Расширительный бак подобрать для частного дома
Расширительный бак. Расчёт объёма. Как быстро и правильно рассчитать объём расширительного бака
При обустройстве системы отопления важно правильно подобрать расширительный бак. Часто возникают сомнения: не слишком ли маленький? или, наоборот — зачем такой большой? Ведь, действительно, бывают баки на 5-8 литров, а бывают и на 300, 500, 1000 и больше! Кстати, вся размерная сетка представлена на нашем сайте в разделе Расширительные баки для отопления.
Давайте вместе разберемся, имеет ли размер значение?
Вспомним, для чего нужен в отопительной системе расширительный бачок. Расширительная ёмкость служит для компенсации изменения объёма воды или другого теплоносителя в замкнутых системах отопления и обеспечения постоянного давления. Другими словами, в расширительный бак поступает излишний объем горячей воды, образовавшийся вследствие нагрева. Бачок принимает на себя избыток воды, тем самым обеспечивая безопасность элементам системы и снижая потребление энергии.
Как устроен расширительный бак?
Бак представляет собой завальцованный или сварной металлический корпус с каучуковой мембраной-диафрагмой внутри. Конструктивно это может быть бачок на ножках или без них, горизонтального или вертикального исполнения.
На заводе-изготовителе в бак закачивается определенное количество воздуха или другого нейтрального газа. Это называется предустановленным заводским давлением, его значение указано на табличке с характеристиками бака. Предустановленное давление давит на диафрагму изнутри. При нагревании вода расширяется, но в замкнутом контуре ей некуда деться и она давит на мембрану. В результате вода поступает внутрь бака, а в системе отопления освобождается дополнительное пространство. При снижении температуры давление сжатого воздуха выталкивает остывшую воду обратно в трубопровод. Таким образом расширительный бак поддерживает в системе отопления постоянное давление.
Теперь, вспомнив теорию, можно перейти к практике. Возможно, формула расчета кому-то покажется сложной.
Поэтому мы в этой статье предлагаем Вашему вниманию также таблицу приближенных объёмов расширительного бака для отопления
Формула расчета
V=e*C/(1-((Pпред+1)/(Pмакс+1)))
где
V — объём расширительного бака (в литрах)
e — коэффициент расширения воды
C — объём воды в системе (в литрах)
Р пред — предустановленное давление воздуха в баке (бар)
Р макс — максимальное давление в системе (бар)
Опытные монтажники советуют выбирать расширительный бак объёмом 8-10% от системы отопления
Для Вашего удобства приводим таблицу, которая поможет Вам приближенно определить объём расширительного бака для Вашей системы отопления
| (Р пред) Предустановленное давление воздуха в баке (бар) | (Р макс) Давление в системе (бар) | (С) Объём воды в системе (л) | Ориентировочный объём ёмкости (в литрах) в зависимости от max рабочей температуры | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,5 | 1,0 | 100 | 3 | 4,7 | 6,7 | 9 | 11,5 | 14,3 | 17,3 |
| 0,5 | 1,5 | 100 | 1,9 | 3,0 | 4,2 | 5,6 | 7,2 | 8,9 | 10,8 |
| 0,5 | 2,0 | 100 | 1,5 | 2,4 | 3,4 | 4,5 | 5,7 | 7,1 | 8,6 |
| 0,5 | 2,5 | 100 | 1,3 | 2,1 | 2,9 | 3,9 | 5,0 | 6,2 | 7,6 |
| 1,0 | 1,5 | 300 | 11,4 | 17,7 | 25,2 | 33,7 | 43,1 |
53,5 |
64,8 |
| 1,0 | 2,0 | 300 | 6,8 | 10,6 | 15,1 | 20,2 | 25,9 | 32,1 | 38,9 |
| 1,0 | 2,5 | 300 | 5,3 | 8,3 | 11,8 | 15,7 | 20,1 | 25,0 | 30,2 |
| 1,0 | 3,0 | 300 | 4,5 | 7,1 | 10,1 | 13,5 | 17,2 | 21,4 | 25,9 |
| 1,5 | 2,5 | 500 | 13,2 | 20,7 | 29,4 | 39,3 | 50,3 | 62,4 | 75,6 |
| 1,5 | 3,0 | 500 | 10,1 | 15,8 | 22,4 | 29,9 | 38,3 | 47,5 | 57,6 |
| 1,5 | 3,5 | 500 | 8,5 | 13,3 | 18,9 | 25,2 | 40,1 | 48,6 | |
| 1,5 | 4,0 | 500 | 7,6 | 11,8 | 16,8 | 22,4 | 28,7 | 35,7 | 43,2 |
| 2,0 | 3,0 | 1000 | 30,3 | 47,3 | 67,2 | 89,8 | 115 | 142,6 | 172,7 |
| 2,0 | 4,0 | 1000 | 18,9 | 29,5 | 42,0 | 56,1 | 71,9 | 89,1 | 108 |
| 2,0 | 5,0 | 1000 | 15,1 | 23,6 | 33,6 | 44,9 | 57,5 | 71,3 | 86,4 |
| 2,0 | 6,0 | 1000 | 13,2 | 20,7 | 29,4 | 39,3 | 50,3 | 62,4 | 75,6 |
| Максимальная рабочая температура (°С) | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 99 | ||
| (е) Коэффициент расширения воды при изменении температуры на 10 °С | 0,008 | 0,012 | 0,017 | 0,022 | 0,029 | 0,036 | 0,043 | ||
Просим обратить внимание, что этот расчет действителен при соблюдении некоторых условий.
Во-первых, расширительный бак и предохранительный клапан должны находиться на одном уровне.
Во-вторых, рабочая жидкость для данного расчета — вода. Для смеси воды и гликоля расчет будет отличаться с учетом коэффициента вязкости рабочей жидкости
В третьих, максимальное рабочее давление должно быть, по крайней мере, равным максимальному давлению в системе (давление может быть отрегулировано предохранительным клапаном)
Надеемся, что эта таблица поможет Вам корректно подобрать объём бака для отопления, который подойдет именно Вашей системе отопления. Помните, что лучше немного больше, чем меньше.
Хотелось бы немного остановиться на месте расположения расширительного бака в замкнутой системе отопления
Схема автономного отопления: основные элементы системы
Для того, чтобы сделать систему отопления частного дома, в первую очередь необходимо создать схему с указанием всех основных элементов системы и материалов, которые будут использоваться. Тут приводим базовую схему расположения компонентов контура отопления
Элементы, которые будут использоваться в системе отопления, могут отличаться в зависимости от проекта, но основная их часть понадобится в любом случае
КОТЕЛ — может быть газовый, твердотопливный или электрический
ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ НАСОС — толкает воду от котла к потребителю (радиаторам, контурам теплого пола и т.
п.)
РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАК — нужен для компенсации расширения теплоносителя вследствие его нагрева в закрытых системах отопления
ОБРАТНЫЙ КЛАПАН — служит для предотвращения движения воды в обратном направлении
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН — позволяет «сбросить пар» от перегретого теплоносителя
ВОЗДУХООТВОДЧИК — предотвращает завоздушивание системы отопления, продлевает срок службы насоса и других элементов системы отопления
МАНОМЕТР — позволяет контролировать текущее давление в системе
СМЕСИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН или попросту
ЗАДВИЖКА или КРАН — нужна для перекрытия системы отопления в необходимых местах. Для удобного демонтажа элементов системы для ремонта или диагностики советуем использовать краны с быстросъёмными накидными гайками (кран-американка)
Также может пригодится РЕДУКТОР ДАВЛЕНИЯ, СМЕСИТЕЛЬ-ТЕРМОСТАТ, АНТИКОНДЕНСАЦИОННЫЙ КЛАПАН и другие элементы
На приведенной схеме арматурные и контрольные элементы расположены по отдельности.
Но для удобства пользователя промышленность выпускает так называемую арматуру в сборе. Для примера приведем:
группа безопасности котла — сборный сепаратор воздуха, укомплектованный воздухоотводчиком. предохранительным клапаном и манометром
сборный коллектор равномерного распределения теплоносителя и контроля уровня тепла в системе теплого пола
На нашем сайте представлен широкий выбор циркуляционных насосов для бытового и промышленного использования разных производителей. Особое внимание хочется уделить циркуляционным насосам от датского «короля насосов» Grundfos». У нас есть как стандартные трехсткоростные, так и энергосберегающие насосы со встроенным частотным преобразователем. Энергосберегающими насосы Grundfos названы не зря — они действительно существенно экономят потребление электроэнергии, которая дорожает с каждым днем. Например насос Грундфос ALPHA1 L 25-60 потребляет всего от 4 до 45 Вт в зависимости от выбранного режима работы.
Также можно выбрать расширительный бак итальянских производителей Zilmet, Aquasystem Elbi или Imera нужного Вам объема. Как это делать, Вы уже знаете из формулы расчета в начале этой статьи.
Если Вам нужна дополнительная консультация по подбору объёма расширительного бака для отопления, обращайтесь в наш отдел продаж. Мы с удовольствием ответим на все Ваши вопросы и окажем помощь в выборе бака и других комплектующих системы отопления.
Рекомендуем обратить внимание
- Распродажа
В наличии
Циркуляционные насосы муфтовые
Насос циркуляционный Grundfos ALPHA1 L 25-60 180 (99160584)
GRUNDFOS
3477
9 111,46 грн
P=4-45 Вт, U=220 В, L=180 мм, Qmax=3,4 м3/ч, Нmax=6 м, t=+2°С…+95°С Артикул: 99160584 Гарантия: 2 года
В наличии
Циркуляционные насосы муфтовые
Насос циркуляционный Grundfos ALPHA3 25-60 180 (99371959)
GRUNDFOS
5413
15 798,76 грн
Управление Grundfos GO Remoute P=3-34 Вт, U=230 В, L=180 мм, Qmax=3,3 м3/ч, Нmax=6 м, t=+2°С…+110°С Артикул: 99371959 Гарантия: 2 года
- Новинка
В наличии
Баки расширительные для отопления
Расширительный бак Watersystem WR24
WATERSYSTEM
5568
1 383,76 грн
Бак для отопления Watersystem WR24 на 24 л
t° до +100 °С, максимальное давление 10 бар, объём 24 л, диаметр 280 мм, высота 470 мм, соединение ¾», вес 3,91 кг
мембрана EPDM SeFa S.
R.L. (Италия)
Гарантия 12 месяцев
Страна-производитель: Турция
в наличии на складе
- Новинка
В наличии
Баки расширительные для отопления
Расширительный бак Watersystem WR35
WATERSYSTEM
5569
2 152,52 грн
Бак для отопления Watersystem WR35 на 35 л t° до +100 °С, максимальное давление 10 бар, объём 35 л, диаметр 380 мм, высота 470 мм, соединение ¾», вес 4,2 кг мембрана EPDM SeFa S.R.L. (Италия) Гарантия 12 месяцев Страна-производитель: Турция
- Новинка
В наличии
Баки расширительные для отопления
Расширительный бак Watersystem WRV150
WATERSYSTEM
5574
6 047,56 грн
Бак для отопления 150 л Watersystem WRV 150 на ножках
t° до +100 °С, максимальное давление 10 бар, объём 150 л, диаметр 585 мм, высота 860 мм, соединение 1″, вес 21 кг
мембрана EPDM SeFa S.
R.L. (Италия)
Гарантия 12 месяцев
Страна-производитель: Турция
- Новинка
В наличии
Баки расширительные для отопления
Расширительный бак Watersystem WRV50
WATERSYSTEM
5570
2 357,52 грн
Бак для отопления Watersystem WRV50 50 л на ножках t° до +100 °С, максимальное давление 10 бар, объём 50 л, диаметр 380 мм, высота 620 мм, соединение 1″, вес 9.14 кг мембрана EPDM SeFa S.R.L. (Италия) Гарантия 12 месяцев Страна-производитель: Турция В наличии на складе
- Новинка
В наличии
Баки расширительные для отопления
Расширительный бак Watersystem WRV80
WATERSYSTEM
5572
4 202,54 грн
Бак для отопления Watersystem WRV80 80 л на ножках
t° до +100 °С, максимальное давление 10 бар, объём 80 л, диаметр 425 мм, высота 775 мм, соединение 1″, вес 16 кг
мембрана EPDM SeFa S.
R.L. (Италия)
Гарантия 12 месяцев
Страна-производитель: Турция
В наличии
Циркуляционные насосы муфтовые
Циркуляционный насос Grundfos Alpha2 25-40 180 (99411165)
GRUNDFOS
5487
8 917,18 грн
P=5-22 Вт, U=220 В, L=180 мм, Qmax=2,5 м³/ч, Нmax=4,1 м, t=+2°С…+110°С Артикул: 99411165 Гарантия: 2 года
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, ß — 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,
Зачем системе отопления нужен расширительный бак?
Системы отопления, использующие воду для передачи тепла от источника тепла (например, котлы, геотермальные тепловые насосы, солнечное отопление) , подпадают под действие различных газовых законов Бойля, Люссака и Шарля.
Когда изменяется один параметр (давление, объем или температура), влияние на два других обратно пропорционально.
Проще говоря, по мере нагрева системы объем и давление воды увеличиваются. Вода – единственная жидкость, объем которой увеличивается как при нагревании, так и при охлаждении.
Системы отопления бывают вентилируемыми и невентилируемыми. Вентилируемая система открыта для атмосферы и, следовательно, имеет минимальные изменения давления. Увеличение объема преодолевается за счет питательно-расширительного бака, установленного максимально высоко над системой. Труба из системы забирает лишнюю горячую воду и сбрасывает ее в бак. После охлаждения вода из бака возвращается в систему.
Невентилируемая (герметичная) система имеет множество преимуществ, но в этом видео мы сосредоточимся на том, как бороться с увеличением объема и давления по мере нагрева системы.
Вода расширится на 9% при нагревании от комнатной температуры до точки кипения. Когда вода превращается в пар, один литр воды увеличивается в объеме до тысячи литров пара — чрезвычайно полезно в паровых поездах или на кораблях, но не идеально в системе отопления!
В результате этого в герметичной системе давление может значительно возрасти и привести к выходу из строя фитингов, что может привести к материальному повреждению каркаса здания.
Включение расширительного бака правильного размера примет увеличение объема и ограничит такое резкое повышение давления.
Расширительный бак открыт для воды с одной стороны и обычно подключен к нашей системе с обратной стороны. Он имеет заполненный воздухом отсек, отделенный от системы гибкой мембраной (воздух, в отличие от жидкости, сжимается). По мере того, как вода нагревается, она попадает в сосуд и начинает сжимать воздух.
При определении размера расширительного бака необходимо учитывать определенные параметры.
Во-первых, объем системы – если он неизвестен, то хорошее эмпирическое правило – 10–12 литров воды на киловатт мощности котла.
Во-вторых, нам нужна Статическая Голова над Сосудом. Статический напор – это расстояние от расширительного бака до самой высокой точки системы отопления (радиаторы верхнего этажа + 2 метра). Для двухэтажного дома достаточно 10 метров.
В-третьих, нам нужны температуры подачи и обратки. В системе LTHW (низкотемпературное горячее водоснабжение) с радиаторами это обычно будет 82⁰C на подаче и 71⁰C на возврате, но может варьироваться.
Например, теплый пол будет работать при более низких температурах. Обязательно всегда рассчитывайте максимальную температуру, которую может достичь система.
В-четвертых, Высокий Выключатель. Обычно это 2,9 бар для системы со статическим напором 20 метров, но оно всегда должно быть как минимум на 0,2 бар ниже настройки предохранительного клапана.
Результаты расчета по четырем параметрам дадут нам точное расширение системы. Соблюдая осторожность, мы бы выбрали расширительный сосуд следующего размера. Результаты также дадут нам включение давления холодного заполнения и выключение холодного заполнения. Это важно, так как мы установим давление воздуха в сосуде на эту цифру.
В стационарной системе при температуре окружающей среды в сосуде не должно быть воды. По мере нагревания и повышения температуры воды расширение воды вызовет повышение давления – это превысит давление воздуха в Сосуде и позволит воде войти.
В нашей системе по-прежнему будет наблюдаться изменение давления, но оно будет управляемым, максимальное увеличение на 1 бар.
Очень важно, чтобы расширительные баки обслуживались и давление воздуха в них соответствовало заданному параметру. Сосуды должны иметь четкую маркировку с указанием требуемой настройки давления — мы рекомендуем проверять ее каждые шесть месяцев. При проверке давления воздуха система не должна находиться под давлением. Специальные шаровые краны позволяют изолировать сосуды от системы и опорожнять их для проведения этих проверок.
Мы составили таблицу стандартных значений для нашего ассортимента расширительных сосудов, чтобы облегчить выбор сосуда правильного размера. Для более подробного определения размеров мы будем рады ввести данные вашей системы отопления в нашу Таблицу размеров сосудов.
Для охлаждающих систем также требуются расширительные баки. Однако, когда мы добавляем данные для охлаждаемой системы в наш Калькулятор размеров, наши температуры подачи и возврата могут быть такими низкими, как 3⁰C и 6⁰C соответственно, что приводит к практически нулевому расширению.
Использование температуры окружающей среды в качестве температуры возврата для расчета решит эту проблему и даст правильные результаты расширения (46 ⁰C следует учитывать самый жаркий день) .
Системы, содержащие большое количество гликоля или ингибитора, могут иметь разные коэффициенты расширения, и это необходимо учитывать при расчетах.
Также стоит отметить, что новым системам, в которых используются тепловые насосы, использующие теплоту земли и воздушные тепловые насосы, могут потребоваться теплообменники большего размера, так как температуры ниже, поэтому это исключает старый расчет 10–12 литров на кВт.
Расширительные баки играют жизненно важную роль в герметичных системах отопления. Они необходимы для контроля расширения и изменения давления при повышении температуры воды. Они должны иметь правильный размер и поддерживаться. Есть четыре основных параметра, определяющих размер; Объем системы, статический напор, температуры подачи и обратки и отключение по верхнему пределу.
Другие факторы также могут привести к отклонениям от стандартных графиков. Пожалуйста, свяжитесь с нами в Arrow Valves для точного определения размеров сосудов.
Расширительный бак в системе отопления — расчет объема и виды | Своими руками
Содержание ✓
- ✓ Расширение для отопления – виды и установка
- ✓ Зачем нужен расширительный бак для отопления?
- ✓ Бак в системе отопления открытого типа
- ✓ Бак в закрытой системе
- ✓ Конструкция расширительного бака
- ✓ Баки с мембраной баллонного типа.
- ✓ Как рассчитать объем расширительного бачка?
- ✓ Формула расчета объема расширительного бака:
- ✓ Установка расширительного бачка
- ✓ Давление в системе отопления
- ✓ Расширительный бачок своими руками (самоделка) — видео
Расширение для отопления – типы и установка
Любая система отопления должна быть оснащена элементами, способными защитить ее от гидравлического удара, поддерживать допустимое давление теплоносителя и компенсировать изменение его объема.
Эту задачу выполняет расширительный бачок
Зачем нужен расширительный бак для отопления?
Для нормального функционирования системы отопления и стабильной циркуляции теплоносителя по всем ее элементам необходимо стабильное давление. Его резкие скачки приводят к нарушению гидравлического режима и выходу из строя отдельных узлов. Во избежание этого в системе предусмотрен расширительный бачок. Его задача – компенсировать изменение объема охлаждающей жидкости (воды или антифриза), вызванное изменением ее температуры, снизить возможность гидроудара. На изменение объема теплоносителя также влияет его состав и, соответственно, температурный коэффициент. При использовании воды значение этого коэффициента составляет в среднем 4%, в случае антифриза, например этиленгликоля, от 4,4 до 4,8% (в зависимости от концентрации гликоля в антифризе). Именно расширительный бачок является тем самым бачком, куда сбрасываются излишки теплоносителя, чтобы поддерживать необходимое давление в сети.
В зависимости от типа системы отопления (открытая или закрытая) используются разные расширительные баки. Сразу отметим, что открытая система (ее еще называют системой с естественной циркуляцией — самотечной) в новых домах используется нечасто, ее можно встретить в основном в старых постройках.
ВСЕ, ЧТО ВАМ НЕОБХОДИМО ДЛЯ ЭТОЙ СТАТЬИ, ЗДЕСЬ >>>
Ссылка по теме: Котельная: оборудование и устройство, расчеты и схемы
Бак в системе отопления открытого типа
В такой системе теплоноситель – простая вода – движется в соответствии с законами физики естественным образом за счет разной плотности холодной и горячей воды. Этому также способствует наклон труб. Теплоноситель, нагретый до высокой температуры, на выходе из котла стремится вверх, выталкиваемый холодной водой, поступающей из обратки снизу. Так происходит естественная циркуляция, в результате чего радиаторы нагреваются. Использование тосола в самоходной системе проблематично из-за того, что охлаждающая жидкость в расширительном бачке находится в открытом состоянии и быстро испаряется, но именно поэтому в этой емкости выступает только вода.
При нагревании он увеличивается в объеме, а его излишек поступает в бак, а при охлаждении возвращается в систему. Бак располагается в самой высокой точке контура, обычно на чердаке. Чтобы вода в нем не замерзала, его утепляют изоляционными материалами и подключают к обратке для предотвращения закипания. В случае переполнения бака вода сбрасывается в канализацию.
Расширительный бачок не закрывается крышкой, отсюда и название системы отопления открытое. Уровень воды в баке необходимо контролировать, чтобы в трубопроводе не возникали воздушные пробки, приводящие к неэффективной работе радиаторов. Бак подключается к сети через расширительную трубу, а для обеспечения движения воды предусмотрена циркуляционная труба. По мере заполнения системы вода достигает сигнальной трубы, на которой устанавливается
кран. Для контроля расширения воды служит переливная труба. Он отвечает за свободное движение воздуха внутри бака. Для расчета объема открытого бака необходимо знать объем воды в системе.
Бак в закрытой системе
Автономная система отопления, в которой теплоноситель приводится в движение циркуляционным насосом, называется закрытой системой. Его особенностью является абсолютная герметичность и отсутствие контакта теплоносителя с окружающей средой. Расширительный бачок в нем также закрыт, что исключает контакт охлаждающей жидкости с воздухом.
Ссылка по теме: Проектирование системы отопления дома
Исполнение расширительного бака
Расширительный бачок представляет собой корпус из углеродистой стали с порошковым покрытием красного, серого или белого цвета, внутри которого расположена резиновая мембрана в виде диафрагмы или в виде цилиндра. Первые в основном используются в небольших емкостях, вторые – в больших. Резервуары, установленные на заводе, иногда оснащаются предохранительным клапаном, предохраняющим систему от превышения допустимого давления. Если это происходит, клапан открывается, выпуская лишнюю воду.
Лучше перестраховаться и убедиться, что он есть в вашем продукте. Если нет, купите и установите рядом с баком.
Расширительный бак с мембраной в виде диафрагмы. Это устройство больше похоже на бочку, разделенную надвое подвижной резиновой перегородкой. На производстве в верхнюю часть резервуара нагнетается воздух, что создает начальное давление. После подсоединения бака к его нижней камере теплоноситель начинает поступать из сети. В момент, когда эластичная мембрана становится нулевой, спокойной и как бы лежащей на поверхности теплоносителя, система отопления считается полностью заполненной и готовой к пуску. При повышении температуры охлаждающей жидкости ее объем увеличивается, а излишки сбрасываются в расширительный бачок. За счет сжатия воздуха мембрана перемещается в воздушную камеру, благодаря чему внутреннее пространство бака становится больше, и туда поступает избыток теплоносителя. Как только теплоноситель остынет и вернется к исходному объему, действие на мембрану прекращается и воздух в верхней камере, не испытывая сопротивления, приводит мембрану в исходное, спокойное положение, тем самым автоматически регулируя давление в системе .
Баки с мембраной баллонного типа.
При этом воздушная камера расположена по периметру всего бака и окружает резиновую камеру для охлаждающей жидкости. Когда он приходит, последний начинает расширяться, как надутый воздушный шар. Благодаря такому устройству бака можно более точно контролировать давление в системе.
Следует отметить, что баллонные мембраны можно заменять по мере износа, а диафрагмальные замены замене не подлежат. Материал, из которого изготовлена мембрана, очень важен. Он должен быть термостойким и в то же время высокоэластичным. При выборе бака следует ознакомиться с такими характеристиками мембраны, как долговечность, рабочая температура, водонепроницаемость и соответствие санитарно-гигиеническим нормам.
Схема работы расширительного бачка
Читайте также: Виды систем отопления и их устройство в загородном доме – какую конструкцию выбрать
Как рассчитать объем расширительного бачка?
Конструкция расширительного бака не предполагает каких-либо сложных технических решений, однако ошибка в расчете его объема может привести к выходу из строя оборудования и системы отопления в целом: слишком большая емкость не сможет создать достаточного давления в сети, а слишком маленький, наоборот, не примет весь лишний хладагент.
Чтобы произвести правильный расчет, следует определить общий объем тепловой сети. Для этого складываем объем котла, общий объем всех труб в системе, а также объем дополнительных нагревателей, если они есть.
Формула расчета объема расширительного бачка:
K = (KExZ) / Nздесь
КЭ – общий объем всей системы отопления. Этот показатель рассчитывается исходя из того, что 1 кВт мощности отопительного оборудования равен 15 л объема теплоносителя. Если мощность котла 40 кВт, то общий объем системы составит КЕ = 15 х 40 = 600 л;
Z — значение температурного коэффициента теплоносителя. Как уже отмечалось, для воды она составляет около 4 %, а для антифризов разных концентраций, например 10-20 % этиленгликоля, от 4,4 до 4,8 %;
N — значение КПД мембранного бака, которое зависит от начального и максимального давления в системе, начального давления воздуха в камере. Часто этот параметр указывается производителем, но если его нет, можно выполнить расчет самостоятельно по формуле:
N = (ДВ-ДС) / (ДВ + 1)
куда
DV – наибольшее допустимое значение давления в сети.
Как правило, оно равно допустимому давлению предохранительного клапана и для обычных бытовых систем отопления редко превышает 2,5-3 атм.;
DS — значение давления начальной заправки мембранного бака исходя из постоянной величины 0,5 атм. на 5 м длины системы отопления.
Этим способом,
N = (2,5-0,5) / <2,5 + 1) = 0,57.
Итак, из полученных данных можно вывести объем расширительного бака при мощности котла 40 кВт:
К = 600 х 0,04/0,57 = 42,1 литра.
Рекомендуется использовать бак объемом 50 л с начальным давлением 0,5 атм, так как конечные цифры по подбору продукта должны быть несколько выше расчетных. Не так страшен небольшой избыток объема бака, как недостаточность его объема. Кроме того, при использовании в системе антифриза специалисты советуют выбирать бак объемом на 50% больше расчетного.
Установка расширительного бачка
Для удобства обслуживания расширительный бак устанавливается рядом с котлом на обратке..png)
Часто его монтируют так, чтобы впускной клапан (водопровод) был направлен вниз. Это позволяет сливать охлаждающую жидкость даже в случае выхода из строя мембраны. Есть и другое мнение: охлаждающая жидкость должна поступать в бачок сверху. Что более правильно, так как исключает попадание воздуха в бак, предназначенный для жидкости.
Чтобы избежать скачков напора, бак лучше ставить перед циркуляционным насосом. Чтобы он не «кипел», его подключают к обратке, также рекомендуется установить манометр и вентиль для ручного регулирования давления. После установки необходимо проверить, соответствует ли рабочее давление устройства тому, которое необходимо. Если нет, стравите воздух и мощность насоса, пока давление напора мембраны не станет приемлемым.
Из наиболее частых ошибок при установке расширительного бака для отопления можно выделить:
- Использование уплотняющих материалов, не предназначенных для этой цели. Например, дешевый герметик для окон ПВХ, рассчитанный на совсем другой температурный режим.
Изначально соединения могут быть достаточно привлекательными, но при запуске системы отопления такой уплотнитель не выдержит высоких температур. Как минимум после этого придется заняться устранением протечек; - неудачное место установки, когда подход к баку затруднен;
- неверный расчет объема расширительного бачка или выбор его на глаз.
Изначально соединения могут быть достаточно привлекательными, но при запуске системы отопления такой уплотнитель не выдержит высоких температур. Как минимум после этого придется заняться устранением протечек;Когда использовать антифриз
Заливка в систему отопления антифриза (воды в смеси с этиленгликолем) не всегда целесообразна.
Правильно приготовленная вода имеет лучшую теплопроводность, чем она.
Но бывают ситуации, требующие обязательного применения незамерзающей жидкости, например, если есть вероятность воздействия минусовой температуры на трубы отопления.
Это может произойти при внешней прокладке магистрали (скажем, из дома в гараж) или при длительном простое системы зимой. Переход воды из жидкого состояния в твердое неизбежно приведет к разрыву труб и радиаторов.
Скачки давления в системе отопления
Признаком неисправности или неисправности системы отопления являются скачки давления.
Если давление снижается. В этом случае необходимо проверить, как ведет себя статическое давление, для чего необходимо остановить насос. Если она не падает, то неисправны циркуляционные насосы, которые по каким-то причинам не могут создать напор воды. Если снижается и статическое давление, то, скорее всего, где-то в трубопроводах дома или в теплообменнике котла (что бывает довольно часто) произошла протечка. Найти это место можно, отключая различные секции и следя за давлением в системе. Если ситуация на следующем отключении нормализуется, значит, на данном участке сети происходит протечка воды. Если давление поднимется. Тут может быть несколько причин.
1. Одной из частых причин является нарушение или отсутствие движения теплоносителя по контуру. Это может произойти, когда для снижения температуры в сети домовой регулятор отопления перекрывает подачу теплоносителя из котельной. В этом случае нужно исследовать настройки и отрегулировать их так, чтобы контроллер не давал команду на полное закрытие клапанов, его инерционность увеличивалась, но такие ситуации будут исключены.
2. Другая причина в том, что, возможно, система находится под постоянной подпиткой. Как показывает простейший расчет, чем больше теплоносителя в ограниченном объеме, тем выше давление. В этом случае достаточно перекрыть линию электропередач и настроить автоматику.
3. Также причиной может быть неправильный диаметр труб. На выходе из котла он должен быть наибольшим.
4. Проблема может быть вызвана повышенной мощностью циркуляционного насоса или сбоями в его работе.
5. Если регулирующие приборы исправны или система отопления их вообще не включает, то возможно где-то по ходу потока теплоносителя заблокирован кран или задвижка.
Типы мембран расширительного бака
Долговечность мембраны расширительного бака напрямую зависит от типа резины, из которой она изготовлена. Резина SBR является самой распространенной в мире. Достаточно упомянуть камеры для автомобильных колес, подошвы обуви. Обладает хорошими механическими характеристиками, может растягиваться до 800%.
Температурный диапазон сопротивления: от -50 до 100″С. Данная резина не подходит для систем с питьевой водой, и поэтому используется только для расширительных баков теплосети, при температуре выше 100″С материал быстро стареет , теряет эластичность и разрушается.
Резина MR (БУТИЛ )
Этот вид резины обладает повышенной устойчивостью к высоким температурам, ее рабочий диапазон составляет от -40 до 130°С. Материал может контактировать с питьевой водой. Используется для аккумуляторов.
Каучук EPDM подходит для систем с питьевой водой, обладает высокой устойчивостью к старению и разрушению. Диапазон рабочих температур: от -50 до 130 ‘С. Это достаточно дорогой продукт, соответствующий всем санитарно-гигиеническим нормам, поэтому ведущие производители изготавливают мембраны для своих расширительных баков именно из этого вида резины.
Каучук NBR (НИТРИЛ) представляет собой улучшенную версию каучука EPDM.
Он пригоден для работы при температурах до 100°С, а также используется для производства мембран.
Устойчив к антифризу, бензину, бутану, пропану, маслам и растительным жирам.
Читайте также: Ошибки при монтаже отопления и их исправление
Давление в системе отопления
Давление в сети возникает из-за нескольких факторов. Характеризует воздействие теплоносителя на стенки элементов системы. Перед заполнением водой давление в трубах 1 атм. Однако, как только начинается процесс заливки охлаждающей жидкости, этот показатель меняется. Даже при холодном теплоносителе в трубопроводе есть давление. Причиной этого является разное расположение элементов системы – с увеличением высоты на 1 м прибавляется 0,1 атм. Такой вид воздействия называется статическим, и этот параметр используется при проектировании тепловых сетей с естественной циркуляцией. В закрытой системе отопления теплоноситель при нагреве расширяется, и в трубах образуется избыточное давление. В зависимости от конструкции линии она может различаться на разных участках, и если на этапе проектирования не предусмотрены стабилизирующие устройства, то возникает риск отказа системы.
Для автономных систем отопления не существует норм давления. Его значение рассчитывается в зависимости от параметров оборудования, характеристик труб, а также учитывается этажность дома. При этом необходимо соблюдать правило, что величина давления в сети должна соответствовать минимальному его значению в самом слабом звене системы. Следует помнить и об обязательной разнице в 0,3-0,5 атм. между давлением в прямом и обратном трубопроводах котла, что является одним из механизмов поддержания нормальной циркуляции теплоносителя. С учетом всего этого давление должно быть в пределах от 1,5 до 2,5 атм. Для контроля давления в различных точках сети вставляются манометры, фиксирующие заниженное и избыточное значение. В том случае, если счетчик должен служить не только для визуального осмотра, но и работать с системой автоматики, применяют электроконтактные или другие виды датчиков.
На заметку:
- Плотность нагретой воды меньше плотности холодной воды. Разница этих значений приводит к тому, что создается гидростатический напор, перемещающий горячую воду к радиаторам.
