1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет расширительного бака

Специальные емкости применяют для компенсации увеличения теплоносителя при повышении температуры. В закрытой системе отопления устанавливают мембранный бак.

Мембранный бак для закрытой системы

Ниже приведены особенности типовой конструкции с назначением типовых функциональных компонентов:

  • гибкая герметичная перегородка делит рабочий объем на две части;
  • одну – через патрубок подсоединяют к магистрали теплоснабжения;
  • в другую закачивают под необходимым давлением воздух;
  • для создания корпуса применяют устойчивые к процессам коррозии материалы;
  • фиксацию в горизонтальном положении крупных моделей обеспечивает подставка.

Мембранный расширительный бак устанавливают в любом удобном для пользователей месте. Следует обеспечить удобство доступа для обслуживания. С помощью встроенного штуцера с клапаном добавляют (стравливают) воздух, создавая необходимое давление.

Расчет расширительного бака для закрытой системы отопления начинают с определения количества жидкости в системе. Самые точные данные можно получить на стадии заполнения. Также применяют последовательное сложение емкостей трубопроводов, радиаторов, иных компонентов.

Чтобы рассчитать общий объем теплоносителя быстро, профильные специалисты часто применяют ориентировочные пропорции.

Ниже приведены значения (в литрах) на 1 кВт мощности котла при подключении разных видов оборудования:

  • стальные конвекторы (6-8);
  • алюминиевые, чугунные радиаторы (10-11);
  • теплый пол (16-18).

Если для отопления частного дома применяют комбинацию из разных нагревательных приборов, берут 15 л/ 1 кВт. При мощности газового котла 7,5 кВт получится следующий результат вычислений: 7,5*15=112,5 л.

Подходящие размеры расширительного бака для отопления закрытого типа зависят от нескольких параметров:

  • суммарного объема водопровода и подключенных устройств;
  • типа теплоносителя;
  • максимального давления;
  • температурного режима.

При заполнении отопительной системы водой происходит увеличение объема на 4% в процессе повышения температуры от 0 С до +95 С. Для предотвращения замерзания в зимний период теплоноситель дополняют этиле
нгликолем.

Такая смесь расширяется на 10% больше по сравнению с рассмотренным выше примером (на 4,4%). Аналогичные поправки делают при монтаже холодоснабжения.

В сводной таблице представлены коэффициенты расширения воды (смеси).

Эти данные помогут сделать точный выбор расширительного бака:

Концентрация этиленгликоля в %Температура теплоносителя, °С
206080100
0,000130,001770,01710,02900,0434
200,00640,0080,02320,03490,0491
400,01280,01440,02940,04070,0543

Расчет расширительного бака для отопления (О)выполняют по формуле О = (Ос х Кр) / Э, где:

  • Ос – суммарный объем функциональных компонентов;
  • Кр – поправочный коэффициент (из таблицы для определенного состава теплоносителя);
  • Э – эффективность бака.

Последнюю позицию вычисляют следующим образом Э = (Дс-Дб)/ (Дс+1), где Д – это давления:

  • Дс – максимальное в системе ГВС (норматив для частных домов 2-3 атм);
  • Дб – компенсирующее, которое принимают равным статическому (0,1 атм на каждый метр высоты строения).

Виды расширительных баков и их сравнение

В отопительной системе могут быть установлены разные виды расширительных баков.

Открытые расширительные баки

Расширительный бак открытого типа – это открытая ёмкость, в которую всегда можно долить теплоноситель. Он не требует наличия запорной арматуры, резиновой мембраны и даже крышки. Обычно ведром через него «доливают» в систему жидкость, хотя от водопровода всегда можно вывести водозаборный кран.

Схема работы расширительного бака открытого типа: 1 – корпус бака; 2 – уровень теплоносителя; 3 – холодная труба; 4 – спускная труба; 5 – предохранительный клапан; 6 – запорный вентиль; 7 – верхняя точка в стояке трубопровода отопительной системы

Несколько десятилетий назад повсеместно использовались открытые конструкции, компенсирующие изменение объёма теплоносителя при естественной циркуляции. Однако постоянный контроль уровня жидкости и её «доливание», сложности монтажа в верхней точке, низкое давление и коррозия металла – всё это привело к выходу на первый план закрытых систем и баков.

Закрытые расширительные баки

Там, где циркуляцию теплоносителя обеспечивает насос, устанавливают баки закрытого типа, именуемые в народе «мембранниками». Он всегда окрашен в красный цвет и конструкционно представляет собой герметичную ёмкость, внутри которой установлена мембрана из технической резины. А вот в синих баках, предназначенных для организации горячего водоснабжения, используется менее долговечная пищевая резина.

Устройство расширительного бака следующее: мембрана в виде баллона или диафрагмы разделяет ёмкость на две части. В верхнюю закачан инертный газ или воздух, а другая отводится для излишков теплоносителя.

С ростом температуры излишки расширяющегося теплоносителя попадают в ёмкость. Объём воздушной камеры уменьшается, и увеличивается давление в камере с воздухом, которое как раз компенсирует высокое давление в системе. При снижении температуры теплоносителя наблюдается обратный процесс.

Читать еще:  Пропиленгликоль или глицерин что лучше для отопления?

При низкой температуре теплоносителя бак пустой, а мембрана занимает максимальной возможный объём. При нагревании жидкость начинает заполнять полость между мембраной и ёмкостью. Остывая, теплоноситель сжимается, и воздух начинает «выталкивать» его обратно в систему

Закрытый расширительный бак системы отопления может оснащаться фланцевой (сменной) или несменной мембраной. Единственное, но существенное преимущество последнего типа – его низкая стоимость. Мембрана жестко закреплена по периметру ёмкости. В исходном положении она прижата к внутренней поверхности, та как газом заполнен весь объём. При попадании теплоносителя в расширительный бак давление увеличивается.

При пуске системы существует риск разрыва диафрагмы, поскольку давление возрастает резко. В дальнейшем показания на манометре изменяются плавно и не представляют угрозу для её целостности.

Для того, чтобы предотвратить повреждение мембраны, в отопительных системах большого объёма давление контролируют с помощью манометра. Предохранительный клапан срабатывает при достижении максимально допустимого значения. Обычно оно находится в пределах от трёх с половиной до четырёх бар для частных домов.

Фланцевый расширительный бак имеет несколько преимуществ:

  • максимальная величина давления значительно больше, чем у бака с несменной диафрагмой;
  • возможность замены мембраны через фланец в случае её повреждения или разрыва;
  • вертикальное и горизонтальное исполнение изделий. Это даёт больше вариантов размещения в условиях маленькой котельной.

Какой лучше — открытый или закрытый?

Если сравнивать эксплуатационные и потребительские свойства открытого и закрытого типов, то преимущество последнего доказывают следующие факты:

  • закрытый бак не выносится наверх, следовательно, можно сэкономить на трубах;
  • мембранные баки имеют меньшие габаритные размеры;
  • теплоноситель из закрытого бака точно не испарится;
  • минимальные теплопотери, в отличие от требующего дополнительной изоляции открытого бака;
  • защита труб и узлов систем от коррозии, которая обеспечивается за счёт отсутствия воздуха;
  • закрытая система отопления может работать при высоком давлении, тогда как открытая только при низком;
  • эксплуатационные расходы мембранника ниже, что у открытого бака.

Ну а вообще, конечно — выбирать вам.

Прежде чем покупать расширительный бак для отопления, нужно выполнить соответствующие расчёты и спроектировать систему. Более подробно об этом читайте в нашем материале: https://aqua-rmnt.com/voprosy/kak-rasschitat-rasshiritelniy-bak.html.

.

В чем секрет устройства?

В современных системах отопления, холодного и горячего водоснабжения используют расширительный бак для воды закрытого типа.

Обычно это бак мембранный расширительный, конструкционно реализуется в двух типовых вариантах:

  • с несменной мембраной;
  • со сменной мембраной (фланцевый тип).

Емкости с несменной мембраной не подлежат ремонту, а пригодны только к утилизации. Мембрана в них диафрагменного типа, закрепляется при изготовления по периметру поперечного сечения бака, что разделяет сосуд на два отсека: воздушный и жидкостный.

Для предотвращения контакта жидкости с металлом внутреннюю поверхность жидкостного отсека емкости покрывают влагостойкими красками на эпоксидной основе.

В жидкостном отсеке вварен штуцер для подключения к магистрали отопления. Воздушный отсек также имеет штуцер с золотником для закачки воздуха (как в автомобиле).

Функциональные особенности

В заводских условиях в воздушный отсек закачан азот под избыточным давлением 1,5 бар. Это позволяет устройству при расширении теплоносителя принимать в себя избыточную порцию жидкости с соответствующим повышением давления в воздушной части экспансомата. А при охлаждении диафрагма выталкивает жидкость обратно в систему.

Это полезно знать! Давление в воздушном отсеке экспансомата выгибает мембрану в сторону жидкостного отсека вплоть до штуцера. Это позволяет визуально определить целостность диафрагмы перед установкой.

Порядок расчета

1. Определяется коэффициент расширения жидкости Kрасш. (прирост объема, %) при ее нагреве (охлаждении) от 10 °С (принимается, что система заполняется при температуре 10 °С) до средней температуры системы. Для определения коэффициента используется следующая таблица:

Температура, (°С)Коэффициент расширения, (%)
10-400,75
10-501,18
10-601,68
10-702,25
10-802,89
10-903,58
10-1004,34
10-1105,16

2. Определяется объем расширения: V, (л) — объем жидкости, вытесняемый из системы при ее нагреве от 10 °С до средней температуры системы.

Vрасш = Vсист. • Красш.

3. Определяется коэффициент заполнения бака (коэффициент эффективности) Kзап. при заданных условиях работы, показывающий максимальный объем жидкости (в процентах от полного объема расширительного бака), который может вместить расширительный бак. Все давления в формуле измеряются в абсолютных единицах!

Читать еще:  Как выглядит схема системы отопления с насосной циркуляцией?

4. Определяется потребный полный объем расширительного бака: V, (л); вводится коэффициент запаса 1,25.

5. И в заключение выбирается модель расширительного бака с округлением в сторону ближайшего целого и учетом максимального давления в месте установки бака по следующим таблицам:

Тип бакаЕмкость системы, (л)
Тип бакаСтатическая высота системы в месте установкирасширительного бака, (м)
Тип бака51015
Flexcon CE 140/1,53 0273 0272 826
Flexcon CE 200/1,54 3254 3254 037
Flexcon CE 300/1,56 4876 4876 055
Flexcon CE 425/1,59 1919 1918 578
Flexcon CE 600/1,512 97512 97512 111
Flexcon CE 800/1,513 84113 84113 841
Flexcon CE 1000/1,5

Максимальное давление — 3 бар

Тип бакаЕмкость системы, (л)
Тип бакаСтатическая высота системы в месте установкирасширительного бака, (м)
Тип бака51015
Flexcon CE 110/32 3262 1151 903
Flexcon CE 140/32 9602 6912 422
Flexcon CE 200/34 2293 8453 460
Flexcon CE 300/36 3445 7675 190
Flexcon CE 425/38 9878 1707 353
Flexcon CE 600/312 68711 53410 381
Flexcon CE 800/313 84113 84113 841

Максимальное давление — 5 бар

Тип бакаЕмкость системы, (л)
Тип бакаСтатическая высота системы в месте установкирасширительного бака, (м)
Тип бака51015
Flexcon CE 110/32 3262 1151 903
Flexcon CE 140/32 9602 6912 422
Flexcon CE 200/34 2293 8453 460
Flexcon CE 300/36 3445 7675 190
Flexcon CE 425/38 9878 1707 353
Flexcon CE 600/312 68711 53410 381
Flexcon CE 800/313 84113 84113 841

Максимальное давление — 10 бар

Данные таблицы позволяют подобрать расширительные баки Flexcon для систем отопления в зависимости от объема и статической высоты системы в месте установки расширительного бака. Все значения подсчитаны для следующих условий:

  • система заполнена водой;
  • средняя температура системы 90 °С/70 °С = 80 °С;
  • коэффициент расширения — 2,89 %.

Для систем с другой средней температурой значение емкости системы должно быть умножено на коэффициент:

  • для 85 °С — 0,89;
  • для 90 °С — 0,80;
  • для 95 °С — 0,73;
  • для 100 °С — 0,66.

Инженеры Компании АДЛ всегда готовы оказать поддержку при подборе оптимального варианта оборудования для вашей системы. Мы надеемся, что наш опыт и знания помогут вам сэкономить время, снизить затраты на создание эффективной инженерной системы, исключить трудности при наладке и запуске оборудования.

Закрытая бытовая система

Применение насоса для продвижения теплоносителя по трубам обусловливает подключение к системе отопления модели закрытого образца. Расширительный мембранный бак для системы отопления снабжен мембраной сменной, либо не сменной. При сменной перегородке жидкость попадает внутрь мембраны, не задевая стенки сосуда.

В случаях повреждения перегородку не сложно поменять. Достоинства сменной детали – не образуется коррозия бака, срок эксплуатации долговечный.

Если мембрана не сменная, стекающая вода постепенно приводит к износу стенок емкости. При повреждении придется заменить расширительный бак для системы отопления. Прослужит конструкция меньшее время.

К чему приведет неправильно подобранный расширительный бак?

Если при нагреве теплоносителя в отоплении объема расширительного бака не хватит, то избыток теплоносителя будет сливаться через специальный аварийный клапан. После того, как система снова остынет, возникнет недостаток теплоносителя. Плюс ко всему упадет давление в системе отопления.

Котлы и другое оборудование имеют нижний порог по давлению, преодолев который, отопление попросту не запустится. Исправить эту ситуацию поможет обычный долив теплоносителя.

Если такая ситуация будет возникать постоянно, то повышается риск выхода из строя оборудования. Поэтому лучше подбирать расширительный бак правильно.

Этапы монтажа

Прежде чем устанавливать емкость в СО, необходимо подготовить котельное помещение, которое должно соответствовать рекомендованному производителем оборудования температурно-влажностному режиму. Определитесь с местом монтажа. Мембранные устройства, теоретически, можно монтировать в любом месте СО. Специалисты рекомендуют: чтобы на прибор не воздействовали резкие скачки давления, не устанавливайте его после котла на подающем трубопроводе. Лучшее место – на обратке, только не после насоса.

Читать еще:  Теплоизоляция трубопроводов отопления

Совет! Исходя из опыта, необходимо монтировать устройство именно на подаче. Кроме этого, жидкость из СО должна поступать в емкость сверху. Такая схема монтажа гарантирует, что воздух из СО не попадет в камеру для жидкости.

  1. Врежьте в выбранную ветку трубопровода патрубок, размером ¾;
  2. Подготовьте паронитовую прокладку. Данный материал прекрасно выдерживает высокие температуры.
  3. Смонтируйте бак таким образом, чтобы на него не воздействовали нагрузки.

И в качестве заключения: обязательно отрегулируйте клапан безопасности. Значение должно быть на 10-15% ниже, чем критическое в СО.

Совет: Для безопасной работы СО выбирайте модели экспанзоматов, только с регулируемым подрывным клапаном.

Этапы установки бака

Для квалифицированной установки мембранного бака в систему отопления необходимо, чтобы помещение соответствовало эксплуатационным условиям. Температура в нем не должна опускаться ниже 0 градусов при стабильном показателе влажности. Нужно определить место монтажа, так как системе свойственны перепады давления во время ее запуска. Поэтому не рекомендуется установка расширительных мембранных баков для отопления сразу после котла на выходной трубе.

Следующим критерием является отсутствие завихрения потоков воды, которые могут симулировать превышение давления. Лучше всего монтировать баки мембранные для систем отопления на обратной трубе перед циркуляционным насосом. Технология установки заключается в выполнении следующих этапов:

  • Врезка в трубопровод. Обычно диаметр патрубка расширительного бака составляет 3/4. Поэтому в обратной трубе нужно установить соответствующий канал с резьбой;
  • Установке не должны препятствовать предметы или элементы системы. Внешняя механическая нагрузка на бак исключается;
  • В качестве прокладок лучше всего использовать паронитовые модели, так как они хорошо выдерживают давление и высокие температуры;
  • Мембранный расширительный бак для отопления обязательно комплектуется воздушным клапаном. Он необходим для стабилизации и регулировки давления в воздушной камере.

Каждый раз при запуске закрытой системы отопления на мембрану будет воздействовать повышенный показатель давления. Поэтому рекомендуется не реже 1 раза в 2 года проверять состояние и в случае надобности выполнять ее замену.

Это типичная схема установки, которая не учитывает особенности конкретной системы отопления и ее составляющих элементов. Во время монтажа следует избегать частых ошибок, которые могут привести к неправильному функционированию баков мембраны для систем отопления. Прежде всего – установка максимального значения давления в воздушной камере. Она должна быть меньше расчетного критического на 10-15%. В противном случае мембрана не будет расширяться в сторону камеры, что приведет к порыву труб и выходу из строя радиаторов отопления. Чтобы избежать этого необходимо установить манометр, что рекомендует компания Wester, чьи мембранные баки для отопления характеризуются высокой надежностью.

Для установки мембранного бака в систему отопления необходимо убедиться в отсутствии такового в котле отопления. Если же его объема будет недостаточно по расчетам – можно монтировать дополнительный бак.

Давление воздуха в расширительном баке

Довольно часто задается вопрос – какое давление поддерживать в воздушной камере? Советов существует масса и очень трудно найти правильный ответ. Приводятся всевозможные расчеты с величинами гидростатического давления в сети, говорится что давление должно быть на 0,2 атм то ли больше, то ли меньше давления системы с холодным или уже нагретым теплоносителем.

На самом деле на этот вопрос ответить несложно. Основная функция расширительного бака – компенсация давления. Вывод напрашивается сам собой – давление в воздушной камере должно быть равно или немного отличаться (не более 0,2 – 0,3 кгс/см 2 ) от рабочего давления теплоносителя. Значительные отклонения в большую или меньшую сторону вызовут снижение качества работы экспанзомата со всеми вытекающими последствиями.

Рабочее давление в автономных системах отопления поддерживается в диапазоне от 1 до 2 кгс/см 2 , давление срабатывания ПК на группе безопасности котла – 3 кгс/см 2 . Поэтому лучшим решением будет поддержание давление в воздушной камере бака около 1,5 кгс/см 2 . Такое давление накачивается в отключенный и освобожденный от воды расширительный бак.

Выбор и расчет расширительного бака – важная ступень в разработке схемы отопления. Этот элемент системы является обязательным. Обычно расчет размера устройства производится по факту после монтажа системы. Это вызвано тем, что количество материала в проекте не всегда соответствует реально установленному, имеется погрешность вычисления.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector