Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Заполните ниже приведенную форму и в результате расчёта будет подобран список расширительных баков соответствующих заданным исходным данным.

Высота от точки присоединения расширительного бака до верхней точки системы отопления

Максимальное давление для системы отопления
в месте подключения расширительного бака

Температурный график Т1 — Т2 системы отопления

Объём воды в системе отопления

Тепловая нагрузка системы отопления

Преобладающий тип отопительных приборов

Устройство и конструкция

Расчёт и подбор

Установка и монтаж

Обслуживание и ремонт

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.

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.

Вентпортал

Расчет мембранного расширительного бака

Опубликовано вс, 06/17/2007 — 17:38 пользователем editor

Для определения рабочего объема мембранного расширительного бака необходимо определить суммарный объем системы отопления VL сложением водяных объемов котла, отопительных приборов и трубопроводов.

VL — емкость расширительной системы (емкость котла, всех труб и аккумуляторов тепла, если есть)
Е — коэффициент расширения жидкости, %
D — эффективность мембранного расширительного бака

1. Однако емкость системы отопления вычислить достаточно сложно, поэтому приблизительный расчет можно получить, зная мощность системы отопления, использовав формулу — 1КW = 15 л.
Например: мощность котла для коттеджа 30 кВт, тогда емкость системы отопления (без теплоаккумулятора) VL = 15 х 30 = 450 л.

2. Расширение жидкости — 4 % приблизительно, для водяных систем отопления с максимальной температурой до 95°С (данные достаточно точные и неопасные)

Если в системе в качестве теплоносителя используется этиленгликоль (тосол), то приблизительный расчет коэффициента расширения можно произвести по следующей формуле:
этиленгликоль
10% — 4% х 1,1 = 4,4%
20% — 4% х 1,2 = 4,8% и т.д.;

эффективность мембранного расширительного бака D = (PV — PS) / (PV + 1), где

РV — максимальное рабочее давление системы отопления (расчетное давление предохранительного клапана равно максимальному рабочему давлению), для коттеджей обычно достаточно 2,5 бар;
PS — давление зарядки мембранного расширительного бака (должно быть равно статическому давлению системы отопления; (0,5 бар = 5 метров)
Например: площадь коттеджа составляет 300 м², высота системы 5м, мощность котла 30 кВт, объем теплоаккумулятора 1000 л; тогда объем необходимого расширительного бака составит:
VL = 30 х 15 + 1000 = 1450 л.
PV = 2,5 бар; PS = 0,5 бар;
D = (2,5 — 0,5)/(2,5+1) = 0,57
V = 1450 х 0,04/0,57 = 101,75

Выбираем расширительный мембранный бак 110 л, давление зарядки 0,5 бар

Вы можете скачать программу расчета по ссылке ниже:

Расчет объема расширительного бака — Калькулятор

Калькулятор расчёта объёма расширительного мембранного бака для системы отопления:

Методика расчёта объёма расширительного мембранного бака для системы отопления:

Представленный ниже расчет предназначен для индивидуальных систем отопления и значительно упрощен. Его точность составляет 10%. Мы считаем, что этого вполне достаточно

1. Определим, какой тип жидкости Вы будете использовать в виде теплоносителя. Для примера расчета в качестве теплоносителя мы возьмем воду. Коэффициент температурного расширения воды принят равным 0,034 (это соответствует температуре 85 o С)

2. Определим объем воды в системе. Приблизительно его можно рассчитать в зависимости от мощности котла из расчета 15 литров на каждый киловатт мощности . Например, при мощности котла 40 кВт, объем воды в системе будет равен 600 литрам

3. Определим величину максимального допустимого давления в системе отопления. Она задана порогом срабатывания клапана безопасности в системе отопления

4. Также в расчетах используется величина первоначального давления воздуха в расширительном баке Ро. Давление Ро не должно быть меньше , чем гиростатическое давление системы отопления в точке расположения расширительного бака

5. Полный объем расширения V можно подсчитать по формуле:

6. Выбирать бак нужно, округляя расчетный объем в большую сторону (бак большего объема не повредит)

7. Теперь подберем бак, обеспечивающий компенсацию этого объема. Учитывая, что коэффициент заполнения водой расширительного бака с фиксированной несменной мембранной при этих условиях равен 0,5 (таблица), то для рассмотренной системы подойдет 80-литровый расширительный бак:

80 литров x 0,5 = 40 литров

Коэффициент заполнения (полезный объём) расширительного мембранного бака

Мембранные расширительные баки для систем отопления Wester

Производитель: Wester Heating
Емкость: 8, 12, 24, 35, 50, 80, 100, 120, 150, 200, 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 5000, 10 000 литров
Преддавление в воздушной полости: 1,5 бар
Макс. давление: 5,0 бар
Рабочая температура: -10°C. +100°C

— Предназначены для компенсации температурных расширений теплоносителя в замкнутых системах отопления.
— Основные элементы бака — корпус из высококачественной стали, эластичная мембрана из каучука.
— Давление в воздушной полости для баков от 8 до 150 литров — 1,5 бара, от 200 до 10 000 литров — бара.
— Теплоноситель в системе отопления — вода с содержанием гликоля не выше 50%.
— Расширительные баки комплектуются сменной мембраной.
— Температурный режим работы — от -10 °С до +100 °С
— Срок службы — 100 000 циклов.
— Цвет корпуса — красный.

Подбор и расчет расширительного бака для отопления

Автономные системы водяного отопления – важный элемент жизнеобеспечения частного дома. В зависимости от планировки здания, используемого энергоносителя и поставленных задач, схема монтажа может отличаться, но основные элементы остаются неизменными. Одним из них является расширительный бак, который предотвращает избыточное повышение давления в системе. Как выполнить расчет расширительного бака для отопления, мы расскажем в данной статье.

Принцип работы и виды расширительных баков ↑
В каждой системе отопления находится определенный объем теплоносителя, чаще всего для этих целей используют воду. При нагревании она расширяется, а ее излишек попадает в расширительный бак. Таким образом давление в отопительной системе выравнивается.

На рынке имеются закрытые и открытые расширительные баки. Последние довольно громоздки и малоэффективны, встречаются все реже, а вот первый вариант – более практичен, потому и пользуется популярностью у тех, кто осуществляет подбор расширительного бака для автономной системы отопления.

Виды закрытых расширительных баков

Расширительные баки закрытого типа представляют собой емкость, плоской или шарообразной формы. Они герметичны, внутренняя полость разделена на две половины термостойкой мембранной баллонного или же диафрагменного типа. Принцип работы данных баков основан на том, что расширяющийся под воздействием высокой температуры теплоноситель попадает в бак, при этом эластичная мембрана растягивается, объем занимаемый воздухом уменьшается, а давление в системе, соответственно, увеличивается.

Выбирая расширительный бак, уделяют внимание тому, соответствует ли предельно допустимое давление в нем диапазону давления возникающего в системе отопления. Также нужно обратить внимание мембраны и ее качество, характеристики, среди которых срок службы, диапазон рабочих температур, соответствие гигиеническим нормам, устойчивость к диффузии. Важно также осуществить подбор расширительного бака для отопления нужного объема.

Расчет объема расширительного бака ↑
Постараемся выделить зависимость между необходимым объемом бака и параметрами, влияющими на него. Так, осуществляя расчет объема расширительного бака, нужно учесть, что чем больше емкость системы и чем выше максимальная температура теплоносителя в ней, тем объем бака должен быть больше. Чем выше значение допустимого давления в системе отопления, тем объем может быть меньше. Методика, по которой можно выполнить расчет расширительного бака, довольно сложна, но разобраться стоит, так как ошибка при выборе данного оборудования может привести к частому срабатыванию предохранительного клапана и другим неприятностям.

Расчет выполняется по специальной формуле. Основной величиной, от которой зависит результат, является суммарный объем теплоносителя, находящегося в данной системе отопления, вычисляют его с учетом мощности установленного котла, а также количества и типов отопительных приборов. Приблизительные показатели выглядят так: радиатор отопления – 10,5 л/кВт; теплый пол – 17 л/кВт; конвектор – 7 л/кВт.

Объем расширительного бака для системы отопления зависит от разных факторов

Чтобы выполнить более точный расчет мембранного расширительного бака, используют формулу: Vбака= (Vсист* k)/D, где Vсист – общий объем воды в системе отопления, k – коэффициент расширения теплоносителя (для воды, нагретой до температуры 95°С, составляет 4%), D – эффективность расширительного бака. Чтобы определить D, можно воспользоваться еще одной формулой: D = (Pmax-Pначал)/ (Pmax 1), в которой Pmax – это наибольшее давление в системе, на него настраивают предохранительный клапан; Pначал – первоначальное давление в воздушной камере.

Таким образом, подбор расширительного бака осуществляется с учетом прочностных и температурных характеристик, которые не должны превышать допустимых значений в месте подключения. Объем его может быть либо равен, либо больше полученного в результате вычислений.

Расширительный бак объемом от 20 до 25 л обычно применяют с насосом мощностью до 1,2 кВт, более мощные насосы (до 2 кВт) рекомендуется использовать с баками на 50-60 л. Существуют баки еще большего объема (100-200 л), их можно использовать в качестве резервной емкости при кратковременных отключениях воды. Нужно учитывать, что баки имеющие диаметр больше 750 мм и высоту больше 1,5 м не всегда получается внести в помещение через дверной проем, в таком случае можно установить несколько баков меньшего объема.

В заключении ↑
В данной статье мы выяснили, как выполнить расчет емкости расширительного бака собственными силами. Если же эта процедура кажется вам сложной, а риск допустить ошибку слишком большим, то потребуется совет специалиста.

Открытый расширительный бак. Расчет и установка

Открытый расширительный бак предназначен для компенсации объема теплоносителя увеличивающийся в следствии нагрева, а так же для контроля уровня теплоносителя и долива.

Содержание

Открытые расширительные баки нашли широкое распространение в так называемой гравитационной схеме системы отопления. В этой схеме теплоноситель циркулирует за счет разностей плотности нагретого и остывшего теплоносителя. Давление теплоносителя в такой схеме примерно равно атмосферному, поэтому имеется возможность устанавливать открытый расширительный бак.

Без условно учитывая современные системы отопления открытый расширительный бак имеет ряд существенных недостатков.

1. Открытый бак позволяет теплоносителю свободно испаряться, а это приводит к необходимости постоянно пополнять теплоноситель, т.е. постоянно следить за его уровнем.

2. Увеличивается коррозия системы отопления из-за попадания в нее кислорода.

3. Открытый расширительный бак должен быть установлен в самой верхней точке системы отопления. Это обстоятельство приводит к некоторым затруднениям. Установка открытого расширительного бака на не отапливаемом чердаке ведет к необходимости дополнительного утеплению и т.д.

4. Более сложная схема подключения по сравнению с закрытым расширительным баком.

Расчет открытого расширительного бака.

V_рб — объем открытого расширительного бака, 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.

Другими словами объем расширительного бака должен быть не менее 5% от объема системы отопления.

Установка открытого расширительного бака.

Расширительные баки открытого типа устанавливаются в самой верхней точке системы. Как правило, расширительные баки имеют четыре патрубка: расширительный, сигнальный, переливной и циркуляционный. Расширительный патрубок расположен в низшей точке открытого расширительного бака. Он, как правило, соединяют с низшей точкой обратной ветки системы отопления, обычно непосредственно перед котлом. По этому патрубку избыток теплоносителя перемещается в расширительный бак и обратно.

Сигнальный патрубок располагается на расстоянии порядка 20 см от дна открытого расширительного бака и предназначен для контроля уровня теплоносителя. Для удобства он соединяется с трубой и подводится к раковине. На окончание трубы устанавливается кран.

Переливной патрубок расположен в верхней части открытого расширительного бак. Он предназначен для слива теплоносителя при переполнении бака. С помощью трубопроводов он соединяется с канализацией.

Циркуляционный патрубок предназначен для подвода горячего теплоносителя с целью обогрева расширительного бака. Это особенно необходимо если бак расположен например на не отапливаемом чердаке.

Как рассчитать расширительный бак для отопления

Расчет расширительного бака для отопления обычно выполняется на конечном этапе монтажа системы автономного отопления, поскольку требуется знать суммарный объём циркулирующего в контуре теплоносителя. Открытые системы с самотечной циркуляцией теплоносителя не так требовательны к вместимости резервуара, а для закрытой важно подобрать расширительную емкость, которая способна обеспечить нормальное функционирование системы.

Варианты объёма расширительных баков

Последствия неправильных расчетов

Если вместительность расширительного бака для системы отопления соответствует параметрам системы (независимо от ее типа), давление в контуре на протяжении всего периода эксплуатации будет стабильным. Это обеспечивается за счет того, что излишек жидкости, образовавшийся в результате теплового расширения, полностью выводится в специальный резервуар и возвращается обратно по мере остывания теплоносителя.

В случае, когда объём расширительного бачка для системы был определен неправильно, не избежать перепадов давления в контуре. Это связано с тем, что теплоноситель, которому не нашлось места в расширительном баке, уходит наружу:

• через перелив в резервуаре открытого типа;
• через клапан сброса в мембранном баке.

Если «излишки» теплоносителя не сбросить из системы закрытого типа при повышении давления до критических отметок, произойдет авария – лопнут трубы или разгерметизируются соединения.

Что происходит при перепаде давления в расширительном бачке

При остывании объём теплоносителя уменьшается, и его становится недостаточно, поскольку «излишки» ушли из контура безвозвратно. Соответственно, давление в системе резко падает. Это может спровоцировать:

• остановку работы котельного агрегата, если он снабжен автоматикой, отслеживающей уровень давления;
• размораживание системы, если автоматический котел остановился в зимнее время, а дом находится без присмотра хозяев.

В случае, когда объём расширительного резервуара недостаточен, контур необходимо регулярно подпитывать водой.

Чаще всего такая ситуация возникает, если котел снабжен встроенным резервуаром, и владельцы дома понадеялись на него, не выполнив соответствующий расчёт.

Обратите внимание! Обязательно проверяйте соответствие параметров расширительного бака, встроенного в котельный агрегат, объёму теплоносителя в системе. При необходимости монтируется дополнительная мембранная емкость.

Если рассчитанный объём бака полностью, без запаса, соответствует количеству «излишков» нагретого теплоносителя, это сказывается на эксплуатации отопительной системы.

Когда бак полностью заполняется, давление возрастает до критического, но границу не переходит, манометр показывает максимальные рабочие значения. В этом случае авария не происходит, обогрев дома идет в дежурном режиме, но функционирование на пределе возможностей весь отопительный сезон губительно действует на отопительное оборудование, снижает его срок службы.

Поэтому рекомендуется приобретать расширительную емкость с небольшим запасом по объёму.

Подбор объёма бака

Рассмотрим, как рассчитать расширительный бак на отопление для системы с естественной циркуляцией теплоносителя. Чтобы сделать соответствующие вычисления для отопления закрытого типа, необходимо знать объём теплоносителя в системе – то есть, суммарный объём всех элементов (котла, приборов отопления, трубопровода, контура теплого пола при его наличии).

Узнать количество теплоносителя можно разными способами:

• Способ 1. Самый точный вариант – заполнение системы водой через водосчетчик. При его отсутствии можно поступить наоборот – сливать воду из заполненной системы в ведра и вести подсчет ведер.
• Способ 2. Суммировать объём всех элементов, при этом:
  • вместительность котла указана в паспорте;
  • количество теплоносителя в радиаторах или конвекторах вычисляется, исходя из количества секций (в технической документации есть информация об объёме одной секции) или размеров цельного прибора (данные есть в паспорте изделия);
  • объём жидкости в трубопроводе вычисляется после измерения длины всех проложенных труб по формуле
    V_общ = π × D 2 × L/4
    (где π=3,14, D — внутренний диаметр трубы в сантиметрах, L – суммарная длина труб в сантиметрах), полученное значение делят на 1000, чтобы перевести в литры.
• Способ 3. Приблизительный расчет, основанный на данных, полученных на практике. Количество теплоносителя зависит от устройств, которые использованы, чтобы отапливать дом:
  • для теплого пола требуется 17 л жидкости на 1 кВт;
  • для радиаторного отопления – 10,6 л на 1 кВт;
  • для конвекторов – 7 л на 1 кВт.
• Способ 4. Самый простой вариант, но не слишком точный. Объём теплоносителя в системе вычисляется из расчета 15 л на 1 кВт мощности.

Итоговый расчет

Определив суммарное количество теплоносителя в котельном агрегате и контуре, можно выполнить расчет объёма расширительного бака.

Для этого можно воспользоваться формулой V_бака=V_сист × k/D , с учетом, что:

D – параметр эффективности мембранного бака;
k – коэффициент теплового расширения жидкости, которую планируется использовать в качестве теплоносителя:

• для воды – 4%;
• для этиленгликоля 10% – 4,4%;
• для этиленгликоля 20% – 4,8%.

V_сист – объём жидкости в системе.

Если параметр D не указан в паспорте бака, его рассчитывают, используя формулу D = (P_макс — P_нач) ⁄ (P_макс + 1) , при этом:
Р_макс – показатель максимально допустимого давления в системе (в соответствии с этим параметром выполняется заводская настройка предохранительного клапана);
Р_нач – давление в воздушной камере бака при первоначальной накачке.

Выбирая бачок, следует обратить внимание на максимально допустимые рабочие параметры:

• температура теплоносителя – до 120°С;
• давление в системе – до 6-10 Бар.

Устанавливать допускается только мембранный бак, рабочие показатели которого несколько превышают расчетные значения.

Обратите внимание! Если вы предполагаете возможность впоследствии заменить в системе воду на антифриз, выбрав подходящую разновидность незамерзайки, следует сразу приобрести бак с соответствующим запасом по объёму, либо впоследствии смонтировать еще один резервуар.

Выводы

Чтобы отопительная система работала правильно, необходимо знать, как рассчитать расширительный бак для отопления. Кроме того, устройство следует настроить согласно инструкции от производителя или самостоятельно.

Во втором случае воздушную камеру при помощи ручного насоса закачивается воздух с таким расчетом, чтобы давление в этой камере было на 0,2 атмосферы ниже рабочего давления котельного агрегата.

Правильный расчет и настройка мембранного бака помогут обеспечить стабильное давление в отопительном контуре во время его эксплуатации.

Видео по теме: