт этого создаёт наиболее оптимальное давления для работы системы отопления. Такое давление равняется 1.5 атмосферы.
Другие важные преимущества расширительного бака закрытого типа
Другие преимущества расширительного бака закрытого типа не менее важны. выглядят они следующим образом:
В зависимости от геометрических особенностей помещения, в котором предполагается монтировать бак, потребитель может приобрести ёмкость круглой, баллонообразной или плоской формы.
Для создания прокладки между частями бака применяется резина высокого качества, что гарантирует длительный срок эксплуатации устройства.
Как выбрать качественный расширительный бак?
Стремясь приобрести расширительный бак, который порадует своего владельца эффективностью и продолжительным сроком службы, следует учитывать 2 основных критерия:
Качество прокладки внутри ёмкости.
Стоит понимать, что эта деталь будет испытывать на себе постоянное воздействие горячего теплоносителя, а также будет подвержена диффузии. Прежде чем приобрести расширительный бак, нужно уточнить срок службы прокладки. Такая информация обычно бывает указана в инструкции к изделию.
Объём бака. Этот критерий также имеет принципиальное значение. О том, как вычислить оптимальный объём бака, будет рассказано ниже.
Как рассчитать наиболее оптимальный объём бака для конкретной системы обогрева?
Именно объём расширительного бака стоит считать основополагающим фактором, который следует учитывать при выборе ёмкости. Разумнее всего подбирать объём бака в зависимости от параметров системы, частью которой ему предстоит стать. Принципиальное значение имеют следующие параметры:
- Чем больше теплоносителя вмещает в себя отопительная система, тем большим должен быть объём расширительной ёмкости.
- Чем меньше температура жидкости внутри системы, тем меньшей ёмкости может быть бак и, соответственно, чем выше температура жидкости тем больше бак.
- Если давление теплоносителя внутри системы является высоким, то приобретать слишком большой бак не разумно, поскольку в этом нет необходимости.
Информация, которая пригодится при расчёте
Человек, не имеющий опыта монтажа подобных систем, с большой долей вероятности столкнётся с проблемами в процессе выполнения монтажа расширительного бака. Зная о некоторых нюансах выполнения подобных работ, даже неопытный мастер сможет избежать многих сложностей. Некоторые из таких нюансов выглядят следующим образом:
ёмкость бака и мощность насоса неразрывно связаны друг с другом. К примеру, бак, ёмкость которого составляет 20 литров, будет работать максимально эффективно в комплекте с насосом мощность которого составляет 1200 Ватт. Если объём бака составляет 50 литров, то для такого бака отлично подойдёт насос мощностью 2000 Ватт.
Если монтаж одного большого бака является целесообразным, но не слишком удобным процессом, то гораздо разумнее иметь дело с несколькими ёмкостями меньшего объёма.
Таким образом система будет оснащена необходимым объёмом расширительных ёмкостей, а мастер достигнет желаемой экономии пространства.
Также важно понимать, что ёмкости подобного типа могут быть вмонтированы буквально на любом участке системы. Для баков другого типа важно, чтобы ёмкость была установлена именно на высоте, однако такая особенность чужда ёмкостям закрытого типа. Выбирая место для монтажа бака гораздо разумнее учитывать возможность удобного обслуживания устройства. Говоря простым языком, расширительный бак закрытого типа можно ставить где угодно, это никак не повлияет на эффективность, надёжность и безопасность эксплуатации системы. Опытные специалисты склонны считать такую практичность и универсальность рассматриваемого устройства ещё одним его неоспоримым достоинством.
Ориентироваться на одни лишь посредственные данные, выбирая расширительный бак, не стоит. Изложенную информацию стоит воспринимать как вспомогательную, а для более точного расчёта следует использовать математические и физические формулы.
Как определить размеры расширительных баков для систем горячего водоснабжения
Использование таблиц размеров в каталоге производителя расширительных баков является самым простым, хотя и не самым лучшим способом определения размеров расширительных баков. В таблицах размеров, предоставленных производителями, указан номер модели и размер бака в зависимости от объема водонагревателя и давления подачи в систему. Однако эти таблицы основаны на трех важных допущениях, о которых должны знать дизайнеры.
First , для большинства производителей таблицы основаны на максимально допустимом линейном давлении 150 psi. Это максимально допустимое рабочее давление большинства водонагревателей и расширительных баков. Это также настройка предохранительного клапана водонагревателя. Другими словами, термический расширительный бак, если он выбран по таблицам, может компенсировать тепловое расширение до давления в системе 150 фунтов на квадратный дюйм, что является точкой сброса для предохранительного клапана водонагревателя.
Помните, что цель терморасширительного бака состоит в том, чтобы не допустить сброса давления предохранительным клапаном. Лучшей альтернативой является определение размера расширительного бака для максимального допустимого давления 135 фунтов на квадратный дюйм, что на 10 % ниже уставки предохранительного клапана.
Второй , таблицы производителя основаны на предварительном давлении в баке 40 фунтов на квадратный дюйм. Предзаряд — это давление воздуха на воздушной стороне баллона бака. Эта настройка, кстати, не основана на инженерном принципе, а является ограничением Министерства транспорта для перевозки цистерн. Чтобы уменьшить размер теплового расширительного бака, давление воздуха предварительной заправки должно быть установлено равным давлению в линии системы, а не давлению предварительной заправки бака 40 фунтов на квадратный дюйм, которое установлено на заводе. (Примечание: если размеры расширительных баков определяются инженером на основе давления воздуха перед нагнетанием, равного давлению в трубопроводе, в чертежах и спецификациях сантехники должно быть указано, что подрядчик должен заправлять расширительный бак давлением воздуха, равным давлению в трубопроводе.
) таблица основана на предварительном давлении бака 40 фунтов на квадратный дюйм, они не точно определяют размер расширительного бака, когда давление предварительной зарядки равно давлению в линии.
В-третьих, , таблицы размеров большинства производителей основаны на повышении температуры хранящейся воды на 40 F. Задумайтесь об этом на мгновение. Водонагреватель обычно рассчитан на перепад температур в 100 F. Например, часто мы предполагаем, что холодная вода поступает в водонагреватель при температуре 40 градусов по Фаренгейту, а нагревается и хранится при температуре 140 градусов по Фаренгейту. Если мы проектируем водонагреватель для повышения температуры воды на 100 F, консервативный подход заключается в том, чтобы размер теплового расширительного бака соответствовал степени расширения воды, возникающей в результате того же увеличения температуры на 100 F. Это, конечно, наихудший сценарий (полное опорожнение бака и заполнение 40-градусной холодной водой). Проектирование расширительного бака, основанное только на повышении температуры на 40 F, менее чем консервативно.
Чтобы спроектировать терморасширительный бак для максимально допустимого давления менее 150 фунтов на квадратный дюйм, давления воздуха на входе, отличного от 40 фунтов на квадратный дюйм, и перепада температур более 40 F, мы не можем обращаться к таблицам производителя. Кроме того, в больших системах размеры накопительных баков часто превышают значения, указанные в таблицах. Так что же нам делать? Мы должны рассчитать правильный размер расширительного бака, используя инженерные уравнения . Вот упрощенный метод определения размеров расширительных бачков. Более подробный метод представлен в Справочнике по проектированию ASPE, том 4.
Для выбора расширительного бака необходимо определить общую емкость бака и приемочный объем. Общая вместимость бака – это объем бака. Приемный объем – это количество воды, которое бак может принять при давлении воздуха на воздушной стороне диафрагмы. Сначала определите объем расширения воды в вашей системе. Это объем воды, который должен будет вместить расширительный бак, который также называют «приемным объемом».
Объем расширенной воды зависит от удельного объема воды при входной и нагретой температурах и объема хранимой воды.
(1) V = V x (Vs/Vs – 1)
где,
V = Приемочный объем (галлоны)
Vs = Удельный объем воды при температуре нагрева, (фут3/фунт)
Vs = Удельный объем воды при температуре на входе, (фут3/фунт)
V = Объем накопительного бака водонагревателя (галлоны)
Удельный объем насыщенной воды при различных температурах можно найти в таблицах термодинамических свойств или удобная таблица в Книге данных ASPE, том 2, таблица 6-5 Тепловые свойства воды. Вот хороший номер для запоминания. Вода, нагретая с 40-F до 140-F, расширится на 1,7%. Например, предположим, что у нас есть водонагреватель на 120 галлонов, и вода нагревается от 40 до 140 F.
V = 120 (0,01629/0,01602 – 1) = 120 (0,017) = 2,0 галлона
Это количество воды, которое должен принять расширительный бак для предотвращения скачков давления в системе.
Я знаю, что это упрощенный подход. Я проигнорировал расширение бака отопителя и трубопровода горячей воды. По моему опыту, влияние этих факторов невелико и мало влияет на окончательный выбор танка. Имейте в виду, что когда мы завершаем расчеты, мы выбираем расширительные баки, которые имеют довольно большие размеры. Вот почему включение факторов, которые не оказывают значительного влияния на общую величину необходимого теплового расширения, можно безопасно исключить из расчетов. Уравнения, представленные в Справочнике по проектированию ASPE, включают расширение материала трубы, если вы хотите быть более точным. Кстати, я тоже не заморачиваюсь с поправкой на высоту. Обычно нам не нужна такая точность. Кроме того, поскольку в расчетах мы предполагаем разницу температур воды в 100 градусов, у нас есть некоторый встроенный консерватизм.
Последним шагом является определение общей емкости бака. Уравнение для общей емкости резервуара выводится из закона Бойля. Когда давление предварительной зарядки сравняется с давлением в трубопроводе, используйте приведенное ниже уравнение (2).
(2) V = V / (1- P/P)
где,
P = статическое давление в водопроводе, (фунтов на кв. дюйм)
P = максимальное требуемое давление в баке, (фунтов на кв. дюйм) Приемный объем, (галлоны)
V = Общий объем расширительного бака, (галлоны)
( Обратите внимание, что давление является абсолютным давлением (фунт/кв. дюйм). Добавьте 14,7 к манометрическому давлению, чтобы преобразовать его в абсолютное давление. Также обратите внимание, что это уравнение предполагает, что давление предварительной наддувки воздуха равно давлению в трубопроводе. Это уравнение не следует использовать. если предварительное давление не равно давлению в трубопроводе.)
Если расширительный бак имеет допустимое рабочее давление 150 psi, я использую 149,7 psi (135 + 14,7 = 149,7) для P, что на 10 % ниже уставки предохранительный клапан. Используя наш пример выше, давайте предположим, что фактическое линейное давление и давление предварительной зарядки составляют 80 фунтов на квадратный дюйм.
V = 2,0 / (1 – 94,7/149,7) = 5,44 галлона
Учитывая расчетную общую емкость бака 5,44 галлона и допустимую емкость 2 галлона, сверьтесь с данными производителя и выберите бак, соответствующий вашему конкретному применению.
Если давление предварительной заправки не равно давлению в трубопроводе, уравнение (2) использовать нельзя. Соответствующим уравнением для давления предварительной зарядки, которое не равно давлению в трубопроводе, является уравнение 3 ниже.
(3) В = В / [(П/П) – (П/П)]
где,
P = давление на входе, (фунт/кв. дюйм абс.)
P = статическое давление в водопроводе, (фунт/кв. дюйм абс.)
P = максимальное требуемое давление в резервуаре, (фунт/кв. дюйм абс.)
V = Общий объем расширительного бака, (галлоны)
Для предыдущего примера, если расширительный бак имеет заводскую предварительную заправку 40 фунтов на кв. дюйм и не увеличивается до линейного давления 80 фунтов на кв. расширительный бачок увеличился с 5,4 галлона до 9.
4 галлона.
Некоторые производители также разместили на своих веб-сайтах калькуляторы размеров, основанные на этих инженерных уравнениях. Щелкните здесь для примера.
Описанный выше метод определения размера предназначен для расширительных баков, установленных в системе горячего водоснабжения. Если вы подбираете резервуары для системы подкачивающих насосов, процедура отличается.
сантехника — Размеры расширительного бака ГВС для безбакового водонагревателя
Задай вопрос
спросил
Изменено 10 лет, 6 месяцев назад
Просмотрено 2к раз
У меня комбинированный котел для водяного отопления и ГВС. Раньше зимой я начал изолировать столько труб, к которым легко получить доступ.
Это привело к тому, что горячая вода вытекает из линий холодной воды на кухне, которая находится очень близко к бойлеру. Теперь я понимаю, что это происходит потому, что при нагревании вода расширяется и, не имея возможности расширяться дальше в магистрали горячей воды, выталкивается обратно (в сторону улицы).
Решение этой проблемы — поставить обратный клапан (редукционный клапан), перекрывающий обратный поток горячей воды в холодные линии; для этого также потребуется расширительный бак и предохранительный клапан T&P.
Я не знаю, как определить размер напорного бака. Таблицы и калькуляторы, которые я могу быстро найти, кажутся построенными на использовании стандартного нагревателя/баков ГВС, а не безбакового змеевика.
Так какой размер мне нужен?
- водопровод
- водонагреватель
- бойлер
- давление воды
2
Объем воды, нагреваемой автонагревателем, очень мал, поэтому подойдет самый маленький из доступных расширительных баков.