Расширительный бак расчет: Расчет объема расширительного бака для закрытой системы отопления

Разное

06.04.2023
Комментарии: 0

Содержание

виды, устройство, расчёт и монтаж

Расширительный бак в системах отопления является важным элементом, который необходим для того, чтобы принимать в себя избыток теплоносителя, когда он расширяется. Это позволяет не допустить разрыва трубопроводных систем и её элементов.

Какие существуют виды расширительных баков?

В разных отопительных системах используются различные типы расширительных баков. Прежде, в системах, где отсутствовали циркуляционные насосы, для отопления применялись расширительные баки открытого типа. Однако у этих устройств было множество недостатков, из-за чего сейчас их практически не применяют. Это связано с тем, что ввиду проникновения воздуха в такой расширительный бак, он начинал корродировать, ржаветь при этом испарение жидкости происходило быстрее, поэтому бак нужно было регулярно пополнять водой. Устанавливать расширительный бак открытого типа нужно было в верхней точке отопительной системы, что не всегда можно было воплотить в жизнь.

В системах отопления, где теплоноситель циркулирует при помощи насоса, устанавливается расширительный бак закрытого типа. Данное устройство полностью герметично, в внутри него находится эластичная мембрана, разделяющая бачок на 2 части, в одну из которых происходит закачка воздуха или инертного газа под давлением, а другая часть служит для сбора излишков теплоносителя. Благодаря тому, что мембрана является эластичной, при проникновении теплоносителя в расширительный бак, воздушная камера уменьшается в объёмах, а давление в ней увеличивается, что позволяет скорректировать высокое давление в системе отопления. А в процессе остывания происходит обратный процесс.

Закрытый расширительный бак в системе отопления может быть фланцевого типа или иметь несъёмную мембрану. Вторая разновидность бачков пользуется хорошим спросом ввиду их сравнительно невысокой стоимости. Однако расширительные баки фланцевого типа имеют больше преимуществ, ведь они могут выдерживать большее давление, а в случае разрыва мембраны её можно будет поменять.

Баки, где нельзя менять мембрану, она жестко крепится по периметру. С самого начала диафрагма здесь прижимается к внутренней поверхности бака, из-за того, что его объём полностью заполнен газом. Затем, давление в расширительном отопительном баке увеличивается, и жидкость проникает внутрь него. При запуске системы, давление может мгновенно повыситься, из-за чего мембрана может лопнуть.

Принцип работы и устройство расширительных баков

При изучении устройства расширительных баков для отопительных систем, необходимо учитывать их конструктивные особенности. Открытые расширительные баки представляют собой металлическую ёмкость, к которой подведена труба магистральной системы отопления и имеется переливная отводящая труба. Кроме того, к бачку подведена «сигнальная труба», на которую установлено запорное устройство, а также циркуляционная труба, поддерживающая температуру в баке на одном уровне.

Мембрана из синтетических материалов изнутри перегораживает пространство в закрытом расширительном баке, деля его на две части, в одной и которых находится газ, а в другой жидкость. В одной из частей данного пространства находится сжатый воздух, а в другой «ненужная» вода, появившаяся при нагреве теплоносителя.

После того, как вода остынет, мембрана, будучи под давлением выталкивает воду обратно в систему, в результате чего давление в двух камерах расширительного бачка становится равным. В качестве теплоносителя может выступать не только вода, но и различные антифризы, а также смеси с содержанием азота.

Рассчитываем расширительный бак для отопительной системы

Главной целью расчёта является определение минимально объёма расширительного бака для той или иной отопительной системы. Кроме того, необходимо выполнить расчёт минимально допустимого диаметра трубы, которая будет идти к расширительному бачку, а также определить величину начального давления.

Чтобы выполнить расчёт, необходимо знать такие данные:

  • Предельно допустимое давление в отопительной системе в месте установки бака;

  • Высоту (в метрах), которую необходимо измерить от верхней точки отопительной системы до места, куда крепится расширительный бак;

  • Суммарный объём воды, которая циркулирует по системе;

  • Температура теплоносителя.

Формула расчёта объёма бака:

Чем больше будет расстояние между местом присоединения бака до верхней точки системы отопления, тем большего объёма бачок необходимо устанавливать. Объём бачка тоже увеличивается при увеличении объёма воды в трубопроводе и возрастании температуры теплоносителя.

Особенности монтажа расширительного бака в системе отопления

Расширительный бачок в системе отопления необходимо устанавливать лишь при плюсовых температурах.

В системе открытого типа, поднятие воды от нагревательного котла происходит вверх, после чего с самой верхней точки она спускается вниз самотеком в радиаторы. Воздушные пузырьки, которые выделяются в процессе нагревания воды, поднимаются к верху, откуда они выводятся наружу через расширительный бак. Установка бака должна быть выполнена в самой верхней точке отопительной системы.

В систему отопления закрытого типа расширительные бачки необходимо устанавливать на трубопровод перед насосом. Это способствует компенсации гидроударов бачка и уменьшает воздействие на систему в результате теплового расширения.

Бачок должен быть установлен таким образом, чтобы можно было легко оперировать его запорной арматурой или предохранительным клапаном.

объем, коэффициент заполнения и правила монтажа своими руками

Незаменимым элементом любой отопительной системы является бак расширения. Расширительный бак выполняет функцию стабилизации давления внутри системы за счет увеличения ее общего объема. Теплоноситель при нагревании расширяется, поднимая давление в емкостях системы; при избыточном давлении самые ненадежные элементы системы ломаются, что влечет за собой поломку всей системы отопления. Чтобы такого не произошло, необходимо произвести расчет расширительного бака, который позволит использовать систему для отопления без поломок.

Содержание

  • 1 Типы баков

  • 2 Расчет мембранного бака

  • 3 Расчет коэффициента заполнения бака

    • 3. 1 Формула расчета

  • 4 Особенности установки

Типы баков

Расширительные баки могут быть двух типов – отрытые и закрытые. Для бака первого типа не требуется никаких расчетов, по сути это наполовину заполненное теплоносителем ведро, установленное в самой высокой части отопительной системы, с отверстием, через которое при расширении теплоносителя выходит излишек воздуха. Открытые баки считаются устаревшими и имеют ряд недостатков, поэтому целесообразнее браться за расчет и установку расширительного бака закрытого типа.

[nggallery id=211]

Расширительный бак закрытого типа устанавливается в системах, оснащенных насосом, который отвечает за циркуляцию воды в системе отопления. Бак закрытого типа представляет собой емкость, разделенную на две части эластичной мембраной. В нижней части бака находится теплоноситель, а в верхней находится воздух.

При нагревании системы отопления теплоноситель расширяется и его излишки поднимаются в нижнее отделение расширительного бака. Далее мембрана поднимается вверх, сжимая воздушную камеру и тем самым сохраняя уровень давления системы в норме. Когда температура теплоносителя понижается, снижается и давление в системе, что влечет за собой понижение уровня теплоносителя в баке.

После установки бака его верхняя камера заполняется воздухом при помощи автонасоса, давление в воздушной камере должно быть равно начальному давлению во всей системе.

Расчет мембранного бака

Устройство мембранного расширительного бака. Нажмите на фото для увеличения.

При проектировке отопительной системы важно рассчитать требуемый объем расширительного бака и коэффициент его заполнения. Для того чтобы высчитать, какую емкость должен занимать расширительный бак системы отопления, необходимо рассчитать объем излишков теплоносителя при нагревании и коэффициент заполнения нижней части бака. Объем всего бака (Vбака) равен максимальному количеству излишков нагретого теплоносителя (Vрасш) разделенному на коэффициент заполнения бака расширения (f). Отсюда получаем формулу:

Чтобы сделать расчет излишков теплоносителя при нагревании (Vрасш), следует объем всей системы (Vсист), не учитывая бак расширения, умножить на коэффициент объемного расширения выбранного теплоносителя (β). Имеем:

Vсист – объем всех частей системы – радиаторов, труб, котла и т.д. Если вы не можете точно подсчитать объем системы отопления, можно приблизительно высчитать объем по потребляемой мощности котла в расчете 1 кВатт = 14 литров.

Коэффициент объемного расширения теплоносителя (β) рассчитывается исходя из максимальной температуры нагрева жидкости. Необходимый вам коэффициент объемного расширения воды можно посмотреть в уже готовых таблицах и графиках.

Расчет коэффициента заполнения бака

Коэффициент заполнения расширительного бака. Нажмите на фото для увеличения.

Формула расчета

Коэффициент заполнения бака показывает максимальный процент заполнения бака жидкостью. Сделать расчет коэффициента можно по формуле:

Рмакс – максимальный показатель давления в системе. Желательно использовать максимальную величину давления при срабатывании клапана предохранения.

Ргаза – начальное давление воздуха в воздушной камере бака, которое приблизительно равно начальному давлению во всей системе обогрева. Чтобы рассчитать требуемое давление в камере используйте формулу:

Символами Ргидр обозначается гидростатическое давление в системе. Сила гидростатического давления обусловлена разницей высот жидкости в верхних и нижних частях отопительной системы. Чтобы совершить расчет гидростатического давления в системе, используется формула:

ρ – плотность теплоносителя, измеряется в г/см³. Плотность воды – 1 г/см³.

hгидр – расстояние от самой нижней до самой верхней точки отопительной системы, измеряется в метрах.

Необходимо учесть, что объем расширительного бака должен быть заполнен теплоносителем не более, чем наполовину, в противном случае это грозит преждевременным выходом из строя отопительной системы. Если бак устанавливается после циркулярного насоса, то осуществлять расчет следует по этой формуле:

Рнасоса – это давление, которое создается циркулярным насосом в системе.

Особенности установки

Преимущество закрытых расширительных баков отопления заключается в том, что они могут быть установлены в любом месте отопительной системы. Однако рациональнее устанавливать бак перед циркулярным насосом, в самой нижней точке обратной ветки. В зависимости от объема мембранного бака при подключении к системе необходимо использовать трубы соответствующего размера, но не меньше PN20. В месте, где бак стыкуется с трубой, желательно поставить клапан, который стравит воздух из подводящей трубы. Перед запуском отопительной системы важно создать в баке давление, равное давлению в системе.

[nggallery id=212]

Существует два типа закрытых расширительных баков – с заменяемой мембраной и с мембраной несменной. Баки со сменной мембраной, или фланцевые баки, отлично справляются с большим давлением в системе. Мембрану при повреждении можно легко заменить, не тратясь на покупку нового расширительного бака. Баки с несменной мембраной стоят значительно дешевле фланцевых, но не предназначены для стабилизации давления в больших системах.

Такие баки часто используются в системе обогрева небольших частных домов.

  • Автор: admin