Как рассчитать расширительный бак на отопление – Как рассчитать объем расширительного бака для системы отопления?

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Система отопления закрытого типа имеет немало преимуществ. Она намного компактнее, так как не требует соблюдения правила установки расширительного бака в высшей точке, легче поддаётся регулировкам, работает экономичнее, а теплоноситель не испаряется и не контактирует с воздухом, то есть не насыщается кислородом, что очень важно для долговечности металлических элементов котла и радиаторов.

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Компенсация температурного расширения воды происходит за счет установки мембранного расширительного бака, который может быть смонтирован, например, на «обратке» в непосредственной близости от котла. Необходимо лишь правильно определиться с параметрами этого важного элемента системы. В этом нам поможет калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления.

Необходимые разъяснения по выполнению вычислений – ниже самого калькулятора.

Содержание статьи

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Перейти к расчётам

Пояснения по проведению вычислений объема бака

Понятно, что при монтаже системы отопления, особенно в условиях дефицита места, хочется по максимуму сэкономить свободное пространство. Тем не менее, объем расширительного бака не может быть меньше расчетного значения.

В основу расчета положена следующая формула:

Vb = Vt × Kt / F

Vb — рассчитываемый объем расширительного бака.

Vt — объем теплоносителя в системе.

Как быть с ним?

• Практический способ – засечь по водомеру во время пробного заполнения системы.
• Самый точный способ – просуммировать внутренние объемы всех элементов системы – котла, труб, радиаторов и т.п.
• Простейший «теоретический» метод — не боясь совершить серьезную ошибку, можно принять соотношение 15 литров теплоносителя на каждый киловатт мощности котла отопления. Именно эта зависимость и заложена в калькулятор расчета.

Kt — коэффициент, принимающий во внимание тепловое расширение применимого теплоносителя. Этот показатель зависит от содержания в теплоносителе антифризных  добавок, и изменяется и с процентным соотношением этих добавок, и с ростом температуры,  причем — нелинейно. Существуют специальные таблицы, но в нашем случае эти данные уже внесены в калькулятор – из расчёта среднего нагрева теплоносителя до +70÷80 ºС (это наиболее оптимальный режим работы автономной системы отопления).

Если в системе применяется вода, то это необходимо отметить в соответствующем поле калькулятора.

Что может использоваться в качестве теплоносителя?

Для частных домов, которые могут оставляться хозяевами в зимнее время на длительное время с выключенным отоплением, целесообразнее применять незамерзающие жидкости – антифризы. О разнообразии

теплоносителей для систем отопления, об их свойствах, достоинствах и недостатках – в специальной публикации нашего портала.

F — так называемый коэффициент эффективности мембранного расширительного бака. Он выражается следующей зависимостью:

F = (Pmax – Pb) / (Pmax + 1)

F — вычисляемый коэффициент эффективности бака.

Pmax — максимальное давление в системе, которое соответствует порогу срабатывания аварийного клапана в «группе безопасности». ЭтоТ параметр обязательно указывается в паспортных данных котельного оборудования.

Pb — давление подкачки воздушной камеры расширительного бачка. Изделие может поступать уже предварительно накачанное – тогда этот параметр будет указан в паспорте. Впрочем, эту величину можно и изменять – воздушная камера поДкачивается, например, автомобильным насосом, или, наоборот, из нее стравливается избыточный воздух – для этого на баке имеется специальный ниппель. Как правило, в автономных системах отопления рекомендуют закачивать воздушную камеру до уровня одной – полутора атмосфер.

Какие еще элементы обязательны в системе отопления закрытого типа?

Чтобы правильно спланировать и смонтировать отопление в доме или квартире, необходимо знать его устройство и взаимосвязь всех основных приборов и элементов. Подробно о системе отопления закрытого типа рассказывает специальная публикация нашего портала.

stroyday.ru

Ради стабильности системы необходимы вычисления: как рассчитать расширительный бак для отопления?

Расширительный бак (экспансомат) — важный элемент системы отопления, выравнивающий показатель давления и поддерживающий объем теплоносителя при его температурных расширениях и сжатиях.

Перед установкой прибора, необходимо правильно рассчитать его объём.

Facebook

Twitter

Google+

Vkontakte

Odnoklassniki

Функции расширительного бака

Согласно законам физики, вода при нагревании на 10 градусов, увеличивается в объёме на 0.3%.

Для небольшого количества воды это явление малозаметное, но для тонны или нескольких тонн, которые находятся в отопительной системе, это существенный показатель.

Появление дополнительного объёма воды может повлиять на состояние труб отопления или даже привести к их повреждениям. Для предупреждения такой ситуации устанавливается расширительный бак.

Его функции состоят в следующем:

1. Удаляет из системы излишек воды при её нагревании.
2. Обеспечивает необходимое давление и предотвращает его скачкообразные повышения (гидроудары).
3. Удаляет из отопительной системы воздух, который действует на неё разрушительно.

Воздух, изначально растворенный в воде, при её нагревании начинает активно выделяться (при высокой температуре показатель достигает 90%). Вместе с теплоносителем этот воздух перемещается к баку, где скапливается, а затем выводится вовне.

Разновидности

В зависимости от конструкции делятся на открытые и закрытые.

Открытые

Это резервуары цилиндрической или прямоугольной формы, которые монтируются в верхней точке системы отопления (зачастую на чердаке). Ёмкость подключается к водопроводу для пополнения запаса воды и к канализационной системе для отвода лишнего теплоносителя.

Фото 1. Расширительный бачок открытого типа. Агрегат прямоугольной формы, установлен в верхней точке системы отопления.

Минус данной разновидности оборудования в том, что отсутствует автоматическая регулировка уровня воды. Придётся контролировать количество жидкости в ней визуально, а чтобы добавить воду, открывать вентиль перед входным патрубком. Ещё одно неудобство — сложный монтаж, ведь бак обладает немалым весом, а его придётся поднимать на чердак. Из-за описанных нюансов этот тип оборудования был почти вытеснен баками закрытого типа.

Закрытые

Конструкция шаровидной или овальной ф

ogon.guru

подбор типа, формула и методика вычислений

Ёмкости для расширения воды (или экспанзоматы) используются для поддержания давления в системе отопления на заданном уровне, что исключает возможность возникновения непредвиденных (аварийных) ситуаций. Эти бачки могут иметь два различных исполнения: открытое и закрытое. К особенностям изделий открытого вида следует отнести наличие непосредственного контакта жидкости с атмосферой. В бачках закрытого типа теплоноситель изолирован от воздуха, а при расширении занимает дополнительный объём за счёт сжатия газа, отделённого от него гибкой мембраной.

Содержание статьи

Устройство расширительного бачка

Устройство расширительной ёмкости определяется её типом, а также особенностями обслуживаемой системы. Так, в оборудовании открытого типа расширение теплоносителя компенсируется за счёт поглощения избытков жидкости в свободных пространствах бака, предназначенных специально для этих целей.

Закрытые ёмкости выполняются в виде герметичного баллона, который разделён посредством мембраны на две механически изолированные части. При решении выбрать такую модель нужно иметь в виду, что в одну из них под давлением закачивается газ, а другая выполняет функцию приёмника теплоносителя.

По мере охлаждения жидкости в системе её объём уменьшается, вследствие чего она выдавливается из бачка газом, восполняя образовавшийся недостаток. При её нагреве наблюдается обратный процесс, при котором теплоноситель расширяется и занимает свободное место в баке, ограничиваемое давлением сжатого газа.

В отличие от закрытых бачков, резервуары открытого типа имеют определённые ограничения, связанные с местом их установки. Они должны монтироваться в верхних частях помещения, что обеспечивает возможность движения носителя самотёком при снижении его объёма. Независимо от типа и особенностей таких устройств перед их выбором потребуется обязательный расчёт основных показателей расширителя.

Исходные данные

Расчет расширительного бака возможен лишь при наличии следующих исходных данных:

• минимальный диаметр подводящей трубы;
• величина нормального давления в ёмкости для расширения;
• среднее (рабочее) давление в отопительной системе.

Такой расчёт может быть произведён программным или обычным (ручным) способом. В результате пользователь должен получить значение ёмкости расширителя, удовлетворяющее характеристикам отопительной системы и конструктивным особенностям самого бака.

Важно! При использовании программного метода онлайн-калькулятора результат имеет большую погрешность, не всегда приемлемую с практической точки зрения. К тому же эта услуга чаще всего платная.

Из-за указанных недостатков при выборе способа расчёта удобнее ориентироваться на ручной подход, реализуемый с помощью обычных формул. В основу этого метода заложен принцип зависимости параметров жидкости от её температуры.

Формула для расчёта

В соответствии с указанным выше принципом воспользуемся следующей формулой и рассчитаем объем расширительного бака для отопления:

V бака = (V сист. * К) / N, где:

V сист. – общий объём трубопроводов отопительной системы.

К – коэффициент, учитывающий особенности используемого носителя.

N – показатель, определяющий эффективность работы бачка.

Известные методики расчёта отопительной системы частного дома предполагают следующие подходы. Согласно одному из них в трубы сначала закачивается вода или гликолевый антифриз, после чего всё это сливается с последующим измерением объёма слитой жидкости.

Дополнительная информация: для оценки этой величины можно воспользоваться специальным прибором (расходомером) или ёмкостью известного объёма.

Более простой вариант расчёта основывается на использовании следующих опытных данных. Известно, что на единицу мощности котельной установки приходится ёмкость труб отопления, равная примерно 15 литрам. С учётом этого при имеющемся в частном доме котле мощностью 30 киловатт общий показатель для всей системы будет равен 450 литрам.

Величину коэффициента (К) можно подобрать в специальных справочниках (для воды его значение составляет 4%). Эффективность бачка (N) обычно указывается в прилагаемых к изделию документах. Ее можно рассчитать также по формуле:

(Р1-Р2)/(Р1+1), где Р1 – максимальное давление для предохранительного клапана, а Р2 – давление внутри бачка (обычно 1,5 бар). При Р1=8 бар получаем N=0,72, а V бака=25 л.

Можно также исходить из того, что объем воды в системе при нагреве увеличивается на 5-10%. В результате получаем диапазон от 23 до 45 л.

На практике расширительный бак на 25 л может быть установлен при мощности насоса 1,2 кВт. Можно использовать несколько небольших баков вместо одного очень объемного.

Особенность мембранного бака

При подборе расширительного бака необходимо обратить внимание на следующие особенности мембранных изделий. Поступающие в продажу экспанзоматы этого класса могут оснащаться мембранами двух типов: заменяемой и несменной (фиксированной).

Спецификой первой из этих моделей является то, что поступающий в расширительный бачок теплоноситель располагается в границах мембранного объёма, не имея контакта со стальной поверхностью самого изделия. При необходимости ремонта или замены перегородки доступ к ней обеспечивается через специальный фланец, фиксируемый на корпусе двумя болтовыми соединениями.

В изделиях второго типа внутренняя полость бачка посредством жёстко закреплённой на основании (фиксированной) диафрагмы делится на две части, расположенные внутри корпуса изделия. Снять такую мембрану с расширительного бака нельзя, но рвется она от превышения давления значительно реже.

В заключение обзора отметим, что при выборе того или иного типа бачка в первую очередь должен учитываться объём обслуживаемой им системы, определяющий суммарную массу циркулирующего в ней теплоносителя.

gidpovode.ru

Объем расширительного бака для открытой системы отопления

Расширительный бак для отопления: типы и популярные виды

Вода — уникальнейшее вещество в природе. Она обладает аномально высокой теплоемкостью, которая в природе предотвращает резкое изменение температуры, т. к. она медленно остывает и медленно нагревается. Уменьшение удельного веса воды при нагревании, используется в простейших отопительных системах для создания напора и перемещения ее в трубах контура. В простых системах для компенсации увеличения объема воды применяется расширительный бак для системы отопления, присоединенный к трубопроводам контура.

Разновидности баков для отопления

В современных системах водяного отопления применяются несколько типов расширительных баков. Можно выделить три вида используемых баков для контуров: расширительные открытые баки, мембранные закрытые расширительные баки и аккумуляторные (накопительные) баки. Эти баки занимают особое положение, т. к. являются своеобразными аккумуляторами в контуре. Они накопляют тепловую энергию в виде нагретой воды в большой емкости.

В системе отопления для надежной и безопасной работы должно сохраняться стабильное давление.

Известно, что жидкости несжимаемые, и если контур сделать герметичным, то при нагревании воды резко увеличится давление в системе. Скачок давления может привести к разрушению котла и контура отопления. Задача по поддержанию стабильного давления возлагается на специальный бак для для системы отопления, который принимает избыток жидкости, возникающий при ее нагревании.

Устройство бака открытого типа

Правильно изготовленный открытый расширительный бак должен иметь несколько патрубков — для подключения к контуру отопления, для удаления воды в случае переполнения и патрубок для добавления воды. Как самостоятельно изготовить расширительный бак можно узнать в нашей статье «Как сделать расширительный бачок для отопления своими руками?» .

Бак открытого типа – емкость, сообщающаяся с атмосферой, которая через патрубок присоединяется к контуру отопления. Вода в открытом баке постоянно испаряется, поэтому нужно предусмотреть возможность «долива» воды от водопровода. Применяется открытый бак расширительный для отопления гравитационного типа циркуляции воды. В таких баках нет никакой запорной арматуры, но для уменьшения испарения бак снабжается крышкой. Приобрести бак расширительный для отопления цена которого, из-за простоты конструкции невысокая, можно в любом интернет-магазине.

Как рассчитать объем бака

Каждый владелец должен знать, как рассчитать объем расширительного бака для отопления любой конфигурации и схемы. Существует два метода расчета необходимого объема бака для контура отопления. Первый метод – простой прикидочный способ, который дает неплохие результаты. По этому способу объем бака определяется как 10% от количества теплоносителя. Эта величина включает и необходимый запас, который обеспечивает эффективную работу контура. Для открытых систем такой способ расчета дает результаты достаточные по точности для изготовления или подбора бака. Второй метод — расчет расширительного бака для закрытой системы отопления, о котором буде рассказано ниже.

Открытые баки и их применение

Открытые расширительные баки применяют только в простых контурах отопления с естественной циркуляцией. При монтаже эти системы требуют повышенного внимания, т. к. для перемещения воды необходим уклон труб по ходу ее движения, установка расширительного бака в системе отопления вверху, на коллекторе подачи. Бак устанавливается в верхней точке контура. Так создается определенный напор в системе и удаляется воздух из контура самостоятельно.

Купить или заказать расширительный бак для отопления открытого типа цена которого зависит от объема и материала корпуса, можно во многих специализированных магазинах. Бак изготовляется чаще всего из нержавеющей стали.

Расширительный бак закрытого типа

Открытая система отопления наряду со своими положительными качествами имеет массу недостатков. Она громоздка, трубы контура невозможно спрятать под полами из-за нарушения циркуляции, а организовать работающую систему полов при использовании открытой системы невозможно. Появились современные закрытые от доступа атмосферного воздуха системы отопления с циркуляционным насосом. В них тепловое расширение теплоносителя компенсирует расширительный бак для отопления закрытого типа установка которого обычно производится в «обратке». При приобретении такого элемента системы, как расширительный бак для отопления закрытого типа цена обычно напрямую зависит от его объема. Покупать его лучше всего после проведения расчета.

Расчет объема закрытого расширительного бака

При самостоятельном монтаже нужно знать, как подобрать расширительный бак для отопления дома. Существует способ расчета, который требует знания некоторых величин.

Вычислить необходимый объем можно по формуле:

(УОВ х КВК)/100 х (Дконт + 1)/Дконт – Дбак. В этой формуле:

• УОВ – увеличение объема воды при нагревании — 5 %, а для антифриза 7 – 8%
• КВК – объем воды в контуре.
• Дконт – максимальное давление в контуре и котле. Эти данные, влияющие на подбор расширительного бака для отопления, содержатся в технической документации на котел.
• Дбак – номинальное давление в камере закрытого мембранного бака. Значение давления указывается в паспорте на расширительный бак. Например, немецкая компания Reflex устанавливает в баках емкостью до 33 литров давление 1,5 бара.

Существует определенная зависимость между объемом бака и некоторыми параметрами, влияющими на подбор расширительного бака для системы отопления дома. Зависимость необходимого объема бака от объема теплоносителя и его максимальной температурой прямая. А от допустимого давления в системе зависимость обратная. Чем выше допустимое давление контура, тем объем мембранного бака может быть меньше. После вычисления объема купить расширительный бак для системы отопления или заказать его можно в любом специализированном магазине.

Конструкция закрытых расширительных баков

Устроен закрытый расширительный бак чрезвычайно просто. Он выполнен в виде стального герметичного корпуса с мембраной из специальной резины, которая делит внутренний отсек бака на две части. Снизу вмонтирован патрубок, для подключения к контуру отопления, а верхняя часть бака заполнена газом, обычно применяется нейтральный газ азот. В верхней части емкости установлен ниппель. Закачивая воздух через этот ниппель, создают начальное рабочее давление.

Для правильной работы нужно знать, какое давление в расширительном баке системы отопления следует установить.

Обычно величина этого давления указывается в паспорте на бак.

Особенности закрытых расширительных баков

Важно, что атмосферный воздух не контактирует с жидкостью, что существенно уменьшает коррозию и количество растворенного в воде воздуха. Давление в баке меняется синхронно с давлением в системе. Монтаж обычно не вызывает трудностей, а установка расширительного бака в закрытой системе отопления обычно горизонтальная или вертикальная.

Нужно четко понимать, как подключить расширительный бак к системе отопления, для правильной и длительной работы. Правильным будет подключение расширительного бака в «обратке» перед циркуляционным насосом .

Длительная и надежная работа закрытого расширительного бака определяется свойствами мембраны. Некоторые конструкции баков позволяют устанавливать сменную мембрану. Естественно, что купить расширительный бак для отопления придется за большую цену, ведь в случае замены мембраны не нужно будет менять корпус бака.

Мембраны, которые устанавливаются в расширительных баках, могут быть следующих видов:

1. Каучуковая мембрана эластична, но имеет небольшой срок службы. Применяется в накопительных баках (гидроаккумуляторах) с рабочей температурой до + 50 градусов Цельсия.
2. ЕРDM мембрана изготовляется из пропилена, выдерживает температуру до + 100 градусов.
3. Бутиловая мембрана отличается долговечностью и работает при температурах до + 100 градусов.

Аккумуляторный бак для отопления

Основная задача, которую решает накопительный бак для отопления – накопление тепловой энергии на запас. Их применение актуально для солнечных коллекторов, при применении для отопления твердотопливных и электрических котлов. особенно если использовать для нагревания теплоносителя «ночной тариф» на электроэнергию. Конструктивно бак представляет собой высокую цилиндрическую или емкость в виде параллелепипеда с несколькими патрубками. Его объем зависит от мощности котла. Выпускаются баки объемом от 0,2 до 3 кубических метров.

Подключение накопительного бака к контуру

Накопительный бак аккумулятор в системе отопления подключается верхней частью к подающему трубопроводу, а нижней частью к «обратке». В баке образуются несколько слоев воды с разной температурой, которую через дополнительные патрубки можно направлять нужным потребителям.

Популярные расширительные баки немецкой компании Reflex

На рынке изделия немецкой фирмы Reflex благодаря высочайшему качеству и широчайшему ассортименту занимают ведущее место. Компания выпускает расширительные баки разных типов и объемов. Баки выпускаются трех серий, из которых легко подобрать мембранный расширительный бак системы отопления Reflex подходящего объема.

Компания Reflex занимает на рынке ведущее место по выпуску баков следующих серий:

• Reflex F – плоские баки для контуров отопления, которые легко встраиваются в котел. Выпускается 5 моделей с объемами от 8 до 25 литров. Допустимая температура для мембраны – 70 градусов.
• Reflex NG для контуров отопления. Выпускается 5 моделей типа NG для давления в контуре 3 бара. Емкость от 8 до 35 литров. Reflex NG объемом от 35 до 140 литров представлен 4 модели для давления теплоносителя в системе — 6 бар.
• Reflex N с объемами баков до 1000 литров и для давления в контуре 6 бар представлен 8 моделями.
• Reflex S для систем отопления с солнечным коллектором. Бак такого типа рассчитан на давление до 10 бар. Всего насчитывается 16 разновидностей от 2 до 600 литров.
• Reflex G на давление 6 или 10 бар и емкостью от 400 до 5000 литров. Обычно такие расширительные баки изготовляются на заказ.

Как выбрать расширительный бак для отопления — лучшие советы

В структуре отопительной системы необходимо предусматривать наличие всех конструктивных элементов. Исключать хотя бы один из них было бы неоправданно по двум причинам. Во-первых, это может негативно отразиться на функциональности и эффективности работы всей системы. А во-вторых, такие несовершенные проекты могут оказаться опасными в отношении вероятных возгораний или разрывов трубопроводной коммуникации.

Одним из таких важных структурных элементов отопительных систем является бачок расширительный для отопления. Во время нагрева теплоносителя в магистрали происходит повышение давления и увеличение самого теплоносителя в объеме, что обусловлено четким действием физических сил. В это время в подающей магистрали трубопровода создаются критические параметры, которые при отсутствии компенсационной емкости могут спровоцировать выход теплоносителя из трубы. Обычно такие происшествия сопровождаются разрывом трубопровода в наиболее слабом месте стыковки отдельных элементов.

Чтобы исключить вероятность подобного развития событий, в структуре отопительной системы и предусматривается установка бачка расширительного для отопления. При отсутствии расширительного бака придется сливать излишек воды каждый раз при нагревании системы. При этом возможно возникновение воздушных пробок, которые образуются при остывании теплоносителя в трубопроводе.

Какой бачок расширительный для отопления выбрать?

Классификация этих структурных элементов отопительной схемы предусматривает две категории устройств:

• Баки открытого типа;
• Бачки закрытого типа.

К первой категории относятся устаревшие модели для использования в системах с естественной циркуляцией теплоносителя в системе. Это емкости с открытым верхом и патрубком для определения и удаления излишков воды в системе.

Вторая категория включает использование полностью герметичных емкостей, оборудованных выпускным клапаном для удаления воздуха и излишков теплоносителя. Выпускные клапаны в таких баках расширительных для отопления могут быть механическим с ручным удалением и автоматическими — снабженными манометрами и соответствующей автоматикой. Эта категорий расширительных бачков используется при устройстве отопительной системы с естественной или с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Вариант третий — бак мембранный для отопления. Эта модель более совершенна, обладает большей практичностью и эстетическим видом. Ее устройство предполагает наличие двух отделений в конструкции бака. Одни из них содержит воздух под давлением, а в другое поступает расширившийся в результате нагревания теплоноситель.

Оба отделения разделены прочной и пластичной мембраной. Когда теплоноситель заполняет емкость своего отделения, он создает повышенное давление в другом отделении. При остывании воды избыточное давление в другом отделении вытесняет ее обратно в трубопровод отопительной системы. Таким образом, поддерживается неизменный объем теплоносителя и давление в системе.

Как выбрать объем расширительного бака?

Когда было определено вид и место размещение бака, то теперь необходимо выбрать расчет объема сосуда. Рассчитать объем расширительного бак для отопления можно разными способами.

Профессиональный расчет — делают инженерами — проектировщиками, которые используют специальное оборудование. Специалисты и инженеры учитывают все факторы, которые могут каким-то образом повлиять на стабильность функционирования системы отопления. Многие люди используют только этот метод, так как он является самым надежным, точным, но и дорогим.

Специальный калькулятор для расчета — различные интернет сайты дают возможность подсчитать объем расширительных баков. Калькулятор дают возможность получить информацию о минимальной нужной вместимости рассматриваемых емкостей. Такой метод можно применять только индивидуальных отопительных систем.

Расчет по формулам — обычно выполняется самостоятельно. Человек должен быть очень внимательным, чтобы не допустить ряд ошибок. На различных порталах можно найти необходимые формулы, которые помогут вам решить объем расширительного бака.

Выбор расширительного бака для систем отопления — видео

Расширительный бак.

Как работает расширительный бак?
Расширительный бак начинает работать, когда нагретая в системе отопления жидкость увеличивается в объеме и ищет дополнительное пространство. Дело в том, что при нагревании котла жидкость увеличивается в объеме примерно на 0,3% на каждые 10 °С. Получается, что при повышении температуры на 70 °С первоначальный объем воды увеличивается приблизительно на 3%.
Если вода не попадет в бак, могут потечь трубы и лопнуть котел.

Какие существуют типы расширительных баков?
Существует два типа расширительных баков — открытый и мембранный. Первый тип используется при открытой системе отопления, второй — при закрытой.

Где устанавливают расширительный бак?
Открытый расширительный бак устанавливают в верхней точке системы, мембранный — рядом с котлом.

В чем преимущества использования мембранного бака?
Использование мембранного бака имеет следующие преимущества:
— трубу бака не нужно проводить на чердак, поскольку бак располагают рядом с котлом;
— срок эксплуатации котла и радиатора продлевается, так как отсутствует контакт воды с воздухом;
— имеется возможность создать дополнительное давление, благодаря чему снижается риск образования воздушных пробок в верхних радиаторах.

На что обратить внимание при выборе мембранного бака?
В системе отопления расширение воды, а значит, и нагрузка мембраны, идет медленно и в течение всего времени работы системы меняется незначительно. А вот температура жидкости во время эксплуатации системы может достигать 90 °С. Именно поэтому при выборе расширительного бака следует обратить особое внимание на материал мембраны, который не должен разрушаться под воздействием высокой температуры.
Правда, универсального материала для мембраны еще не изобрели. Поэтому при выборе бака необходимо обратить внимание на следующие характеристики мембраны:
— рабочий диапазон температур;
— динамичность работы;
— долговечность;
— стойкость к воздействию воды;
— санитарно-гигиенические требования.
Также следует обратить внимание на материал, из которого изготовлен корпус бака. Чем он прочнее, тем дольше прослужит.

Важно правильно подобрать и объем бака — он должен быть таким, чтобы даже при сильном нагревании системы давление в ней не превышало максимально допустимого значения.

Какие существуют типы мембранных баков?
Существует три основных типа мембранных баков:
— баки с фиксированной мембраной;
— фланцевые баки со сменной мембраной;
— безнапорные баки.

Как устроен бак с фиксированной мембраной?
Бак с фиксированной (запрессованной) мембраной, как правило, устанавливают в небольших отопительных системах. Диафрагменная мембрана такого бака жестко закреплена по его периметру сечения. В одной камере бака находится теплоноситель, в другой — воздух. При этом в первоначальном положении весь объем бака заполнен воздухом. Внешняя поверхность устройства покрыта эмалью, а внутренняя — эпоксидной водостойкой краской.

Как работает бак с фиксированной мембраной?
Под давлением воздуха мембрана прижата к внутренней поверхности бака. При повышении температуры в системе увеличивается объем жидкости, возрастает давление, и вода поступает в расширительный бак, отжимая мембрану. При этом воздух в противоположной камере бака сжимается.

Каковы недостатки бака с фиксированной мембраной?
Основной недостаток такого бака — невозможность замены мембраны в случае ее повышенной влагопроницаемости или разрыва.

Как избежать разрыва мембраны?
Стоит отметить, что при нормальной работе максимальное расширение жидкости в отопительное системе происходит только в момент ее пуска. Затем давление меняется плавно, без резких скачков. Именно поэтому мембранный бак может прослужить довольно долго при условии правильной эксплуатации отопительной системы. Главное, что нужно делать, — это проверять наличие давления воздуха в баке перед началом отопительного сезона. Для этого требуется стационарный манометр.

В расширительном баке газ может сжаться только до определенного значения, которое характеризует прочность системы. Для этого устанавливают предохранительный клапан, отрегулированный до определенной величины давления, как правило, 3,5—4 бар.

Что представляют собой баки со сменной мембраной?
Фланцевые баки со сменной мембраной имеют форму груши или шара. Они сделаны из эластичного материала и широко используются в системах отопления и водоснабжения. Жидкость в таком баке находится внутри мембраны и не соприкасается с металлической поверхностью бака, поэтому внутренняя поверхность устройства не требует водозащитного покрытия. Части бака, контактирующие с водой, выполнены из нержавеющей стали или из материалов со специальным покрытием.

Как закрепляется сменная мембрана?
Сменная мембрана может закрепляться как горизонтально, так и вертикально.
Наиболее распространено горизонтальное расположение, при котором мембрана заполняется жидкостью симметрично, благодаря чему дополнительные растягивающие нагрузки отсутствуют, и исключается риск разрыва мембраны. При ее повреждении замена производится через фланец, который закреплен болтами.
Вертикальное расположение оправдано при больших размерах бака. Мембрана прикрепляется задним концом к ниппелю с помощью резьбы.

Что представляет собой безнапорный бак?
Безнапорный бак является частью автоматической расширительной системы, управляемой компрессором. Такие системы рассчитаны на отопление помещений огромной площади.
Дело в том, что для обеспечения теплом больших объектов, для которых расчетные объемы баков составляют несколько. тысяч литров, остро встает проблема размещения оборудования. Именно поэтому для таких помещений используется специальная установка поддержания давления — безнапорный расширительный бак и узел регулирования давления (насос).

Когда температура в системе повышается, открывается клапан. Он забирает из системы излишки теплоносителя и отправляет их в бак. При снижении температуры вода из бака закачивается обратно в систему с помощью насосов. Получается, что такая установка поддерживает оптимальное давление в системе.

Как рассчитать нужный объем открытого расширительного бака?
Объем открытого расширительного бака рассчитывают по формуле: Vpб = 0,05 x Vсист, где Vpб — объем расширительного бака (л), Vсист — полный объем системы отопления, то есть объем всех труб, радиаторов и нагревательного котла.

Как рассчитать нужный объем мембранного расширительного бака?
Для этого следует определить избыточный объем теплоносителя при нагревании и коэффициент заполнения бака. Соотношение этих величин — нужный объем расширительного бака.

Необходимо воспользоваться формулой: Vбака = Vpac / f, где Vбака — фактический объем расширительного бака (л), Vpac — избыточный объем теплоносителя при нагревании (л), f— коэффициент заполнения бака.

Чтобы определить избыточный объем теплоносителя при нагревании, следует умножить величину полного объема системы на коэффициент объемного расширения теплоносителя: Vpac = Vсист x ß, где Vpac — избыточный объем теплоносителя при нагревании (л), Vсист — полный объем системы отопления, &szlig — коэффициент объемного расширения теплоносителя. Поскольку последняя величина зависит от температуры, следует узнать максимальную температуру теплоносителя.

Как рассчитать коэффициент заполнения расширительного бака?

Коэффициент заполнения бака — это величина, показывающая, какой процент объема бака может занимать теплоноситель.

Эта величина рассчитывается по формуле: f = (Pmax — Pгаза) / (Pmax + 1), где Pmax — это максимальное давление теплоносителя, которое может приниматься равным давлению срабатывания предохранительного клапана; Pгаза — предварительно давление газа в баке, которое фактически равно предварительному давлению теплоносителя.

Pгаза определяется по формуле: Pгаза = Pг + 0,3, где Pг — это гидростатическое давление системы отопления, то есть давление, вызванное разницей между самым верхним и самым нижним элементом системы отопления.

Pг определяется по формуле: Pг = 0,1 + ρ + hг, где hг (м) — расстояние по вертикали от самой нижней до самой высокой точки системы отопления, ρ (г/см3) — плотность теплоносителя (для воды — 1).

Стоит отметить, что коэффициент заполнения бака должен быть не менее 50%.

Если расширительный бак установлен после циркуляционного насоса, предварительное давление газа определяется так: Pгаза = Pг + 0,3 + Pнасоса,

Источники: http://spetsotoplenie.ru/sistemy-otopleniya/elementy-sistem-otopleniya/rasshiritelnyj-bak-dlya-otopleniya-tipy-i-populyarnye-vidy.html, http://pristor.ru/kak-vybrat-rasshiritelnyj-bak-dlya-otopleniya-luchshie-sovety/, http://mainstro.ru/rasshiritelnyj-bak/

santex1.ru

Подбор и расчет расширительного бака для отопления

Содержимое:

1. Для чего необходим такой бак и как он работает
2. Как правильно рассчитать требуемый объем расширительного бачка

Оборудуя систему автономного отопления, стоит задуматься о приобретении специального расширительного бака, предназначенного поглощать избыточное давление, образующееся в результате расширения теплоносителя под воздействием высокой температуры. Установка такого оборудования требует серьезного подхода, особенно важно правильно выполнить расчет расширительного бака для отопления, так как именно от этого элемента будет зависеть работоспособность всей обогревающей системы закрытого типа, которые признаны наиболее эффективными, так как из-за отсутствия контакта с кислородом, вся система меньше подвержена коррозийным процессам и окислению.

Кроме того, именно закрытая отопительная сеть позволяет размещать расширительный бак в любом удобном для вас месте, в отличие от открытой, где бак должен находиться в самой верхней точке системы.

Для чего необходим такой бак и как он работает

Принцип работы устройства компенсирующего переизбыток давления теплоносителя не имеет каких-то сложных технических решений и весьма прост, но, несмотря на это, даже небольшая ошибка в расчете расширительного бака для отопления может привести к поломке оборудования и выходу из строя всей отопительной системы.

Бак разделен на две части, между которыми находится эластичная мембрана. В ходе изготовления бака в верхнюю — воздушную часть накачивается воздух, который создает начальное давление в расширительном баке отопления. Затем бак подключается к сети и в нижнюю камеру начинает подаваться вода из самой системы, в момент, когда эластичная мембрана становится в нулевое, спокойное положение и как бы ложиться на плоскость воды, отопительная система считается полностью заполненной и готовой к запуску.

В момент расширения воды в результате нагрева, теплоноситель начинает поступать в расширительный бак, тем самым воздействуя на мембрану, которая в свою очередь сокращается за счет сжатия заполненного в нее воздуха, таким образом увеличивая внутреннее пространство бака и принимая в него избыток теплонесущей жидкости. Как только теплоноситель остывает и возвращается к первоначальному объему, воздействие на мембрану прекращается и воздух в верхней камере не испытывая воздействия возвращает мембрану в спокойное положение, тем самым автоматически регулируя давления в системе.

Стоит отметить что, покупая расширительный бак системы отопления очень важно не ошибиться с выбором модели, так как слишком большой бачок не сможет создать достаточного давления в отопительной системе, а слишком маленький наоборот не примет весь избыток теплоносителя.

Как правильно рассчитать требуемый объем расширительного бачка

Дабы провести правильный и безошибочный расчет расширительного бака для отопления следует просчитать общий объем отопительной сети. Для этого требуется сложить объем обогревательного котла, общий объем всех труб связанных в отопительную систему, а также объем дополнительных обогревательных приборов, если они присутствуют.Формула для расчета объема расширительного бака K = (KE x Z) / N, в которой:

• КЕ — это общий объем всей отопительной системы;
  
• Z — постоянное значения расширения жидкости теплоносителя;
  
• N — величина эффективности мембранного бака.
  

Идеально точный расчет объема расширительного бака для отопления и всей отопительной системы произвести практически невозможно. Ну а примерно он рассчитывается исходя из значения, что 1 кВт мощности отопительного оборудования равен 15 литрам объема теплоносителя. В целом получается, что средняя мощность для обычного дома равна 44 кВт. Исходя из этого, по формуле получается КЕ = 15х44 = 660л.Константа расширения жидкости около 4%, для систем в которых используется обычная вода с максимальной температурой нагрева 95 градусов Цельсия. Нередко в системы закачивается не вода, а этиленгликоль в разном процентном соотношении. В данном случае коэффициент расширения рассчитывается по формуле:

10% — 4% х 1,1 = 4,4%20% — 4% х 1,2 = 4,8%

Зачастую, результативность работы мембранного бачка указана производителем, но и самому ее рассчитать не сложно:

N= (DV-DS) / ( DV+1)

где: DV — наибольшее допустимое значения давления в системе, как правило, оно равно допустимому давлению предохранительного клапана и для обычных бытовых систем отопления редко превышает показатель в 2,5 — 3 бар.DS — это значения давления начальной зарядки мембранного бака исходя из постоянного значения в пол атмосферы на 5 метров протяженности отопительной системы.

В итоге получается, что если общая площадь помещения, в котором оборудуется система отопления, равна 400 кв. м., максимальная верхняя точка системы равна 5 м, и расчётная мощность оборудования 44 кВт, то требуемый объем бачка при таких значениях будет:

КЕ 44х15=660л.DV 2,5 бар; DS =0.5 барN (2.5 — 0.5) / (2.5+1) = 0.57K 660×0.04 / 0.57 = 46.2

Исходя из полученных данных, необходимо подбирать расширительный бак для отопления объемом 50 литров, с начальным давление в 0,5 бар. Например, мембранный бак Reflex NG 50.Также для стандартных элементов отопительной системы существуют стандартные примерные значения:

1. Радиаторы около 10,5 л.
   
2. Теплые полы и другие греющие поверхности 17,0 л.
   
3. Конвекторы 7,0 л.
   

Коэффициент увеличения-расширения объёма воды и водогликолевой смеси в зависимости от температурных показателей:

°С	Содержание гликоля, %
	0	10	20	30	40	50	70	90
0	0,00013	0,0032	0,0064	0,0096	0,0128	0,0160	0,0224	0,0288
10	0,00027	0,0034	0,0066	0,0098	0,0130	0,0162	0,0226	0,0290
20	0,00177	0,0048	0,0080	0,0112	0,0144	0,0176	0,0240	0,0304
30	0,00435	0,0074	0,0106	0,0138	0,0170	0,0202	0,0266	0,0330
40	0,0078	0,0109	0,0141	0,0173	0,0205	0,0237	0,0301	0,0365
50	0,0121	0,0151	0,0183	0,0215	0,0247	0,0279	0,0343	0,0407
60	0,0171	0,0201	0,0232	0,0263	0,0294	0,0325	0,0387	0,0449
70	0,0227	0,0258	0,0288	0,0318	0,0348	0,0378	0,0438	0,0498
80	0,0290	0,0320	0,0349	0,0378	0,0407	0,0436	0,0494	0,0552
90	0,0359	0,0389	0,0417	0,0445	0,0473	0,0501	0,0557	0,0613
100	0,0434	0,0465	0,0491	0,0517	0,0543	0,0569	0,0621	0,0729

avtonomnoeteplo.ru

Расчет расширительного бака для закрытых систем отопления

Как произвести расчет объёма расширительной емкости для закрытой системы отопления.

Современные системы отопления представляют собой замкнутый контур, герметичную конструкцию заполненную жидкостью, которая изолирована от попадания воздуха, а значит, менее подвержена окислению.

При увеличении объёма жидкости в закрытой системе, в связи с увеличением температуры теплоносителя, может повыситься давление, способное нарушить целостность элементов системы. В таких случаях устанавливается герметичный расширительный бак (мембранный или экспанзомат), который используется в закрытых контурах отопления с целью компенсации температурных расширений.

Экспанзомат конструктивно представляет собой герметичную емкость, со встроенной внутрь эластичной мембраной или мешком, разделяющей бак на две полости: одна из которых, при увеличении давления, наполняется теплоносителем, а другая – воздухом или азотом.
В одной из частей компенсатора расположен ниппель для подкачки насосом и замера давления газа, а в другой – резьбовой штуцер для присоединения к контуру отопления.
 

 

Формула расчета расширения жидкости при изменении температуры:

V = A x VT / (1– Pmin / Pmax.) / К.

где:

VT- общий объем теплоносителя в системе

A – коэффициент расширения теплоносителя при максимальной возможной температуре

Pmin (атм.) – начальное давление в расширительном баке 

Pmax (атм.) – максимально допустимое значение давления

К — коэффициент заполнения расширительной ёмкости, определяющий максимальный объем жидкости (в процентах от полного объема мембранного бака), который может вместить экспанзомат. По таблице:

Pmax-максимальное давление, атм.	Pmin — начальное давление, атм.
	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	5,0
1,0	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
6,5				0,60	0,53	0,46	0,40	0,35	0,20
7,0					0,56	0,50	0,44	0,38	0,25
7,5					0,58	0,53	0,47	0,41	0,30
8,0						0,56	0,50	0,45	0,33

 

Коэффициент расширения воды и водогликолевой смеси в зависимости от температуры в %

°С	Содержание гликоля, %
	0	10	20	30	40	50	70	90
0	0,00013	0,0032	0,0064	0,0096	0,0128	0,0160	0,0224	0,0288
10	0,00027	0,0034	0,0066	0,0098	0,0130	0,0162	0,0226	0,0290
20	0,00177	0,0048	0,0080	0,0112	0,0144	0,0176	0,0240	0,0304
30	0,00435	0,0074	0,0106	0,0138	0,0170	0,0202	0,0266	0,0330
40	0,0078	0,0109	0,0141	0,0173	0,0205	0,0237	0,0301	0,0365
50	0,0121	0,0151	0,0183	0,0215	0,0247	0,0279	0,0343	0,0407
60	0,0171	0,0201	0,0232	0,0263	0,0294	0,0325	0,0387	0,0449
70	0,0227	0,0258	0,0288	0,0318	0,0348	0,0378	0,0438	0,0498
80	0,0290	0,0320	0,0349	0,0378	0,0407	0,0436	0,0494	0,0552
90	0,0359	0,0389	0,0417	0,0445	0,0473	0,0501	0,0557	0,0613
100	0,0434	0,0465	0,0491	0,0517	0,0543	0,0569	0,0621	0,0729

 

Пример:

коэффициент расширения воды при температуре 90°С равен по таблице 0,0359

объем системы допустим 600 л.

начальное давление в расширительном баке 1,5 атм. 

максимальное давление в системе отопления 4 атм.

V = 0,0359 х 600 / (1 — 1,5 / 4) / 0,5 = 68,928 литра

teplokom.su

Расчет расширительного бака для отопления: формула и коэффициенты зависимости

Бак для отопления Reflex

Расширительный бак в системе отопления играет роль балансировочного элемента. Он выравнивает объем теплоносителя при его расширении под действием высоких температур, а также поддерживает необходимое в системе давление. Но перед потребителем всегда встает вопрос, связанный с объемом бачка. Как правильно выбрать прибор именно по этому показателю? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо провести расчет расширительного бака для отопления. Дело это не такое уж простое, и здесь используется формула, составляющие которой определяются опытным путем. Но давайте все по порядку.

Типы расширительных баков

Как и сама отопительная система, баки делятся на открытые и закрытые. Открытые приборы очень громоздки, и в последнее время их популярность практически сведена к нулю за счет низкой эффективности. Закрытые приборы более практичны. Это герметично сделанные бачки, которые разделены внутри резиновой мембраной. В нижнюю часть заходит теплоноситель, изменяясь в объеме за счет повышения температуры, а в верхнюю часть закачан воздух, что делается на заводе в процессе изготовления. Давление воздуха внутри составляет 1,5 атм.

Нагреваясь, вода увеличивается в объеме, и эти излишки заполняют нижнюю часть расширительного бака. При этом вода давит на мембрану, которая поднимается до определенного уровня. Давящий сверху воздух создает в системе отопления закрытого типа давление, равное 1,5 атм., что является необходимым условием эффективной ее работы.

• Форма расширительного бака может быть округлой в виде баллона или плоской.
• В нем используется термостойкая резина в качестве мембраны. Она может быть диафрагмового типа или плоская — баллонного типа.
• При выборе расширительного прибора необходимо уделить внимание именно мембране, а точнее, сроку ее службы и возможности выдерживать необходимое давление. Не забывайте о температурах теплоносителя, которые будут действовать на нее. Диффузионные процессы также негативно могут влиять не ее качество.

Расчет объема

И все же основа выбора — это объем. Давайте остановимся на зависимости объемного параметра прибора и тех показателей, которые влияют на его изменения:

1. Чем больше объем теплоносителя в закрытой системе отопления, тем большего размера необходимо приобретать расширительный бак.
2. Чем выше температура теплоносителя, тем больше вместимость прибора.
3. Чем выше давление теплоносителя (берется допустимое значение показателя), тем меньших размеров емкость можно приобретать.

Три основные зависимости. Теперь можно переходить непосредственно к расчету. Скажем прямо, дело это непростое, но с ним стоит разобраться. Потому что небольшое отклонение может привести к неприятным последствиям. К примеру, предохранительный клапан будет постоянно сбрасывать.

Итак, формула, по которой проводится расчет:

Vб=(Vс * К)/D, где

Vб — вместимость прибора.

Vс — объем теплоносителя в системе отопления.

К — коэффициент расширения теплоносителя. Для воды этот показатель равен 4%, поэтому в формуле используется 1,04.

Таблица с формулами

D — эффективность расширения самого бачка. Изготовленный из металла и под действием перепада температур он может незначительно изменять свои размерные параметры. Для точного установления «D» можно использовать следующую формулу:

D = (Pmax — Pнач)/ (Рmax + 1), где Pmax — это максимальное давление внутри системы отопления, Рнач — это давление внутри резервуара, запланированное заводскими параметрами (обычно 1,5 атм.). Кстати, по максимальному показателю планируется настройка предохранительного клапана.

Получается, что объем расширительного бака зависит от прочностных и температурных характеристик самого прибора. Отметим, что все эти показатели и характеристики не должны превышать допустимые нормы. Объем расширительного прибора должен быть равен или быть чуть больше полученных результатов.

Полезные советы

• Бачок емкостью 20–25 литров обычно устанавливают с циркуляционным насосом мощностью 1,2 кВт. При объеме 50–60 литров мощность насоса увеличивается до 2,0 кВт. Есть на рынке расширительные баки емкостью 100–200 литров. Их можно использовать не только по прямому назначению, но и в качестве резервуара для теплой воды при небольших по срокам отключениях ее в водопроводе.
• Размерные показатели баков колеблются в широком диапазоне. Есть такие, которые не помещаются в проемы, чтобы можно было занести их во внутренние помещения. Поэтому совет — используйте несколько маленьких баков, чем один огромный. Здесь важно соответствие объемов.
• Существует несколько стандартных показателей, которые определяют количество отдаваемой энергии на определенный вмещаемый объем. К примеру, радиатор отопления — 10,5 кВт, конвектор водяной — 7 л/кВт, водяной теплый пол — 17 л/кВт.

Теперь вы знаете, для чего нужен расширительный бачок закрытого типа. Но куда его можно врезать? Вопрос остается открытым. Это закрытый прибор, и для него нет никакой разницы, как будет проведена его установка. Здесь важнее другое — удобство эксплуатации. А значит, монтаж лучше проводить в том месте, где подход будет свободным. И не так уж важно, в какой точке будет расположен бак — в самой высокой или нет. В этом его универсальность.

Похожие записи

Комментарии и отзывы к материалу

У вас должен быть включен JavaScript для отображения комментариев.

gidotopleniya.ru