Расчёт расширительного бака для системы отопления. Расчет давления в расширительном баке отопительной системы

Расширительный бак системы отопления. Расчет

Расширительный бак в системе отопления предназначен для компенсации избыточного давления вызванный нагревом теплоносителя. При нагревании теплоноситель расширяется и в замкнутой системе отопления возникает избыточное давление. При повышении давления в системе выше допустимого может произойти разрыв отопительных элементов, труб или кранов, что выведет из строя всю систему отопления.

Для компенсации указанного выше избыточного давления предназначен расширительный бак системы отопления. Фактически он увеличивает объем системы отопления при нагреве теплоносителя, тем самым снижая давления теплоносителя и предотвращая возможные проблемы.

В зависимости от типа системы отопления могут применяться расширительные баки двух видов: открытые и закрытые. Открытые баки предназначены для систем отопления, в которых циркуляция теплоносителя осуществляется естественным образом, т.е. давление в системе примерно равно атмосферному. Закрытые расширительные баки применяют в системах отопления, в которых циркуляция теплоносителя осуществляется по средствам циркуляционного насоса.

Расширительный бак системы отопления закрытого типа.

Расширительный бак системы отопления закрытого типа (мембранного типа) представляет собой закрытую емкость, в которой установлена эластичная мембрана. Мембрана делит расширительный бак на две полости, в одной из которых находится воздух под давлением в другой излишки теплоносителя.

Принцип работы очень прост. Перед пуском системы по средствам автомобильного насоса закачивают в воздушную камеру расширительного бака воздух. Величина давления воздуха должна быть примерно равна начальному давлению системы отопления. При увеличении давления в системе отопления избытки теплоносителя попадают в расширительный бак т.к. давление в воздушной камере становится меньше, чем в системе отопления, то за счет эластичной мембраны объем камеры с теплоносителем увеличивается, тем самым компенсируя избыточное давление в системе отопления. При понижении давления теплоносителя воздушная камера расширяется, тем самым компенсируя давление теплоносителя.

Расчет закрытого (мембранного) расширительного бака.

Суть расчета расширительного бака сводится к определению избыточного объема теплоносителя при нагревании и коэффициента заполнения расширительного бака. Отношение двух этих величин и есть требуемый объем расширительного бака системы отопления.

Vбака=Vрас/f, где

Vбака - фактический объем расширительного бака, л;

Vрас - избыточный объем теплоносителя вызванный нагревом, л;

f - коэффициент заполнения расширительного бака.

Избыточный объем теплоносителя, вызванный его нагревом определяется произведением полного объема системы на коэффициент объемного расширения теплоносителя.

Vрас=Vсист×β, где

Vрас - избыточный объем теплоносителя вызванный нагревом, л;

Vсист - полный объем системы отопления. Под объемом системы отопления подразумевается объем всех трубопроводов, батарей отоплений и нагревательного котла. Если вычисление объема системы отопления теплоносителя затруднено, приближенно его можно определить по мощности котла или тепловой потребности здания из расчета 14л/кВт.

β - коэффициент объемного расширения теплоносителя. Так как коэффициент объемного расширения зависит от температуры, то необходимо знать максимальную температуру теплоносителя, т.е. максимальную расчетную температуру системы отопления. Зная максимальную температуру системы по таблице или графику, определяется коэффициент объемного расширения теплоносителя.

Определение коэффициента заполнения расширительного бака.

Коэффициент заполнения бака показывает, какой максимальный процент объема расширительного бака может занимать теплоноситель. Коэффициент заполнения определяется по формуле:

f=(Pmax-Pгаза)/(Pmax+1), где

Pmax - максимальное давление теплоносителя в системе отопления. Может быть принято равным давлению срабатывания предохранительного клапана.

Ргаза - предварительное давление газа в расширительном баке. Фактически равно предварительному давлению теплоносителя. Определяется по формуле:

Ргаза=Рг+0,3, где

Рг - гидростатическое давлению системы отопление. Не в даваясь в законы физики можно сказать, что гидростатическое давление вызвано разницей высот между самым верхним и самым нижним элементом системы отопления. Гидростатическое давление системы отопления рассчитывается по формуле.

Рг=0,1×ρ×hг

hг, м - расстояние по вертикали от самой нижней до самой высокой точки системы отопления;

ρ, г/см3 - плотность теплоносителя (для воды равен 1).

Следует отметить несколько тонкостей в расчете. Во-первых, коэффициент заполнения расширительного бака должен быть менее 50%. Это необходимо из соображений безопасности и повышения срока службы расширительного бака. Во-вторых, если расширительный бак расположен после циркуляционного насоса, то предварительное давление газа определяется по формуле:

Ргаза=Рг+0,3+Рнасоса, где

Рнасоса - давление создаваемое циркуляционным насосом.

Закрытые циркуляционные баки могут быть установлены в любой точке системы отопления. Однако наиболее целесообразно их устанавливать в самой нижней точке системы отопления в обратной ветке перед циркуляционным насосом. При подключении расширительного бака в зависимости от объема бака могут применяться трубы различных диаметров, но не менее трубы PN20. Кроме того в месте стыковки бака с трубопроводом полезно установить клапан, который позволит стравить воздух находящийся в подводящей трубе. Перед пуском системы отопления необходимо создать предварительное давление в баке равном Ргаза.

Следует так же отметить, что существует два типа расширительных баков системы отопления: со сменной мембраной (фланцевые) и с не сменной мембранной. Наибольшее распространение получили расширительные баки с не сменной мембраной. Они широко применяются в загородном строительстве. Как правило они рассчитаны на не высокое давление. Расширительные баки фланцевого типа рассчитаны на большое давление. Кроме того в случае разрыва мембраны она может быть заменена. Однако их стоимость больше аналогичных моделей с не сменной мембраной.

stremynka.ru

Расчёт расширительного бака для системы отопления | Отопление

» Отопление

Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Расчёт расширительного бака

Расчёт расширительного бака выполняют для определения его объёма, минимального диаметра присоединительного трубопровода, начального давления газового пространства и начального эксплуатационного давления в системе отопления.

Методика расчёта расширительных баков сложна и рутинна, но в целом можно установить такую зависимость между объёмом бака и влияющими на него параметрами:

Чем больше ёмкость системы отопления, тем больше объём расширительного бака.
Чем выше максимальная температура воды в системе отопления, тем больше объём бака.
Чем выше максимально допустимое давление в системе отопления, тем меньше объём.
Чем меньше высота от места установки расширительного бака до верхней точки системы отопления, тем меньше объём бака.

Так как, расширительные баки в системе отопления необходимы не только для компенсации изменяющегося объёма воды но и для пополнения незначительных утечек теплоносителя в расширительном баке предусматривают некоторый запас воды, так называемый эксплуатационный объём. В выше приведенном алгоритме расчёта заложен эксплуатационный объём воды в размере 3% от ёмкости системы отопления.

Подбор расширительных баков

Подбор расширительного бака следует выполнять с учётом его температурныx и прочностных характеристик. Давление и температура в месте подключение бака не должны превышать максимально допустимых значений.

Объём расширительного бака должен быть больше или равен объёму, полученному в результате расчёта. Негативных последствий от завышения объёма, сверх расчётного - нет.

Если установка расширительных баков предусматривается в помещении, то следует учесть что сосуды диаметром более 750 мм и высотой более 1,5м могут не пройти в дверной проём, а для их перемещения потребуются средства механизации. В таком случае лучше отдать предпочтение не одному, а нескольким мембранным бакам меньшей ёмкости.

Внимание!

1. При использовании в качестве теплоносителя гликолевых смесей рекомендуется подобрать расширительный бак с объёмом на 50% превышающим расчётный.

2. Первый признак неправильно рассчитанного расширительного бака или невыполненной его настройки это частое срабатывание предохранительного клапана.

Расчет объема расширительного бака для отопления

Производим точный расчет
Полезные советы

Устанавливать расширительный бак требуется во многих системах отопления. Однако приобретать любой, попавшийся на глаза нельзя, необходимо обязательно знать, с какой вместительностью он вам необходим. Здесь без предварительных вычислений не обойтись. Производить расчет объема расширительного бака необходимо по формуле. Он поможет получить максимально точные значения. Благодаря этому отопление в вашем доме будет функционировать максимально эффективно. А значит, вы останетесь довольны его работой.

Схема мембранного расширительного бачка.

Производим точный расчет

Для того чтобы узнать какой именно бачок подойдет для вашего жилища можно воспользоваться следующей формулой:

V=vi*e:d.

Теперь расшифруем ее:

Vi значение суммарного объемом системы отопления, которое выражается литрах
e коэффициент, присутствующий у расширения жидкости, который выражается в процентах
d значение эффективности расширительного бака.

Чтобы узнать параметр Vi, нужно произвести несложные расчеты. Принято, что 1 кВт = 150 л. А это значит, что если мощность системы отопления, например, составляет 7 кВт, то тогда весь ее объем будет равен 1050 литров (150+7). Соответственно значение Vi составит 1050 л.

Схема подключения расширителя.

Чтобы рассчитать коэффициент расширения жидкости, нужно учитывать, что каждые 10 градусов увеличивают объем теплоносителя на 0,3%. При его максимальной температуре (95 о С) расширений составляет порядка 4%, а значит, нужно будет брать значение равное 0,04.

Теперь нужно получить эффективность расширительного бака. Для расчета данного параметра используется следующая формула:

d=(pv-ps)/(pv+1).

Она расшифровывается следующим образом:

Рv -максимальное давление, присутствующее в системе отопления (в загородных домах оно обычно составляет 2,5 бар).
Рs давление зарядки, которое имеется у мембранного расширительного баска (его параметр равен обычно 0,5 бар).
Соответственно d при таких значениях составит 0,58 ((2,5-0,5)/(2,5+1)=0,58).

Теперь нужно подставить все полученные значение в имеющуюся формулу, чтобы понять какой объем должен быть у расширительного бака. Тут получается следующее:

V=1050*0,04/0,58=72,4.

Схема отопления с естественной циркуляцией.

Соответственно, подбор расширительного бака должен осуществляться на основе данного параметра. При этом следует немного округлить его и прибавить несколько литров. Таким образом, вместительность должна составить 75-78 литров. Такой бачок отлично подойдет для системы отопления вашего дома. Его емкости будет достаточно, чтобы производить регулирование давления и количества теплоносителя в трубах и батареях.

Как видно, выполнить правильный расчет объема для расширительного бака по данной формуле несложно. Конечно, нужно учесть ряд важных параметров, значение которых можно узнать в ходе вычислений, но произведя их, вы сможете получить наиболее точные цифры. На основе их можно выполнить расчет с минимальными погрешностями.

Вернуться к оглавлению

Полезные советы

Производя расчет того, какой необходим объем расширительного бака, нельзя обойтись без полезных советов:

Если в доме основная система отопления не будет использоваться на полную мощь, то тогда значение коэффициента расширения жидкости можно брать меньше. В итоге не потребуется выбирать бачок с большой вместительностью.

Схема расчета расширительного бака отопления

Расширительный бак на стене

Содержание

Автономные образцы водяного отопления существенный источник жизнеобеспечения домашнего хозяйства.

Учитывая конструкцию строения, применяемый энергоноситель, а также установленные цели, схематический план монтажа разнится, но стержневая основа всегда неизменна.

Расширительный мембранный бак один из таковых. Это устройство, оберегающее от чрезмерного повышенного давления. Как произвести расчеты по установке мембранного бака, рассказывается в этой статье.

Виды баков в системах отопления и их функции

Принцип работы

В любой системе при отоплении есть установленная величина теплоносителя, как правило, для этого используются вода.

В ходе нагревательного процесса жидкость расширяется, ее избыток выводится в расширительный бак. Соответственно происходит выравнивание давления.

На рынке сейчас представлены расширительные баки, делящиеся на две категории: закрытые и открытые. Последние весьма объемны и во многом неэффективны.

В связи с этим они выходят из употребления. Более практичный вариант пользуется заслуженным признанием профессионалов.

Закрытый тип мембранного бака это сферическая или плоская емкость. Они довольно герметичны. Внутри полость это две половины термостойкой мембранной баллонного или диафрагменного вида.

Баки функционируют таким образом, что из-за высокой температуры расширяющийся теплоноситель оказывается в баке, эластичная мембрана удлиняется, занимаемый воздухом объем убавляется. Соответственно давление увеличивается.

При выборе бака нужно учитывать, отвечает ли наибольшее допустимое давление параметрам диапазона давления. Очень важно учесть качество мембраны, ее характеристики (срок службы, постоянство при диффузии, диапазон рабочих температур, пригодность гигиеническим нормам). Также немаловажно выполнить подбор бака для нагревания требуемого объема.

Как рассчитать необходимый объем бака

Работа бака при изменяемом объеме

Расчет мембранного бака насущен для выявления его объёма, наименьшего диаметра соединительной теплотрассы, первоначального напора газовой площади и первоначального давления.

Ошибка при применении сложной методики, может привести к многократной активации защитного клапана и ряду другим неполадкам. Однако существуют взаимосвязь между баковой емкостью и действующими характеристиками в отношении оной.

Так, чем больше предельно дозволенное сжатие, тем будет меньше необходимый размер. Значительнее наибольшая температура жидкости крупнее величина бака. При большей ёмкости крупнее объём бака. В зависимости от уменьшения высоты, вычисляемой от места фиксации бака вплоть до верхнего предела, уменьшается его объём.

В соответствии со специальной формулой выполняется расчет. Прежде всего, следует исходить из совокупной величины теплоносителя.

С учетом производительности существующего котла, численности и типов отопительных агрегатов производится его расчет. Пример: конвектор – 7 л / кВт, теплое покрытие 17 л / кВт, радиатор 10,6 л / кВт.

Мембранные баки нужны для возмещения водной емкости и для наполнения мелких потерь теплоносителя. Поэтому в баке определен запас воды эксплуатационный размер. Например, объём жидкости составляет три процента от ёмкости системы отопления.

Для более точного расчета мембранного расширительного бака в системе отопления применяется формула:

Объем бака (V)= (Vсис* k) / D

где:

Vсис – это весь объем воды в системе отопления
k – коэффициент увеличения теплоносителя (для воды, нагретой до 95°С, 4%)
D – эффективность мембранного бака.

Чтобы вычислить D, можно использовать формулу:

D = ( Pmax – Pнач ) / ( Pmax + 1 ), где Pmax – это самое большое давление.

На него происходит наладка страховочного клапана. Pнач – первоначальный воздушный пресс камеры.

Выбор бака выполняется с учётом температурных показателей и его прочности. Давление вкупе с температурой в точке подключения не может быть больше максимально возможных показателей.

Объем в итоге равен или больше объёма, принятого при расчёте. Отрицательных результатов при завышении сверхрасчётного объёма нет.

Расширительный бак (20 25 л) как правило используют вместе с насосом. Мощность последнего до 1,2 кВт. Насосы с мощностью уже до 2 кВт следует применять с баками объемом 50 60 л. В продаже есть баки с объемом в пределах 100 200 л. Они применяются как запасные емкости, в тех случаях, когда подача воды ненадолго прерывается.

Кстати: Используя гликолевую смесь как теплоноситель, рекомендуется монтаж бака с величиной вполовину больше расчётного.

Важно иметь ввиду, что баки с диаметром, превышающим 750 миллиметров и с высотой больше 1,5 метра, возможно, не пролезут в дверь. В этом случае потребуется установка нескольких мембранных баков с меньшей емкостью.

В материале было выяснено, как произвести расчет емкости, не прибегая к непосредственным услугам специалистов при установке расширительного бака. Однако если процедура сложна, риск допустить ошибку весьма большой, то лучше воспользоваться советом специалиста.

Источники: http://www.ktto.com.ua/calculation/brh, http://1poteply.ru/sistemy/dlya-otopleniya-rasshiritelnogo-baka.html, http://otoplenievdoma.ru/skhema-rascheta-rasshiritelnogo-baka-otopleniya.html

Комментариев пока нет!

restart24.ru

Расчет расширительного бачка отопления

Современный отопительный рынок владельцам загородной недвижимости предлагает использовать удобные и недорогие решения для компенсации температурных расширений теплоносителя – расширительные баки «экспанзоматы» закрытого типа. Эти баки пришли на смену емкостям открытого типа зачастую изготовляемых кустарными способами и устанавливаемые в верхней точке систем с естественной циркуляцией.

Принцип работы расширительного бака

Расширительные баки закрытого типа представляют собой герметичную резиновую мембрану, которая разделяет между собой две среды: водяную от воздушной. Воздушная среда представляет собой смесь азота и воздуха накачанная в капсулу под определенным давлением. Теплоноситель в системе отопления циркулирует по замкнутому контуру, и при нагревании меняет свою плотность и объем, расширяясь при этом. Чтобы предотвратить повышения давления в системе выше критичного, горячая вода начинает заполнять водяную камеру расширительного бака. Тем самым происходит выгибание мембраны в сторону воздушной камеры.

Заполнение водяной части бака будет происходить до достижения максимального давления в системе и максимального увеличения воды, при полностью заполненном экспанзомате и росте давления происходит сброс теплоносителя в канализационную сеть через предохранительный клапан. Поэтому, чтобы не происходило частных сливов горячего теплоносителя и частой подпитки системы водой, необходимо производить расчет объема расширительных баков исходя из объема системы и ее мощности.

Расчет объема расширительного

Расчет объема расширительного бака производится по формуле:

Vбак= Vсист*?темп/ (1-Pабс min/Pабс max), где Vсист – объем системы отопления, л ?темп – коэффициент температурного расширения теплоносителя, показатель изменения объема теплоносителя, соответствующего разнице температур при работе и заполнении системы. Является табличной величиной, при температуре теплоносителя 90 °С и воздуха при заполнении 30°С равен 0,033. Pабс min – абсолютное изначальное давление в экспанзомате, бар. Как правило, это давление больше статического давления системы относительно точки врезки бака. Pабс max – абсолютное давление срабатывания предохранительного клапана, или предельное давление в баке, бар

Объем системы отопления определяется несколькими способами:

при составлении аксонометрической схемы трубопроводов и выполнении гидравлического расчета, в частности, определения диаметра трубопроводов и их длины.
Либо укрупненным способом в зависимости от назначения системы и тепловой мощности.

Укрупнено удельный объем теплоносителя системы рассчитывается следующим образом исходя из насыщенности системы отопительными приборами:

Котельная – 13 л/кВт;
Система отопления – 11 л/кВт;
Радиаторы систем отопления – 15 л/кВт;
Конвектора — 8 л/кВт;
Теплый пол – 18 л/кВт.

В качестве примера рассчитаем объем расширительного бака для системы отопления жилого дома тепловой мощностью 8 кВт:

Объем системы, состоящей из сети трубопроводов, котла и радиаторов примерно составит 312 литров.
Коэффициент температурного расширения теплоносителя ?темп=0,033.
Pабс min=1+0,6=1,6 бар
Pабс max=1+3=4 бар
Vбак= 312*0,033/ (1-1,6/4)=17 литров.
Ближайший объем доступного бака равен 25 литров, который и принимаем к установке.

comments powered by HyperComments

santech-info.ru

Расчет расширительного бака для отопления: формула, советы

Схема мембранного расширительного бачка.

Производим точный расчет

V=vi*e:d.

Теперь расшифруем ее:

Vi — значение суммарного объемом системы отопления, которое выражается литрах;
e — коэффициент, присутствующий у расширения жидкости, который выражается в процентах;
d — значение эффективности расширительного бака.

Схема подключения расширителя.

Чтобы рассчитать коэффициент расширения жидкости, нужно учитывать, что каждые 10 градусов увеличивают объем теплоносителя на 0,3%. При его максимальной температуре (95оС) расширений составляет порядка 4%, а значит, нужно будет брать значение равное 0,04.

d=(pv-ps)/(pv+1).

Она расшифровывается следующим образом:

Рv -максимальное давление, присутствующее в системе отопления (в загородных домах оно обычно составляет 2,5 бар).
Рs — давление зарядки, которое имеется у мембранного расширительного баска (его параметр равен обычно 0,5 бар).
Соответственно d при таких значениях составит 0,58 ((2,5-0,5)/(2,5+1)=0,58).

V=1050*0,04/0,58=72,4.

Схема отопления с естественной циркуляцией.

Вернуться к оглавлению

Полезные советы

Производя расчет того, какой необходим объем расширительного бака, нельзя обойтись без полезных советов:

Это позволит сэкономить на его покупке.

Производя расчет расширительного бака, необходимо брать во внимание и то, будет ли использоваться система отопления часто. Если планируется включать ее только время от времени, то тогда нужно будет осуществлять подбор изделия с учетом данного нюанса. Ведь здесь по большому счету использование бачка будет сведено к тому, что он станет выполнять роль емкости, где будет храниться на протяжении длительного времени вода. А значит, необходимо, чтобы объем изделия был больше значения, которое было получено в ходе вычислений по представленной формуле.
Не рекомендуется покупать бачок меньшей вместительности, чем было получено при проведении расчетов. Ведь если купить такое изделие, то работать эффективно оно не сможет.
Проводить расчет по представленной формуле рекомендуется несколько раз. Тогда вы сможете быть уверенным в том, что не допустили в ходе вычислений ошибок.
Если вам будет сложно производить вычисления, то тогда воспользуйтесь специальными приложениями, которые размещены на сайтах продавцов подобной продукции. Также вы можете обратиться за помощью к менеджерам компаний, которые реализуют данные емкости. Они обязательно помогут вам произвести правильные вычисления и подобрать подходящий объем бачка. В итоге вы останетесь довольны совершенной покупкой.
Не следует покупать изделия бывшие в употреблении. Ведь из-за того что они уже неоднократно эксплуатировались, их эффективность будет минимальной. Особенно это касается мембранных модификаций, которые не предназначены для демонтажа и повторной установки. Кроме того, рассчитать оптимальную емкость для них будет уже гораздо сложнее. Нужно будет учитывать ряд дополнительных параметров.

Осуществляя подбор бака на основе проведенных расчетов, не забывайте о том, что его объем — это важный параметр, но не единственный. Тут также необходимо обращать внимание на его качество изготовления. Оно должно быть отличным, ведь от этого зависит срок службы расширительного бака для отопительной системы. Надежные и долговечные изделия предлагают немногие производители. Поэтому нужно будет обратить внимание на продукцию от проверенных и зарекомендовавших себя компаний-изготовителей. При этом не рекомендуется покупать китайские емкости, ведь они недолговечны. Кроме того, обращайте внимание на его габариты. Убедитесь в том, что изделие без труда можно будет установить в выделенное место. Желаем удачных покупок!

1poteply.ru