Подбор, расчет расширительного бака для отопления

Оборудуя систему автономного отопления, стоит задуматься о приобретении специального расширительного бака, предназначенного поглощать избыточное давление, образующееся в результате расширения теплоносителя под воздействием высокой температуры. Установка такого оборудования требует серьезного подхода, особенно важно правильно выполнить расчет расширительного бака для отопления, так как именно от этого элемента будет зависеть работоспособность всей обогревающей системы закрытого типа, которые признаны наиболее эффективными, так как из-за отсутствия контакта с кислородом, вся система меньше подвержена коррозийным процессам и окислению.

Кроме того, именно закрытая отопительная сеть позволяет размещать расширительный бак в любом удобном для вас месте, в отличие от открытой, где бак должен находиться в самой верхней точке системы.

Для чего необходим такой бак и как он работает

Принцип работы устройства компенсирующего переизбыток давления теплоносителя не имеет каких-то сложных технических решений и весьма прост, но, несмотря на это, даже небольшая ошибка в расчете расширительного бака для отопления может привести к поломке оборудования и выходу из строя всей отопительной системы.

Бак разделен на две части, между которыми находится эластичная мембрана. В ходе изготовления бака в верхнюю — воздушную часть накачивается воздух, который создает начальное давление в расширительном баке отопления. Затем бак подключается к сети и в нижнюю камеру начинает подаваться вода из самой системы, в момент, когда эластичная мембрана становится в нулевое, спокойное положение и как бы ложиться на плоскость воды, отопительная система считается полностью заполненной и готовой к запуску.

В момент расширения воды в результате нагрева, теплоноситель начинает поступать в расширительный бак, тем самым воздействуя на мембрану, которая в свою очередь сокращается за счет сжатия заполненного в нее воздуха, таким образом увеличивая внутреннее пространство бака и принимая в него избыток теплонесущей жидкости. Как только теплоноситель остывает и возвращается к первоначальному объему, воздействие на мембрану прекращается и воздух в верхней камере не испытывая воздействия возвращает мембрану в спокойное положение, тем самым автоматически регулируя давления в системе.

Стоит отметить что, покупая расширительный бак системы отопления очень важно не ошибиться с выбором модели, так как слишком большой бачок не сможет создать достаточного давления в отопительной системе, а слишком маленький наоборот не примет весь избыток теплоносителя.

Как правильно рассчитать требуемый объем расширительного бачка

Дабы провести правильный и безошибочный расчет расширительного бака для отопления следует просчитать общий объем отопительной сети. Для этого требуется сложить объем обогревательного котла, общий объем всех труб связанных в отопительную систему, а также объем дополнительных обогревательных приборов, если они присутствуют.Формула для расчета объема расширительного бака K = (KE x Z) / N, в которой:

• КЕ — это общий объем всей отопительной системы;
• Z — постоянное значения расширения жидкости теплоносителя;
• N — величина эффективности мембранного бака.

Идеально точный расчет объема расширительного бака для отопления и всей отопительной системы произвести практически невозможно. Ну а примерно он рассчитывается исходя из значения, что 1 кВт мощности отопительного оборудования равен 15 литрам объема теплоносителя. В целом получается, что средняя мощность для обычного дома равна 44 кВт. Исходя из этого, по формуле получается КЕ = 15х44 = 660л.Константа расширения жидкости около 4%, для систем в которых используется обычная вода с максимальной температурой нагрева 95 градусов Цельсия. Нередко в системы закачивается не вода, а этиленгликоль в разном процентном соотношении. В данном случае коэффициент расширения рассчитывается по формуле:

10% — 4% х 1,1 = 4,4%20% — 4% х 1,2 = 4,8%

Зачастую, результативность работы мембранного бачка указана производителем, но и самому ее рассчитать не сложно:

N= (DV-DS) / ( DV+1)

где: DV — наибольшее допустимое значения давления в системе, как правило, оно равно допустимому давлению предохранительного клапана и для обычных бытовых систем отопления редко превышает показатель в 2,5 — 3 бар.DS — это значения давления начальной зарядки мембранного бака исходя из постоянного значения в пол атмосферы на 5 метров протяженности отопительной системы.

В итоге получается, что если общая площадь помещения, в котором оборудуется система отопления, равна 400 кв. м., максимальная верхняя точка системы равна 5 м, и расчётная мощность оборудования 44 кВт, то требуемый объем бачка при таких значениях будет:

КЕ 44х15=660л.DV 2,5 бар; DS =0.5 барN (2.5 — 0.5) / (2.5+1) = 0.57K 660×0.04 / 0.57 = 46.2

Исходя из полученных данных, необходимо подбирать расширительный бак для отопления объемом 50 литров, с начальным давление в 0,5 бар. Например, мембранный бак Reflex NG 50.Также для стандартных элементов отопительной системы существуют стандартные примерные значения:

1. Радиаторы около 10,5 л.
2. Теплые полы и другие греющие поверхности 17,0 л.
3. Конвекторы 7,0 л.

Коэффициент увеличения-расширения объёма воды и водогликолевой смеси в зависимости от температурных показателей:

°С	Содержание гликоля, %
	0	10	20	30	40	50	70	90
0	0,00013	0,0032	0,0064	0,0096	0,0128	0,0160	0,0224	0,0288
10	0,00027	0,0034	0,0066	0,0098	0,0130	0,0162	0,0226	0,0290
20	0,00177	0,0048	0,0080	0,0112	0,0144	0,0176	0,0240	0,0304
30	0,00435	0,0074	0,0106	0,0138	0,0170	0,0202	0,0266	0,0330
40	0,0078	0,0109	0,0141	0,0173	0,0205	0,0237	0,0301	0,0365
50	0,0121	0,0151	0,0183	0,0215	0,0247	0,0279	0,0343	0,0407
60	0,0171	0,0201	0,0232	0,0263	0,0294	0,0325	0,0387	0,0449
70	0,0227	0,0258	0,0288	0,0318	0,0348	0,0378	0,0438	0,0498
80	0,0290	0,0320	0,0349	0,0378	0,0407	0,0436	0,0494	0,0552
90	0,0359	0,0389	0,0417	0,0445	0,0473	0,0501	0,0557	0,0613
100	0,0434	0,0465	0,0491	0,0517	0,0543	0,0569	0,0621	0,0729

Расширительные баки для отопления — рассчёт объёма воды при нагревании

• Техподдержка
• Статьи
• Архив
• Расчет расширительного бака для отопления

Как известно, подавляющее большинство веществ в природе обладает свойством расширяться с повышением температуры. Соответствующей характеристикой служит коэффициент теплового расширения, отображающий изменение объема среды либо линейных размеров тела при нагреве на 1 °С в условиях постоянного давления (в первом случае говорят о коэффициенте теплового объемного, во втором – линейного расширения).

Рис. 1. Зависимость объема воды от температуры

 

Коэффициент температурного расширения воды

С увеличением температуры коэффициент объемного теплового расширения воды изменяется неравномерно (рис. 1): в диапазоне от 0 до 4 °С объем воды и вовсе уменьшается (эта особенность играет важную роль в природных водоемах), при дальнейшем нагреве значение коэффициента меняется так, как показано в

табл. 1.

Таблица 1

Температура воды, °C	Коэффициент объемного теплового расширения, К-1
5–10	0,53·10-4
10–20	1,50·10-4
20–40	3,02·10-4
40–60	4,58·10-4
60–80	5,87·10-4

Вот, что это означает на практике.

Примерный объем воды в системе отопления индивидуального дома тепловой мощностью 30 кВт составляет 450 л (в ориентировочных расчетах допускается принять 15 л/кВт). В табл. 2 приведены расчеты, показывающие, что при нагреве с 5 до 80 °C увеличение этого объема составит порядка 13 л.

Таблица 2

Температура воды, °C	Коэффициент объемного теплового расширения, К-1	Увеличение объема, л
5–10	0,53·10–4	0,119
11–20	1,50·10–4	0,675
21–40	3,02·10–4	2,718
41–60	4,58·10–4	4,122
61–80	5,87·10-4	5,283
		Итого: 12,917 (2,87 %)

Чтобы принять дополнительный объем жидкости, образующийся при ее нагревании, систему отопления оснащают расширительным баком (экспанзоматом). Раньше в этом качестве широко использовались открытые (с доступом атмосферного воздуха) резервуары, размещаемые в верхней точке системы – как правило, на чердаке дома. Такое решение, хотя применяется и сегодня, не соответствует современным требованиям к элементам отопительных систем, и предпочтение отдано мембранному расширительному баку: его можно устанавливать в любом месте дома (в том числе – непосредственно в котельной), в нем не происходит попадания кислорода в теплоноситель (т.е. исключается основной фактор коррозии оборудования), а рабочая жидкость не теряется из-за испарения.

Если в открытой системе отопления тепловое расширение воды приводит к увеличению ее объема с перемещением образующегося «излишка» в расширительный бак, то в замкнутом трубопроводе результатом окажется повышение давления.

Значение Δp прямо пропорционально коэффициенту теплового расширения и обратно пропорциональна коэффициенту объемного сжатия воды (зависит от давления, в диапазоне 1–25 бар – 49,51∙10^-11 Па, в гидравлических расчетах принимают равным 4,9 ∙10^-10 Па):

Δp = β_t • Δt / β_v, Па.

Представленные в табл. 3 результаты расчетов показывают, каким значительным является увеличение давления при нагреве воды на 75 °C в замкнутом трубопроводе – в разы выше давления разрушения полнобиметаллического радиатора, не говоря уже о других элементах отопительной системы. Поправка на деформацию труб и оборудования уменьшит это значение, но не изменит ситуации кардинально.

Таблица 3

Температура воды, °C	Коэффициент объемного теплового расширения, К-1	Увеличение давления, бар (1 бар = 0,1 МПа)
5–10	0,53·10-4	5,41
11–20	1,50·10-4	30,61
21–40	3,02·10-4	123,26
41–60	4,58·10-4	186,93
61–80	5,87·10-4	239,59
		Итого: 346,21

 

Конструкция расширительных баков

Помимо обязательности расширительного бака, полученные цифры показывают важность его правильного подбора (при недостаточном объеме неизбежно разрушение мембраны), а также необходимость компенсации теплового расширения воды в замкнутом трубопроводе даже при относительно небольшом перепаде температур. Например, аварийная ситуация может возникнуть в системе холодного водоснабжения квартиры при самопроизвольном нагреве поступившей воды до комнатной температуры и закрытом кране на вводе.

Существуют две основные конструкции мембранных расширительных баков. Наиболее простая – с диафрагменной (лепестковой) мембраной, наглухо зафиксированной в месте соединения полукорпусов. Такие модели имеют меньшую стоимость и применяются достаточно широко, однако обладают недостатками, основные из которых – контакт теплоносителя с материалом корпуса и невозможность ремонта при повреждении мембраны. Баки второго типа оборудуется сменной мембраной – баллонной либо сферической, помещаемой в корпус через горловину с фланцем (

рис. 2). Они ремонтопригодны, исключают коррозию металлических стенок от соприкосновения с рабочей средой, характеризуются более полным заполнением внутреннего пространства корпуса (полезный объем), чем экспанзоматы с диафрагменной мембраной.

Pис. 2. Конструкция расширительных баков со сменной мембранойVRV

Принцип работы у мембранных баков обоих типов одинаковый: внутренний объем резервуара разделен эластичной перегородкой на две полости – воздушную и водяную. При нагреве жидкости в системе и увеличении ее объема происходит заполнение водяной полости с растяжением мембраны и сжатием газа (воздуха или азота) в пространстве между ней и корпусом. При остывании теплоносителя имеют место обратные процессы – сжатие жидкости и мембраны, расширение газа.

Давление воздушной подушки настраивается таким образом, чтобы при неработающей системе отопления статическое давление теплоносителя в ней было компенсировано, и мембрана находилась в равновесном состоянии (подробнее читайте в статье о расчете и размещении мембранного бака). Обычно в продажу мембранные расширительные баки поступают с предварительно настроенным давлением в 1,5 бара. Для возможности регулирования и поддержания предварительного давления мембранный бак оснащают ниппелем.

Материалами для изготовления мембран в настоящее время служат различные эластомеры – натуральная каучуковая (используется при изготовлении баков для холодного водоснабжения) и синтетическая резина – бутиловая, стирол-бутадиеновая (SBR), нитрил-бутадиеновая (NBR), а также этилен-пропилен-диен-мономер (EPDM), хорошо зарекомендовавший себя в инженерных системах различного назначения. Мембраны из EPDM эластичны, термостойки, гигиеничны и долговечны (ресурс оценивается в 100 тыс. циклов динамического нагружения), поэтому широко применяются в баках для отопления и водоснабжения, включая питьевое. В нормально работающих системах отопления мембраны экспанзоматов не подвержены резким динамическим воздействиям (изменение объема теплоносителя происходит достаточно плавно), поэтому основными требования к ним являются термическая стойкость и долговечность. EPDM как нельзя лучше отвечает этим критериям.

Производство мембран расширительных баков нормируются европейским стандартом DIN 4807-3 «Расширительные емкости, мембраны из эластомеров для расширительных баков. Технические требования и испытания» (Expansion vessels; elastomer membranes; requirements and testing).

На рис. 3 показаны сменные мембраны из EPDM. Их крепление к фланцу бака осуществляется с помощью контрфланца с приваренным присоединительным штуцером и дырчатым рассекателем струи по центру. В случае порыва мембраны (если такое все же произошло) ее несложно извлечь, чтобы заменить на новую или отремонтировать (повреждение можно заклеить самостоятельно или обратиться в ближайший шиномонтаж для вулканизации).

Рис. 3. Сменные EPDM-мембраны для расширительных баков

Корпус мембранного расширительного бака, как правило, изготавливают из пластичной углеродистой стали методом холодной глубокой штамповки с последующей покраской эпоксидной эмалью. Внутреннюю поверхность экспанзоматов со сменной мембраной обычно не окрашивают, и чтобы исключить риск ее коррозии при выпадении конденсата, в воздушную полость на заводе закачивают химически нейтральный азот.

Как правило, вертикальные баки емкостью от 50 л оборудуют опорами-ножками для напольной установки. Модели меньшего объема (обычно – до 35 л включительно) подвешивают непосредственно на трубопровод или крепят к стене с помощью специальных кронштейнов (консолей).

В табл. 4 приведены характеристики мембранных расширительных баков VALTEC VRV.

Таблица 4. Технические характеристики расширительных баков VALTEC

Характеристика	Значение
Рабочая температура, °С	От –10 до +100
Максимальное рабочее давление, бар	5
Заводское давление газовой камеры (преднастройка), бар	1,5
Материал корпуса	Сталь углеродистая с окраской эпоксидным полиэстером красного цвета
Материал мембраны	EPDM
Тип мембраны	Сменная
Срок службы при соблюдении паспортных условий эксплуатации, лет	25

Удобный монтаж экспанзоматов в системах мощностью до 44 кВт обеспечивает группа безопасности расширительного бака VT. 495 (рис. 4), представляющая собой полую стальную оцинкованную консоль с фланцем для крепления к стене и предустановленным комплектом сантехнических устройств из предохранительного клапана, автоматического воздухоотводчика и манометра. Имеются также два резьбовых патрубка – для подключения группы к системе и подсоединения расширительного бака. Габариты консольной группы безопасности позволяют подвешивать непосредственно к ней расширительные баки размером до 50 л включительно.

Рис. 4. Группа безопасности расширительного бака VT.495

Важным и полезным аксессуаром для расширительных баков систем отопления и ГВС является также разъемный сгон-отсекатель VT.538, позволяющий отсоединять мембранные баки от трубопровода без его опорожнения.

 

Уважаемые читатели! С момента публикации этой статьи в ассортименте нашей компании, практике применения оборудования, нормативных документах могли произойти изменения. Предлагаемая вам информация полезна, однако носит исключительно ознакомительный характер.

Распечатать статью:
Расчет расширительного бака для отопления

© Правообладатель ООО «Веста Регионы», 2010
Все авторские права защищены. При копировании статьи ссылка на правообладателя и/или на сайт www.valtec.ru обязательна.

Объем расширительного бака для закрытой системы отопления

 

Расчет расширительного бака для отопления: инструкция для новичков и специалистов

Экспанзомат, или как его привыкли называть, расширительный резервуар, является важнейшим элементом любой автономной системы отопления (СО). Назначение данного устройства – компенсация теплового расширения и пополнение незначительных утечек теплоносителя. Если объем данной емкости будет слишком большой, то будет практически невозможно создать необходимое давление в СО. Слишком маленький резервуар может не принять в себя излишки теплоносителя. Именно поэтому так важно правильно подобрать объем расширительного бака для отопления. О методиках расчета экспанзомата и пойдет речь в данной публикации.

Конечным итогом вычислительных операций является: определение объема бака; минимального диаметра подводящей трубы; значение начального давления в устройстве и рабочее давление в системе.

Сегодня, существует три основные методики расчета объема расширительного бака для отопления: калькуляторы, размещенные на специализированных сайтах, программное обеспечение и самостоятельный расчет при помощи формул. При вычислениях с помощи онлайн-калькуляторов иногда получается значение с высокой погрешностью. Специализированное ПО, как правило, распространяется на платной основе, что довольно недешево. Далее, рассмотрим методику самостоятельного расчета.

Формула расчета экспанзомата

На первый взгляд – это сложно и занимает много времени. На самом деле, выполнить данные вычисления способен любой человек, знающий таблицу умножения.

Vсист –объём всей СО.

K–температурный коэффициента жидкости в СО

N – величина эффективности экспанзомата.

Первое, что понадобиться сделать – это рассчитать объем теплоносителя в системе. Сделать это можно:

• закачав ее водой (гликолевым антифризом), после чего слив и измерив объем жидкости (при помощи расходомера или измерительной емкости).
• рассчитав объем самостоятельно.

Первый способ требует много времени и сил. Второй способ не требует трудозатрат. Рассчитывается общий объем СО исходя из мощности теплогенератора.

Важно! На 1 кВт мощности котельной установки требуется экспанзомат с емкостью 15 л.

Например: мощность котлоагрегата в СО – 30 кВт. Исходя из этого, общий объем системы будет равняться: 30 кВт х 15л. = 450 л.Итак: первая величина для расчета объема расширительного бака для отопления (Vсист) = 450л.

Второе значение (К) является постоянной величиной. Выяснить ее можно через справочную литературу.

Важно! Для воды константа равна 4%, для 10-ного этиленгликоля, – 4,4%; для 20%-ного 4,8%; Величина действительна для СО, в которых теплоноситель разогревается до 95°С.

На таблице представлена зависимость теплового расширения гликолевых антифризов от температуры нагрева и процентного содержания активного вещества в водном растворе.

Третье значение (N), чаще всего, хорошие производители указывают в документах к эспанзомату. Если данных нет, то произведем вычисления самостоятельно по формуле:

Pmax – значение максимально допустимого давления в СО.

Важно! В автономных СО квартир и частных домов, верхние пределы давления находятся в пределах 2,5-3 кг/см 2 . Для того чтобы узнать точное максимально допустимое давление необходимо посмотреть настройку предохранительного клапана в группе безопасности.

Pn – начальное давление в емкости. Расчет делается исходя из 0,5 кг/см 2 на каждые 5м высоты СО.

Например: теплоноситель – вода; высота системы не более 5м.; допустимое давление 3 кг/см 2 тогда:

Теперь, имея на руках исходные данные, можно начинать вычисления.

K = (450л x 0,04) / 0,71 = 25,35л

Совет: при вычислении объема экспанзомата в СО с водой в качестве теплоносителя, увеличьте расчетные значения на 15-20%. Если в СО будет циркулировать антифриз, то увеличьте расчетный показатель емкости расширительного бака на 50%.

Правила выбора экспанзомата

Большинство застройщиков, особенно тех, кто впервые сталкивается с созданием автономных СО, интересует вопрос: «Как выбрать расширительный бак для системы отопления?»

Грамотный подбор данного устройства можно условно разбить на четыре этапа. Алгоритм следующий:

• Определите необходимый тип экспанзомата. Тут все просто: для открытых СО – открытый бак; для закрытых – мембранный (баллонный) резервуар.
• Рассчитайте необходимый объем резервуара.

Обратите внимание на качество изделия. Важными моментами являются: качество металла корпуса и окраски, которая должна защищать устройство от коррозии; наличие регулируемого подрывного клапана; характеристики мембраны и наличие международного сертификата качества.

Совет: Сегодня, в широком ассортименте представлены баки со сменной мембраной. Если позволяют средства рекомендуем выбрать именно такую модель.

На российском рынке климатической техники есть емкости различного объема, горизонтальной или вертикальной ориентации, рассчитанные на разное рабочее и максимальное давление. Обратите внимание на цвет устройства: синий – для водяной системы; красный – для СО.

И последнее. Подбор расширительного бака для отопления – это достаточно ответственный процесс, от которого зависит стабильность работы СО. Доверьте выбор профессионалам.

Расчет и подбор расширительного бака для отопления: инструкция для новичков и специалистов

Почему так важен точный расчет и подбор расширительного бака для отопления. Основные методики вычисления объема экспанзомата. Что значит эффективность расширительного бака? Советы по выбору данного устройства.

Источник: ventilationpro.ru

 

Расчет расширительного бака для закрытых систем отопления

• 29 июля 2014 22:32:43
• Отзывы : 3
• Просмотров: 6608
• Автор: Дмитрий З
• Расчет расширительного бака для закрытых систем отопления

Как произвести расчет объёма расширительной емкости для закрытой системы отопления.

Современные системы отопления представляют собой замкнутый контур, герметичную конструкцию заполненную жидкостью, которая изолирована от попадания воздуха, а значит, менее подвержена окислению.

При увеличении объёма жидкости в закрытой системе, в связи с увеличением температуры теплоносителя, может повыситься давление, способное нарушить целостность элементов системы. В таких случаях устанавливается герметичный расширительный бак (мембранный или экспанзомат), который используется в закрытых контурах отопления с целью компенсации температурных расширений.

Экспанзомат конструктивно представляет собой герметичную емкость, со встроенной внутрь эластичной мембраной или мешком, разделяющей бак на две полости: одна из которых, при увеличении давления, наполняется теплоносителем, а другая – воздухом или азотом.

В одной из частей компенсатора расположен ниппель для подкачки насосом и замера давления газа, а в другой – резьбовой штуцер для присоединения к контуру отопления.

Расчет расширительного бака для закрытых систем отопления

Как рассчитать объём расширительного бака для закрытых систем отопления.

Источник: teplokom.su

 

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.

Расчёт и Подбор – Расширительного Бака

Программа расчёта — Расширительного Бака — поможет подобрать необходимый объём мембранного бака для системы отопления …

Источник: www. ktto.com.ua

 

Как подобрать расширительный бак для системы отопления

В состав каждой отопительной системы входит ряд элементов, без которых ее нормальное функционирование невозможно. Один из таких элементов – расширительная емкость, о ее назначении и устройстве будет рассказано в данной статье. Также мы рассмотрим, как подобрать расширительный бак для отопления частного дома.

Для чего нужен расширительный бак?

Еще из школьного курса физики всем хорошо известно, что любое тело при нагревании расширяется, а жидкость и газ увеличиваются в объеме. В отличие от газа жидкость – среда несжимаемая и если ее нагревать в закрытом сосуде, каковым является и бак для котла, то это приведет к росту давления внутри него, поскольку расширяться ей некуда. В результате может случиться разрыв стенок резервуара.

Представьте теплоноситель, нагреваемый в трубопроводах от температуры 20 ºС до 80 ºС. Если не поставить расширительный бак в системе отопления, то при нагреве жидкой среды давление в сети сильно возрастет и вода может прорваться наружу в самом слабом месте. Хорошо, когда есть предохранительный клапан безопасности. Через него и уйдет лишняя вода, поскольку больше ей деваться некуда. При отсутствии клапана теплоноситель просто прорвется наружу на каком-то из соединений.

Расширительный бак нужен для размещения растущего в объеме теплоносителя, когда он нагревается. При этом во время охлаждения он возвращается обратно в систему.

В случае когда воду сбрасывает предохранительный клапан, то после остывания вернуть ее назад он не может и запустит на освободившееся место воздух. Это приведет к образованию воздушной пробки, а она не даст системе нормально работать.

Типы расширительных бачков

Внешне расширительные баки для отопления могут отличаться по форме и размерам, определяемым расчетом. Обычно это резервуар, подключенный к отопительной системе посредством одной трубы. Однако, у разных типов емкостей имеются конструктивные отличия, да и применяются они в разных случаях. Чтобы правильно выбрать бак, надо понимать эти отличия, поэтому вначале представим перечень существующих видов:

Примечание. Существуют еще закрытые расширительные сосуды без мембраны, но применять их категорически не рекомендуется. Ниже мы объясним почему.

Емкости открытого типа

Эти бачки применяются для открытой системы отопления (иначе — гравитационной, самотечной) и представляют собой металлический резервуар с открытым верхом произвольной формы. К верхней части боковой стенки приварен патрубок для присоединения шланга или трубы перелива, теплоноситель к баку подводится снизу. Элемент устанавливается выше всей системы на подающем трубопроводе, как правило, на чердаке дома.

Примечание. Говоря правильным техническим языком, открытая система – это та, из которой напрямую отбирается вода на нужды ГВС. В частных домах она не используется, только в централизованных сетях. Открытой ошибочно называют схему с естественной циркуляцией теплоносителя.

Любой расширительный бачок для отопления открытого типа выполняет 2 функции:

• служит для компенсации расширения теплоносителя;
• производит удаление воздуха из системы, поскольку его верх сообщается с атмосферой.

В этом заключается его преимущество, но оно не единственное. Открытая емкость может успешно и долговечно служить также и в системах с принудительной циркуляцией, поскольку устройство бака очень простое, там нечему ломаться. Однако, и недостатков у него немало:

• бачок, установленный на чердаке, требует хорошего утепления;
• в течение сезона необходимо постоянно наблюдать за уровнем воды в баке и своевременно его пополнять;
• теплоноситель постоянно насыщается кислородом из атмосферы, отчего быстрее корродируют металлические детали котла;
• дополнительный расход материалов и сложности при монтаже.

Закрытый мембранный бак

Более современный закрытый расширительный бак – это сосуд цилиндрической формы со встроенной внутри резиновой мембраной. Используется в схемах с принудительной циркуляцией теплоносителя и устанавливается в помещении топочной. Подвод теплоносителя осуществляется также снизу, сверху аппарата установлен сервисный золотник для закачки воздуха.

Резиновая мембрана (в простонародье – «груша»), которой снабжен закрытый расширительный бак системы отопления, бывает 2 видов:

Примечание. Емкости некоторых производителей имеют съемную «грушу», что дает возможность ее поменять при появлении трещин.

Форма мембраны особого влияния на работу аппарата не оказывает, хотя в бачке второго типа помещается немного больше воды. С другой стороны от «груши» закачан воздух (иногда – азот) под определенным давлением, его необходимо настраивать под каждую систему индивидуально. Все закрытые расширительные бачки действуют одинаково просто: при нагревании теплоносителя давление в сети растет, мембрана растягивается и запускает воду внутрь бака. При остывании все протекает в обратном порядке.

Герметичный расширительный бачок для газового котла настенного типа зачастую встроен внутрь теплогенератора, так как обладает малыми габаритами. Кроме того, аппарат не сообщается с атмосферой и диффузия кислорода в теплоноситель полностью исключается. Слабое место таких бачков – мембрана, срок ее службы очень редко дотягивает до 10 лет, и не всегда есть возможность ее заменить.

Существует и третий вид компенсационных устройств — вакуумный расширительный бачок для отопления закрытого типа без «груши». В продаже их найти трудно, да и нет смысла, поскольку такая конструкция – самая неудачная. Роль мембраны в емкости играет сам воздух, что приводит к его активной диффузии в воду, а это недопустимо. И потом, уровень в емкости будет все время повышаться, в результате компенсировать расширение станет некуда.

Рекомендации по выбору

Если в доме планируется или уже смонтирована схема с естественной циркуляцией, то расширительный бак открытого типа – как раз для вас. Мудрить с вакуумным бачком здесь не стоит, помните, что вода в такой системе движется только за счет разницы удельного веса и аппарат может не сыграть своей роли. Открытый сосуд можно купить, а можно и смастерить самостоятельно, главное, — верно произвести расчет объема расширительного бака, о чем мы поведаем ниже.

С вакуумными мембранными сосудами дело обстоит немногим сложнее. Есть одно предостережение: оказавшись в магазине среди множества подобных изделий, не перепутайте бачок для отопления с гидроаккумулятором для водоснабжения. Внешне они очень похожи, даже цвет может быть одинаковым, так что подбор бака по данному признаку исключается. Отличаются резервуары по надписи на шильдике, для отопления указана рабочая температура до 120 ºС и давление до 3 Бар. На гидроаккумуляторе, соответственно, до 70 ºС и давление до 10 Бар.

Осуществляя выбор, также стоит обратить внимание на возможность замены «груши» на случай ее выхода из строя. Размер аппарата подбирается по результатам расчета бака закрытого типа.

Расчет расширительного бака

В технической литературе и на просторах интернета можно найти множество методик, по которым выполняется расчет расширительного бака для системы отопления с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя. Но в большинстве своем они содержат массу сложных формул с привязкой к мощности котла и другим параметрам. Вы не ошибетесь, если воспользуетесь более простым способом определения объема бака.

Способ основан на утверждении, что количество воды в системе при максимальном нагреве возрастет не более, чем на 5%. То есть, сначала высчитываете объем воды следующим образом:

• количество теплоносителя в котловом баке – по паспорту;
• объем воды в трубопроводах – по формуле площади круга находите площадь поперечного сечения каждой трубы и умножаете ее на длину;
• вместительность радиаторов – тоже по паспорту на изделие.

Просуммировав результаты, осуществляете подбор и расчет расширительного бака с запасом, взяв не 5, а 10% от получившейся суммы. Это и будет его вместительность.

Заключение

Просчитать объем и выбрать бак закрытого типа достаточно просто, останется только правильно его установить. Это тоже можно выполнить самостоятельно, руководствуясь инструкцией, прилагаемой к изделию.

Как подобрать расширительный бак для отопления закрытого типа, расчет расширительного бачка для котла

Рекомендации, как подобрать расширительный бак для отопления. Особенности и назначение открытых и закрытых емкостей. Способ расчета вместительности бачка.

Источник: cotlix.com

 

Расчёт объема расширительного бака для системы отопления

В этой статье мы поговорим о расширительных баках закрытого типа, так как в настоящее время именно они широко используются в системе отопления. Но к бакам открытого типа это так же применимо.

Выбор расширительного бака для отопления

Расчёт объема расширительного бака для системы отопления это очень важный момент, так как при неправильно подобранным расширительным баком могут возникнуть проблемы при эксплуатации отопления. Проблемы в виде частого срабатывания предохранительного клапана и выхода с него теплоносителя. Эта проблема наблюдается, когда бак слишком малого объема.

Конечно, можно приобрести бак значительно большего требуемого объёма без математических вычислений, но это лишняя трата денег и свободного пространства в помещении.

Подбор расширительного бака осуществляют исходя от общего требуемого объёма теплоносителя для системы отопления. Как известно, любое вещество при нагреве увеличивается в объеме, жидкости тоже расширяются при повышении температуры. Расширительный бак предназначен компенсировать эти явления. Разные жидкости увеличиваются в объеме по-разному, поэтому при использовании разных теплоносителей, требуемый объем бака будет отличаться.

При использовании в качестве теплоносителя воду, объём бака должен быть 10 % от общего объёма системы отопления.Если планируете залить антифриз в систему, бак приобретайте на 15 % от общего объёма.

В качестве примера, если требуемый объем теплоносителя для системы отопления 100 литров, бак нужен объемом 10 литров, если будет заливаться вода и 15 литровый бачок при использовании антифриза.

Как видите здесь ничего сложного, сложнее посчитать нужный объем теплоносителя.

Как посчитать объем теплоносителя для системы отопления

Для начала нужно заглянуть в паспорт котла отопления и выяснить, какой объем вмещает он в себя, далее посмотреть технические характеристики радиаторов отопления. Обычно производители пишут объем требуемой воды для одной секции радиатора. Поэтому необходимо посчитать общее количество секций и умножить на объём одной секции.

Теперь необходимо посчитать сколько теплоносителя вмещается в трубах. Труба это своего рода цилиндр, только очень длинный, поэтому для неё действует общая формула для цилиндров.

r2–радиус внутреннего диаметра в квадрате,

Пример: имеется полипропиленовая труба с наружным диаметром 32 мм и длинной 50 метров.

Внутренний диаметр такой трубы 26 мм, в сантиметрах это 2.6. Соответственно радиус её 1.3 см, что является половиной диаметра.

1.3×1.3 получаем квадрат этого радиуса 1.69,

Так как мы начали считать всё в сантиметрах, значит и длину трубы переводим в сантиметры. 50×100=5000

Теперь 3.14×1.69×5000=26533 сантиметров кубических,

Полученное число из кубических сантиметров переводим в литры

26533:1000=26.533 литра теплоносителя поместиться в представленной в примере трубе.

При подсчете объема труб нужно учесть, что каждый диаметр трубы считается отдельно.

При наличии ещё дополнительных элементов отопления таких, как гидрострелка или теплоаккумулятор необходимо учесть и их.

В современных котлах отопления существует встроенный расширительный бак, но как показывает практика часто объема такого бака не достаточно, поэтому такую систему отопления следует дополнительно оснащать баком, но уже с учетом встроенного бака.

Объём расширительного бака для системы отопления

Выбор объёма расширительного бака для системы отопления. Расчет требуемого объёма теплоносителя для всей системы.

Источник: domotopil.ru

 

Расширительный бак для отопления закрытого и открытого типа: установка, давление

Содержание

1. Как подсоединить мембранный бачок: схема. Настройка прибора
2. Типы схем подключения
3. Правила монтажа в открытую схему
4. Особенности установки компенсатора в закрытую сеть
5. Предназначение и принцип работы
6. Как правильно подобрать и устанавливать расширительный бак
7. Расчет мембранного бака
8. Для чего нужен расширительный бак?
9. Принцип работы и область использования
10. Что представляет собой расширительный бачок
11. Подключение расширительного бака на подачу
12. Как подобрать?
13. Устройство и принцип работы расширительных баков для отопления
14. Баки открытого типа
15. Баки закрытого типа
16. Как рассчитать объем?
17. Настройка параметров работы расширительных баков
18. Советы
19. Виды (закрытого и открытого типа)
20. Составляющие и их назначение
21. Нюансы монтажа
22. Неисправности в работе расширительного бака и способы их устранения
23. Расчет
24. Выводы и советы по установке расширительного бака

Как подсоединить мембранный бачок: схема.

Настройка прибора

После проведения монтажных работ по врезке резервуара в общую сеть проводится его настройка. При этом основной задачей является достижение нужного давления, соответствующего отопительной системе. Такая настройка касается баков закрытого типа и осуществляется следующим образом:

• после установки расширителя систему наполняют водой;
• стравливают воздух из радиаторов и труб, для этого используют клапаны и краны Маевского;
• измеряют давление (манометром) в воздушном отсеке бачка и в остальной системе;
• по правилам, давление в резервуаре должно быть на 0,2 Бар ниже, чем в остальной части контура, такой разницы добиваются с помощью стравливания и подкачивания компрессором давления в камере.

Если в результате расчётов давление в системе должно быть 1,3 Бар то в воздушном отделении резервуара его необходимо опустить до значения 1 Бар. Это нужно, чтобы со стороны воды на резиновую «грушу» оказывалось достаточное давление, и при остывании теплоносителя не произошло втягивания воздуха. После подобной настройки системы, включают котёл, теперь давление в расширителе будет увеличиваться плавно, независимо от того, остывает или нагревается жидкость.

Фото 3. Схема подключения мембранного бака к закрытой системе отопления. Все части конструкции обозначены цифрами.

Типы схем подключения

В зависимости от вида инженерной сети выбирают схему подключения расширительного бака. Стандартный вариант – установить в самой высокой точке системы. Исключение касается герметичных баков – их надо ставить после обогревательного котла до насосного оборудования.

Правила монтажа в открытую схему

Простое устройство расширительного бака системы отопления ограничивает зону монтажа. Компенсатор устанавливают только вверху системы. Чаще всего это чердак, мансарда или пространство под крышей. Правило обязательно для сетей с гравитационной циркуляцией – монтаж емкости в другой точке не запустит систему в работу. В этом случае от котла должен идти длинный разгонный вертикальный стояк для набора нормативного давления.

Если в сеть встроен насос, бак компенсатора можно монтировать в любую точку на трубе обратной подачи воды, то есть после насоса и до котла. Перед насосом емкость не ставят, потому что горячий теплоноситель покажет избыток давления, компенсатор не сработает на выравнивание уровня.

Особенности установки компенсатора в закрытую сеть

Установка бака требует соблюдения правил:

• монтаж в теплом помещении;
• наличие свободного доступа к клапанам и патрубкам;
• размещение предохранительного клапана до зоны установки проточной арматуры.

Монтировать компенсатор следует так:

1. Отключить котел нагрева от сети. Перекрыть кран подачи и циркуляции воды.
2. На подводящий отрезок контура установить дренажный, запорный вентили. Врезать бак в систему, фиксация винтами. Если сеть из полипропиленовых труб, врезку организуют муфтами, фитингами, уголками. А для пайки нужен специальный паяльник.
3. После слива теплоносителя ПП трубу разрезать ножницами, установить тройник, манометр и предохранительный клапан. Перед включением сети очистить грязевик.
4. Протестировать показатель рабочего давления после установки компенсатора. Открыть краны, включить нагревательный котел.

Если выбор расширительного бака системы отопления выполнен с учетом рекомендаций, не нарушена технология установки, сеть заработает без сбоев и рывков. Мастера советуют ставить емкость так, чтобы жидкость поступала сверху и с отступом от насосного узла.

Предназначение и принцип работы

Открытый расширительный бак

Бывает два типа баков: закрытые и открытые. Само название говорит об особенностях их конструкции. Открытый представлен обычным резервуаром довольно большого размера, который имеет отверстие сверху для выпуска пара.

Зачастую их изготавливают своими руками. Баки закрытого типа имеют более сложную конструкцию.

Расширительный бачок закрытого типа используют в автономной системе отопления, где давление в рабочей среде создается при помощи насоса. Как правило, размеры его относительно конструкции открытого типа небольшие, но конструкция значительно сложнее.

К особенностям конструкции можно отнести следующее:

1. Стальной прочный корпус, который может надежно защитить содержимое от внешнего механического воздействия.
2. Внутреннее пространство разделено при помощи резиновой мембраны на две ячейки: одна ячейка служит для накопления теплоносителя, вторая содержит газ: азот или простоя воздух.
3. Ячейка, которая предназначена для накопления теплоносителя, имеет штуцер, подключаемый к системе отопления, вторая ниппель для измерения давления газа или воздуха и подключения насоса при необходимости подкачки.

Подобный бак позволит исключить повышение давления в системе выше предела.

Устройство закрытого бака:

Как правильно подобрать и устанавливать расширительный бак

При выборе модели расширительного бака учитывается ряд параметров:

Начальное настроечное и максимальное давление в системе в свою очередь рассчитываются по формулам:

Pmin =Ратм+Рст.max-0,1(H+h3+1),Pmaх= Ратм+Pпк+ Рст.Б- Рст.пк-0,1h3,

где Ратм — атмосферное давление, Рст.max – статическое давление в нижней точке системы, Н – разница в высоте между точкой расположения бака и нижним уровнем системы, h3- разница между центром бака и точкой врезки, Pпк — настроечное давление предохранительного клапана, Рст.Б и Рст.пк – статическое давление на уровне монтажа клапана и установки бака, соответственно. Все показатели давления измеряются в барах, высоты – в м. , при расположении бака ниже основной линии h3 ставится в формулу со знаком «-».

Последнее значение определяется опытным (сливом воды с системы) или расчетным путем (сложением объема котла, всех радиаторов и трубопровода или навскидку, от 15 л на 1 кВт тепловой мощности системы).

При использовании антифризов с большим чем у воды коэффициентом расширения объем бака увеличивают на этот процент. Отклонения в меньшую сторону (3-6% от объема циркуляции) допускаются лишь в контролируемых низкотемпературных системах.

Расчет мембранного бака

Коэффициенты заполнения расширительного бака

Перед тем как установить расширительный бачок с мембраной в системе отопления нужно выполнить расчет его объема. Простая схема для отрытой емкости в данном случае не подходит. Для этого нужно воспользоваться другой методикой.

Определяющим параметром будет коэффициент заполнения расширительного бака закрытого типа. Сначала нужно вычислить максимальный объем расширения воды в системе по следующей формуле:

Где Е – Коэффициент теплового расширения, С – Общий объем теплоносителя в системе, Рмин – Начальное давление в системе, Рмакс – Максимально допустимая величина давления, Кзап – Коэффициент заполнения бака при различных значениях давления. Данные берутся из таблицы.

Значения давления должны быть точными. В противном случае, независимо от расположения расширительного бачка в системе отопления, он не будет выполнять своих функций или быстро выйдет из строя. Рекомендуется к получившимся расчетным показателям прибавить 5% для запаса. Он может потребоваться при установке дополнительных секций радиаторов в системе и увеличения общего объема теплоносителя.

Для чего нужен расширительный бак?

Еще из школьного курса физики всем хорошо известно, что любое тело при нагревании расширяется, а жидкость и газ увеличиваются в объеме. В отличие от газа жидкость – среда несжимаемая и если ее нагревать в закрытом сосуде, каковым является и бак для котла, то это приведет к росту давления внутри него, поскольку расширяться ей некуда. В результате может случиться разрыв стенок резервуара.

Представьте теплоноситель, нагреваемый в трубопроводах от температуры 20 ºС до 80 ºС. Если не поставить расширительный бак в системе отопления, то при нагреве жидкой среды давление в сети сильно возрастет и вода может прорваться наружу в самом слабом месте. Хорошо, когда есть предохранительный клапан безопасности. Через него и уйдет лишняя вода, поскольку больше ей деваться некуда. При отсутствии клапана теплоноситель просто прорвется наружу на каком-то из соединений.

В случае когда воду сбрасывает предохранительный клапан, то после остывания вернуть ее назад он не может и запустит на освободившееся место воздух. Это приведет к образованию воздушной пробки, а она не даст системе нормально работать.

Принцип работы и область использования

Применяют компенсатор во всех сетях – герметичных, открытых.

Принцип работы простой:

• при нагревании объем воды увеличен;
• избыток объема повышает давление;
• трубопровод контура рассчитан с определенной пропускной способностью, избыточное давление может вызвать гидроудар, разорвать магистраль;
• бачок накапливает излишки воды, не допуская повышения давления;
• после остывания жидкости объем снижен, давление падает;
• компенсатор восстанавливает нормальный уровень давления, отдавая накопленный объем воды.

Так работают все баки, вне зависимости от их назначения и конструкции.

Емкость выполняет две функции:

1. Гидроаккумулятора. Избыток горячей воды можно применять для раздачи ГВС без включения насоса за счет давления, запасенного в емкости.
2. Компенсатора. При резких включениях/выключения воды демпфер снижает воздействие давления на узлы системы.

Что представляет собой расширительный бачок

Расширитель – это металлическая емкость, которая предназначена для регулировки давления внутри теплосети. Выделяют всего три разновидности, но применяют всего две.

Суть работы механизма заключается в том, что при существенном увеличении уровня нагрузки в обогревательном сооружении появляются излишки воды, которые упорно ищут выход.

Вода при подъеме температуры расширяется все больше, постепенно нарастает сила, с которой влага давит на стенки труб изнутри. Если не установлено расширительного оборудования, то трубы может прорвать в любом месте, что чревато получением ожогов от кипятка, порчей имущества, остыванием дома.

Бачок расширения

Чтобы подобного не произошло, нужно выбрать подходящую модель бачка и правильно установить, регулярно проверять исправность работы агрегата.

Какой вариант расширительной техники выбрать и как его установить можно посмотреть в следующем видео:

https://youtube.com/watch?v=4hyn0uzrf4Y

Подключение расширительного бака на подачу

Что же означает «установка бака на подачу»? Очень даже просто — это такой тип установки расширительного бачка, при котором циркуляционный насос выкачивает давление из расширительного бочонка. То есть бак устанавливается на всасывающей стороне насоса. Рассмотрим ниже, как это отобразится на работоспособности системы домашнего отопления в целом.

После сборки такой отопительной цепи, при которой насос качает из расширительного бака, мы наполняем ее водой. Пусть, для примера, будет закачано воды на 1 бар статического давления. Когда будет включен насос, он начнет создавать динамическое давление. Это легко можно увидеть, посмотрев на показания манометров, установленных в разных углах системы.

И так, насос включен. Он создает давление в 1,5 атмосферных давления. На ближайшем к нему манометре отображаются показания давления равные 1,4 бар. Пока жидкость в системе добирается до последующих измерительных приборов, давление опускается все ниже и ниже.

Когда жидкость совершает практически полный круг обращения по системе и доходит до установленного расширительного бачка — можно увидеть, что динамическое давление системы отопления будет равняться статическому. И на участке между насосом и бачком давление опустится еще ниже, снижая нагрузку на систему.

Как подобрать?

К подбору расширительного бака нужно подходить очень ответственно, поскольку данное изделие играет одну из важнейших ролей в водяных отопительных системах.

Осветим несколько несложных советов, которые позволят выбрать покупателю подходящую модель хорошего качества.

Специалисты рекомендуют останавливать свой выбор на мембранных или емкостях закрытого типа. Несмотря на то что подобные разновидности бачков обычно стоят дорого, отопительная система, в которой они имеются, может проработать очень долго. Это объясняется тем, что в данной конструкции теплоноситель и кислород никак не «встречаются» друг с другом

Но это лишь совет – выбор, так или иначе, остается за хозяином жилища.
Всегда обращайте особое внимание на материал, из которого произведена резиновая перегородка в моделях закрытого типа.

• Если вы собираетесь применять бак вкупе с системой центрального отопления, то резина мембраны должна отличаться повышенными прочностными характеристиками и устойчивостью к воздействию высоких температурных значений. Это обусловлено тем, что центральное отопление в большинстве случаев не подразумевает существенных перепадов давления, однако температура все равно будет довольно высокой.
• Бачок с мембраной, отличающейся повышенной эластичностью, можно смело покупать для частной отопительной системы, поскольку резкие скачки давления – обычное дело для такого варианта отопления.
• Дабы использовать расширитель не только в системе отопления, но и в системе, ответственной за водоснабжение, то резина, из которой изготовлена мембрана, должна быть пищевой. Это необходимо, чтобы не умалять положительные качества воды.

Выбирая между незаменяемыми и заменяемыми типами мембран, рекомендуется выбирать именно первые, поскольку в случае повреждения незаменяемой детали придется менять весь агрегат вместо одного элемента.
Прежде чем приобрести расширительный бачок, рекомендуется внимательно ознакомиться с его техническими характеристиками. Запросите у продавца все необходимые сертификаты качества

Если таковых у товара не имеется либо их не хотят вам предъявить – от покупки лучше отказаться.
Не забудьте оформить гарантийный талон.
Учтите, что одним из самых важных параметров, на который вам следует обратить внимание, выбирая бачок, является его стойкость перед диффузией, температурными скачками. Кроме того, все элементы агрегата (от корпуса до мембраны) должны быть изготовлены из качественных материалов.

Устройство и принцип работы расширительных баков для отопления

Системы отопления бывают открытые и закрытые. Соответственно, расширительные бачки отопления существуют открытого типа и закрытого.

Баки открытого типа

Открытый расширительный бак для отопления – это ёмкость в форме параллелепипеда, выполненная из нержавейки. Такой бак ставится в самой высокой точке открытой отопительной системы, обычно на чердаке.

Бак открытого типа

К бачку подключаются трубы:

• магистральная;
• циркуляционная;
• сигнальная, с запорным устройством.

В отопительной системе этого типа теплоноситель (вода) циркулирует естественным образом, без насосов. Несмотря на сравнительную дешевизну и простоту такого отопления, оно постепенно уходит в прошлое из-за многочисленных недостатков.

• В открытом баке теплоноситель постоянно испаряется, поэтому нужно контролировать уровень воды и по мере необходимости подливать. По этой же причине проблематично использовать другой теплоноситель, например антифриз – он испаряется ещё быстрее.
• Возможен перелив воды из бака, поэтому необходимо предусмотреть её отвод в канализацию или дренаж.
• Открытый расширительный бачок требует хорошей теплоизоляции, чтобы вода не замёрзла в сильные морозы.
• Для установки на чердаке потребуются дополнительные трубы и соединительные элементы.
• Воздух, попадая из расширительного устройства в систему, провоцирует коррозию трубопровода и радиаторов, а также приводит к появлению воздушных пробок.

Система с открытым компенсатором подходит для отопления небольших одноэтажных домиков. Более крупные дома отапливаются закрытыми системами.

Баки закрытого типа

Закрытый, или мембранный расширительный бак системы отопления, содержит внутри эластичную мембрану, которая делит внутренний объём бака-компенсатора на два отсека, газовый и жидкостный. В газовой части содержится воздух под давлением (в некоторых моделях – азот или инертный газ), а в жидкостную поступают излишки теплоносителя при нагреве.

Бак закрытого типа (мембранный)

Чем выше температура, тем больше заполняется жидкостная часть гидроаккумулятора. Газовая часть при этом сокращается и давление в ней возрастает. При достижении порогового значения срабатывает предохранительный клапан, лишнее давление сбрасывается. А когда отопительная система остывает, то происходит обратный процесс, и теплоноситель возвращается из бака в трубопровод.

Принцип работы мембранного расширительного бака

Есть два вида мембранных компенсаторов.

1. С мембраной диафрагменного типа. Это небольшие по размеру бачки. Диафрагменная мембрана в них несъёмная и не подлежит замене: если она порвётся, то придётся полностью менять прибор.
2. С баллонной (грушевидной) мембраной. Её можно менять при износе, она используется в крупных тысячелитровых баках.

Объем расширительных баков для отопления может варьироваться в широких пределах от двух до нескольких тысяч литров. Форма закрытого гидроаккумулятора – плоская либо цилиндрическая. В плоском расширительном баке мембрана-диафрагма расположена вертикально, в цилиндрическом горизонтально.

Как рассчитать объем?

Коэффициенты полезного объема

При самостоятельном монтаже автономной отопительной системы особое внимание следует уделить расчеты объема бака. Если он будет выбран неправильно по этому показателю, в системе отопления может возникать избыточное давление, которое будет подвергать износу все ее элементы вплоть до появления течи

Рассчитать объем можно по формуле:

V =( E x C /( 1 – Рmin / Pmax) / Кзап;

В этой формуле используются следующие обозначения:

1. С – обозначение общего объема автономной отопительной системы. Это обозначение включает в себя показатель объема котла и его бака при наличии, радиаторов и труб и так далее.
2. Е – коэффициент, который характеризует расширяемость теплоносителя. Она зависит от следующих показателей: типа жидкости в системе и максимально допустимая температура, до которой она может быть нагрета. Этот показатель берут из справочника.
3. Рmin – изначальное давление в расширительном бочке, указывается в атмосферах.
4. Pmax – максимально допустимый показатель давления, допустимый в расширительной емкости. При его превышении, как правило, срабатывает предохранительный клапан. Этот показатель также измеряется в атмосферах.
5. Кзап – показатель, обозначающий максимальный коэффициент заполнения емкости в зависимости его объема. Измеряется в процентном соотношении.

При сборке готовой отопительной системы, расширительный бак также подобран с учетом протяженности трубопровода. Если его протяженность будет увеличена, следует учитывать, что общий объем отопительной системы также повышается, а это влияет на показатель нужного объема бака.

Настройка параметров работы расширительных баков

Заводские настройки показывают избыточное давление в расширительном бачке отопления закрытого типа. Абсолютное давление будет равно показателям манометра плюс 1 бар. Начальный уровень выставляют на 0,2 бар больше, чем давление остывшего теплоносителя в сети.

Этот показатель – статический напор в системе. Считают напор по формуле: длина от верхней точки контура до середины компенсатора. Например, если магистраль высотой 8 м, напор статистический будет ΔP = 0,8 бар. Теперь давление – 0,8+0,2 = 1,0 бар. При длине магистрали в 10 м, давление в бачке: 1,0+0,2 = 1,2 бар. И так далее.

Выставить нормативные показатели можно своими руками. Если параметры низкие, надо знать, как подкачать расширительный бачок для отопления закрытого типа.

Алгоритм работы:

1. Найти на емкости ниппель с золотником. Устройство расположено на другой стороне от патрубка для подачи воды. Ниппель идентичен автомобильному, поэтому пригодится насос для автомобиля с манометром.
2. Насос присоединить к ниппелю, накачать газ до показателя 1,5 бар. Дождаться спуска остатков воды из бака, еще раз спустить воздух.
3. Перекрыть запорную арматуру, накачать давление до нужного параметра. Небольшую порцию воздуха спустить через золотник.
4. Убрать насос, перекрыть штуцер слива воды.
5. Открыть запорную арматуру, долить через кран подпитки в сеть теплоноситель, проверить давление. Запустить магистраль в работу.

Если давление подкачано правильно, при включении сети стрелка манометра пойдет плавно, без скачков.

Распространенные ошибки при настройке расширительного бака в системе отопления:

• Малая накачка. Вода заполнит оба отсека, продавит мембрану. Как только теплоноситель начнет нагреваться, сработает предохранительный клапан, – бак окажется бесполезным. При правильной накачке, но сработке компенсатора, бак надо менять – емкость не вмещает весь объем теплоносителя.
• Излишняя накачка. Если показатель статистического напора не более 1,5 бар, а в баке воздух показывает 3 бар, воздушная масса вытолкнет воду из бака при нагревании. Запуск насоса приведет к увеличению давления на 1 атм. , манометр сразу покажет максимальное давление в 2,5 атм. При условии накачки воздуха с давлением в 3 бар, компенсатор не сможет работать нормально.

Советы

В заключение, отметим довольно важную особенность выбора и настройки клапана безопасности. Этот элемент входит в обязательный список оснащения тепловых пунктов.

Пороговым значением, после которого должен срабатывать клапан, считается 10% больше допустимого для самого слабого звена в этом плане. Для того, чтобы присутствовала возможность регулирования этого показателя при выборе предохранительных клапанов, следует отдавать предпочтение тем, которые позволяют указывать предел, на котором они срабатывают.

Также, важно обратить внимание на то, что должен быть механизм принудительного открывания. Его наличие позволит проводить периодическую проверку клапана, так как золотник может залипать, и он не сработает при значительном повышении давления

Виды (закрытого и открытого типа)

В зависимости от целевого назначения и конструктивного исполнения выделяют:

• Расширительные баки открытого типа, имеющие прямую связь с атмосферой и устанавливаемые преимущественно в системах отопления с естественной циркуляцией в верхней точке, после участка разгона теплоносителя. Чаще всего их изготавливают их листовой стали и оснащают люками для осмотра и двумя и более патрубками для ввода или отвода воды, соединения с приборами контроля или сброса. При всех плюсах (дешевизна, неограниченный объем, простота) установка открытого бака отрицательно сказывается на работе системы из-за испарения и необходимости периодического долива теплоносителя.

• Закрытые расширительные баки, в обязательном порядке устанавливаемые в системах с насосами. Данная группа представлена как обычными закрытыми емкостями большого объема (гидроаккумуляторами), так и устройствами с гибкими разделительными мембранами баллонного и тарельчатого типа, смещаемыми в сторону воздушной камеры при избыточном давлении в системе и возвращающимися в обратное положение при нормальных параметрах. Из-за ряда преимуществ баки с мембранами постепенно вытесняют остальные разновидности и устанавливаются во всех современных системах отопления и горячего водоснабжения.

В частности, закрытые расширительные баки с мембранами могут устанавливаться в любой точке системы отопления (предпочтение отдается обратным участкам с ламинарным движением, но это условие некритично, в выносе устройства в верхнюю точку после разгона нет необходимости), работать при избыточном давлении теплоносителя и реагировать на изменения его давления с высокой точностью.

В системы с такими баками не нужно доливать теплоноситель, что положительно сказывается на стабильности их работы и защищенности от коррозии. Закрытые мембранные баки не нуждаются в дополнительной изоляции и эксплуатируются при минимальных расходах.

Составляющие и их назначение

Состав системы отопления закрытого типа

В общем закрытая система отопления состоит из определенного набора элементов:

• Котел с группой безопасности. Тут есть два варианта. Первый — группа безопасности встроена в котел (газовые настенные котлы, пеллетные и некоторые газогенераторные на твердом топливе). Второй — в котле группы безопасности нет, тогда ее устанавливают на выходе в подающем трубопроводе.
• Трубы, радиаторы, водяной теплый пол, конвекторы.
• Циркуляционный насос. Обеспечивает движение теплоносителя. Ставится в основном на обратном трубопроводе (тут ниже температуры и меньше возможностей перегрева).
• Расширительный бачок. Компенсирует изменения объема теплоносителя, поддерживая стабильное давление.

Теперь подробнее о каждом элементе.

Нюансы монтажа

Установка расширителя может быть произведена только при температуре от 0 градусов и выше.

Не все модели закрытый расширительных бачков укомплектованы аварийным клапаном сброса жидкости. Если таковой отсутствует, необходимо приобрести его отдельно. Монтаж предохранителя проводят в непосредственной близости к бачку по направлению подачи воды.

Манометр для контроля давления ставят около расширителя и вентиля, соединяющего отопление с водопроводной системой.

Величина используемого бака должна составлять не менее, чем 1/10 количества воды, закачиваемой внутрь труб теплосети. Дополнительным критерием выступает мощность котла обогрева: чем мощнее котел, тем больший объем понадобится.

Чтобы иметь возможность в любой момент снять баллон для ремонта или полной замены, рекомендуется сразу выполнить подсоединение второго крана, крепеж опорожняющего штуцера.

Некоторые умельцы советуют вешать расширитель как угодно, хоть «вниз головой». Внизу расположен клапан, который впускает и выпускает воду. Подобное допускается, но в случае прорыва мембраны аппарат моментально выйдет из строя. Правильное расположение даже в случае прорыва мембранной прослойки способствует тому, что воздух и влага будут смешивать еще долго, а установка прослужит еще некоторое время до полного излома.

Расположение расширителя

Некоторые производители намеренно закрепляют штуцер ниже серединной отметки, чтобы прикрепить расширительную установку иначе было невозможно.

Неисправности в работе расширительного бака и способы их устранения

Стандартное обслуживание бака заключается в периодическом осмотре его корпуса (и закрашивании вмятин или пятен коррозии при необходимости), проверке давления в газовой камере раз в 2-3 месяца, отслеживании целостности мембраны и проведении его замены при обнаружении протечек.

В летнее время или при других длительных простоях системы с бака обязательно сливают воду, устройство во возможности хранится в сухом месте.

В целом качественные  устройства редко выходят из строя, но в последнее время на рынке появилось много поддклок. Например на одном из моих обьектов, за два года мы уже поменяли баки, на новые. Так, что покупайте баки проверенного производителя.

Исключение составляют случаи залипания или износа встроенного предохранительного клапана (при наличии), случайные поломки крышки или механические повреждения корпуса бака, износ мембраны или резиновых уплотнителей.

К признакам неполадок или неправильной работы расширительного бака в контурах отопления относят:

• Резкие скачки давления в системе. В правильно настроенных и функционирующих контурах отопления разница в давлении холодного и максимально нагретого теплоносителя не превышает 0,5-1 бара. В системах с вышедшими из строя или неправильно настроенными баками, наоборот, показатели давления далеки от стабильности.

• Потребность в доливе теплоносителя при отсутствии других утечек.

• Вытечка воды, а не сброс воздуха, при кратковременном нажатии золотника пневматического клапана. Этот признак явно свидетельствует о повреждении и необходимости замены мембраны или самого расширительного бака.

Для проверки работоспособности бака после исключения других проблем (завоздушивания, неисправностей насоса, забивки сетевых фильтров, блокировки теплоносителя арматурой) устройство отключается от системы.

После этого давление камер бака проверяется с помощью манометра и автомобильного насоса. Показатели проверяются в обычном состоянии и после слива теплоносителя, при необходимости давление в баке поднимается до нужного значения.

После этого закрываются все сливные краны, убирается автомобильный насос и манометр, система отопления дополняется теплоносителем и запускается в работу.

При стабильных показаниях давления бак просто оставляется в покое с чуть более частым отслеживанием параметров системы.

Если подкачка камеры не помогла последовательно проверяется:

Для замены мембраны (при наличии такой опции) баки отключаются от системы, разгерметизируются и раскручиваются.

Как правило фланцы мембран размещаются на той же стороне, что и присоединительные патрубки, в ряде случаев каучук удерживают дополнительные крепления, также нуждающиеся в снятии.

Мембрана достается через специальное отверстие, после чего бак промывается от грязи и коррозийных отложений и просушивается.

Новая мембрана вставляется в обратном порядке, ее фланец закручивается после сборки всех дополнительных креплений.

Отремонтированный бак подключается к системе, при необходимости – с корректировкой начального и рабочего давления.

Визуальные признаки неисправностей бака в системах ГВС в целом схожи: в режимах нагрева воды показатели роста давления близки к аварийным, через предохранительный клапан часто сбрасывается вода.

Порядок действий также неизменный: при обнаружении неполадок последовательно проводится диагностика наличия и давления воздуха во внешней камере бака и целостности мембраны.

Поврежденные мембраны в баках для контуров ГВС меняются с учетом потребности использования изделий из пищевой резины, выдерживающих более высокое давление.

Теперь вы знаете ответ на вопрос расширительный бак для отопления закрытого типа установка давление, принципы работы, неисправности и способы их устранения.

Расчет

Чтобы определить объем расширителя, можно опираться на несколько разных способов. Для этого советуют обратиться к мастерам в специальных бюро. Как правило, для проведения всех необходимых расчетов они используют особые программы, позволяющие учитывать все особенности и нюансы, которые оказывают влияние на работу отопительной системы. Однако нужно учесть, что услуги таких специалистов в большинстве случаев являются дорогими.

Расчет объема бачка можно произвести и самостоятельно. Для этого следует использовать общепринятую формулу. В данном случае надо быть максимально внимательным, поскольку даже маленькая ошибка может привести к получению неверных значений

При расчете важно учитывать абсолютно все нюансы: и объем отопительной системы, и конкретный тип теплового носителя, и даже его физические свойства

В приведенной формуле:

• С – это общий объем теплового носителя в системе;
• Pa min – показатель изначального абсолютного давления в резервуаре;
• Pa max – самый большой параметр давления, который может иметь место в агрегате.

Если же вы боитесь ошибиться либо у вас нет времени на проведение всех требуемых расчетов, то стоит обратиться к помощи специальных онлайн-калькуляторов. Правда, в таком случае рекомендуется перепроверить полученные результаты на нескольких сайтах, чтобы не столкнуться с неправильной работой того или иного портала.

Некоторые люди делают проще – прикидывают нужные параметры на глаз. При этом удельную емкость отопительной системы приравнивают к 15 л/кВт. В результате получатся примерные значения. Но учтите, что обращаться к этому способу разрешено только в процессе технико-экономического обоснования.

Выводы и советы по установке расширительного бака

Из этой статьи становиться понятно, что универсальным способом установки расширительного бака — является подключение его на подачу, перед всасывающей стороной насоса. Это всегда обеспечит систему отопления стабильной работоспособностью и износоустойчивостью, а, следовательно, и уменьшит затраты как энергии, так и времени, и денег

При этом на подачю или на обратку работает насос — неважно

В случае, если в отопительной системе имеется 2 или более циркуляционных насосов, то расширительный бак следует смонтировать как можно ближе к всасывающей стороне всех насосов. Когда отопительная система вашего помещения имеет большие размеры, можно установить несколько расширительных баков, при установке ориентируюсь на указание выше — как можно ближе к всасывающей стороне насоса.

Читайте так же:

Открытая и закрытая система отопления: основные различия, достоинства и недостатки

Выделяют два типа систем отопления: закрытая и открытая. Они являются основными схемами, используемыми для обогрева жилых и промышленных зданий. Каждая из них имеет ряд преимуществ, но не исключены и недостатки.

Устройство открытой системы отопления

Популярность обусловлена простой установкой, приемлемой стоимостью и высокой эффективностью. Открытая система может быть и с естественной, и с принудительной циркуляцией жидкости,причемпри грамотном исполнении ухозяеввсегда есть возможность легко и быстро переключаться с одного режима на другой.

Главная особенность – отсутствие вееконтуре какого бы ни было искусственно созданного избыточного давления, так как она напрямую связана с атмосферой. В системе в обязательном порядке смонтирован расширительный бак, свободный объем которого предназначен для компенсации расширений жидкого теплоносителя при повышении температуры. Такой бак всегда располагают всамой высшейточки всей трубной разводки контура отопления. Таким образом, на негоещеложится функциявоздухоотводчика– все скопления газов в трубах должны выйти наружу именно здесь. Служит он и своеобразным водяным затвором –слой жидкого теплоносителя, которыйобязательно всегда должен быть в расширительном баке, предотвращает попадание воздуха в систему извне. Для системы открытого типа важен подбор теплоносителей, потому что не все составы подходят для такого вида систем отопления. Теплоносители на основе этиленгликоля запрещено использовать в данного вида системах ввиду своей токсичности.

Существует несколько правил при монтаже и проектировании открытой отопительной системы:

• Отопительный котел должен находиться внизу. В большинстве случаев для этого монтируют в полу углубление, размером 50 – 60 сантиметров и помещают в него отопительный котел.
• Расширительный бачок необходимо устанавливать на верхней точке, например, на чердачном помещении.
• Отопительные трубы должны находиться под небольшим наклоном по всей протяженности: подача от нижней точки к верху, обратка – от верхней до нижней точки. Что бы вода стекала без помех и задержек.
• Если при установке трубопровода не выдержать правильный угол наклона или труба поднята слишком высоко, то образуется воздушный пузырь, тормозящий ход воды и батареи остаются холодными. Для предотвращения таких проблем стоит ставить трубы, диаметром 40 – 50 мм.

Плюсы и минусы открытой системы отопления

Выделяют преимущества системы отопления открытого типа:

• Удобство и простота эксплуатации,
• Не зависящая от электроэнергии система отопления,
• Бесшумность работы,
• Низкая себестоимость комплектации.

Недостатки:

• Воздушные пробки, который появляются из-за открытого расширительного бака, быстрая изнашиваемость металлических частей – в следствии коррозии.
• Необходимость теплоизоляции бака, для предотвращения замерзания воды (для теплоносителя на основе гликолей не обязательное условие).
• Требуется постоянно проверять уровень теплоносителя в бачке из-за постепенного его испарения.
• Контакт теплоносителя с воздухом означает постоянное его насыщение кислородом. Это ведет к активизации коррозионных процессов в трубах, фитингах, радиаторах, в других металлических узлах контура.
• Подходит только для обогрева небольших помещений из – за отсутствия насоса.

Устройство закрытой системы отопления

Ввиду дороговизны отопительного оборудования, хочется, чтобы оно служило дольше, становится популярной система отопления закрытого типа. Она герметична, а циркуляция теплоносителя осуществляется насосом. Туда практически исключено попадание свободного кислорода, что продлевает срок службы оборудования. Расширительный бак полностью изолирован и внутри встроена мембрана из резины, которая не поддается воздействию температур. В нем два отсека: в один попадают излишки горячего теплоносителя, а второй содержит в себе воздух, который под давлением выталкивает остывший теплоноситель обратно в систему. Необходимость в угле наклона труб отпадает, но, становится, зависима от электроэнергии. Циркуляционный насос, обычно, размещают на выходе – на обратке. Температура теплоносителя там ниже и это позволяет защитить насос от перегрева. Огромным плюсом данной отопительной системы является возможность использования труб меньшего диаметра, что дает возможность спрятать их за красивым элементом декора.

Плюсы и минусы закрытой системы

Достоинства закрытой системы отопления:

• Простота в монтаже.
• Благодаря герметичности расширительного бака возможно применение антифриза.
• Исключает образование воздушных пробок и коррозию металла.
• Возможность скрыть трубы за отделкой.
• Теплые полы можно получить, подключив отдельный насос.
• Имеет большую теплоотдачу.

Недостатки закрытой системы отопления:

• Оборудование для системы закрытого типа дороже, по сравнению с открытой.
• Полная зависимость от электроэнергии.
• Высочайшие требования герметичности соединений, т.к. теплоноситель будет в системе под давлением.

Чтобы увеличить срок эксплуатации оборудования и снизить расходы на его содержание, целесообразно предусмотреть комплексное обслуживание систем обогрева и охлаждения. Но стабильность и надежность работы систем теплообмена предполагает комплексное обслуживание теплоносителей. Компания «SVA» осуществляет комплекс услуг по замене теплоносителя в системе отопления, для реализации корректной работы системы отопления и поддержания труб в рабочем состоянии.

Теплоносители компании «SVA» могут работать как в открытых системах (на основе экологичного пропиленгликоля), так и в закрытых системах отопления. Для того чтобы заказать теплоноситель оптом нужно связаться с менеджерами компании и обсудить производственные моменты.

Выводы

Закрытая и открытая система отопления отличия

Открытая система отопления	Закрытая система отопления
Необходимость размещения расширительного бака в самой высшей точке	Нет определенных требований к расположению расширительного бака
Попадание воздуха в систему	Поддерживается постоянное атмосферное давление, воздух в такую систему не попадает
При монтаже труб требуется больший диаметр и постоянный уклон	Проще и дешевле конструктивно
Независима от электричества	Зависимость от электроэнергии, для функционирования насоса
Медленный прогрев после запуска	Возможность регулировать температуру системы за счет увеличения или уменьшения количества энергоносителя

Выбор подходящей отопительной системы – дело сугубо индивидуальное. Закрытая и открытая система отопления имеют самые разные параметры и функционал, различаются по большому количеству характеристик и подходят для разных случаев. Открытая отопительная система больше подходит для небольших зданий: чаще всего ее можно встретить на дачах или в загородных домах. Схема отопления открытого типа выглядит довольно просто, а ее надежность очень высока. Закрытая система сложнее как в установке, так и в использовании, но она обладает рядом преимуществ. Их обычно используют в многоэтажных зданиях или промышленных объектах.

Расчетные формулы расширительного бака — оборудование

Содержание

4,9

(1353)

Расширительные баки являются необходимой частью всех закрытых гидравлических систем для контроля как минимального, так и максимального давления во всей системе. Расширительные баки предусмотрены в закрытых гидравлических системах, чтобы (1) принимать изменения объема воды в системе по мере изменения плотности воды в зависимости от температуры, чтобы поддерживать давление в системе ниже пределов номинального давления оборудования и компонентов системы трубопроводов. Кроме того, (2) поддерживайте положительное манометрическое давление во всех частях системы, чтобы предотвратить утечку воздуха в систему. (3) Поддерживайте достаточное давление во всех частях системы для предотвращения закипания, включая кавитацию в регулирующих клапанах и подобных сужениях. (4) Поддерживать требуемый чистый положительный напор на всасывании (NPSHR) на всасывании насосов.

Расширительный бак-баллон

Последние два пункта обычно применимы только к высокотемпературным (приблизительно выше 210°F [99°C]) системам горячего водоснабжения. Для большинства приложений HVAC необходимо учитывать только первые два пункта.

Типы баков

Существует четыре основных типа расширительных баков:

Вентилируемые или открытые стальные баки

Поскольку они вентилируемые, открытые баки должны располагаться в самой высокой точке системы. Температура воды не может превышать 212°F (100°C), а контакт открытого воздуха с водой приводит к постоянной миграции воздуха в систему, вызывая коррозию. Соответственно, больше эта конструкция практически не используется.

Закрытые стальные резервуары

Некоторые производители также называют резервуары из простой стали или компрессионные резервуары.

Это тот же тип бака, что и вентилируемый бак, но с вентиляционной крышкой. Это позволяет размещать бак в любом месте системы и работать при более высоких температурах. Но они по-прежнему имеют контакт воздух/вода, что приводит к коррозии, а иногда и к постепенной потере воздуха из резервуара по мере его поглощения водой.

Если бак этого типа не предварительно заправлен до минимального рабочего давления перед подключением к системе, он также должен быть больше, чем предварительно заправленные баки. Соответственно, эта конструкция также почти не используется больше.

Мембранные баки

Это была первая конструкция компрессионного бака, включающая барьер воздух/вода (гибкая мембрана для предотвращения миграции воздуха) и предназначенная для предварительного заполнения (для уменьшения размера бака). Гибкая диафрагма обычно прикрепляется к боковой части резервуара ближе к середине и не подлежит замене в полевых условиях; в случае разрыва диафрагмы бак необходимо заменить.

Баки-дозаторы

Баки-дозаторы используют баллонообразную камеру для приема расширенной воды. Пузыри часто рассчитаны на весь объем аквариума, что называется «полная приемка», чтобы избежать повреждения мочевого пузыря в случае его заболачивания. Как правило, баллоны можно заменить в полевых условиях. В настоящее время это самый распространенный тип больших коммерческих расширительных баков.

Формулы определения размера резервуара

Общая формула расчета размера резервуара, уравнение 1 (с именами переменных, скорректированными в соответствии с именами, используемыми в этой статье), исходя из основных принципов, предполагающих законы идеального газа:

`V_(t)=(V_(s)(E_(w)-E_(p)))/((P_(s)T_(c))/(P_(i)T_(s))-(P_( s)T_(h))/(P_(max)T_(s))-E_(wt)[1-(P_(s)T_(c))/(P_(max)T_(s))]+E_ (т))-0,02В_(с)`

Где

V _t = общий объем бака

V _s = объем системы

P _s = начальное давление, когда вода впервые начинает поступать в бак, абсолютное

P _i = начальное (предварительное) давление, абсолютное

P _макс. = максимальное давление, абсолютное воды в системе из-за повышения температуры = (ν _ч /ν _с -1)

v _ч = удельный объем воды при максимальной температуре, Тл.

v _c = удельный объем воды при минимальной температуре, Tc.

E _p = единичный коэффициент расширения трубопровода и других компонентов системы в результате повышения температуры = 3α(T _h -T _c )

α = коэффициент расширения трубопровода и других компонентов системы

T _h = максимальная средняя температура воды в системе, градусы абс.

T _c = минимальная средняя температура воды в системе, градусы абс. до заполнения, абсолютный градус

E _wt = удельный коэффициент расширения воды в баке из-за повышения температуры

E _t = единичный коэффициент расширения расширительного бака из-за повышения температуры

Последний член (0,02 Vs ) учитывает дополнительный воздух от десорбции из растворенного в воде воздуха. Это уравнение можно упростить до уравнения ниже , игнорируя малые члены и предполагая, что температура бака остается близкой к начальной температуре заполнения (как правило, хорошее предположение, при условии отсутствия изоляции на баке или трубопроводе к нему, что является распространенным и рекомендуемым). практика):

`V_(t)=(V_(s)[((v_(h))/(v_(c))-1)-3alpha(T_(h)-T_(c))])/((P_(s ))/(P_(i))-(P_(s))/(P_(max)))`

Это уравнение включает оценку расширения системы трубопроводов. Этот член также относительно мал, и коэффициенты расширения трудно определить, учитывая различные материалы в системе, но он включен в приведенное выше уравнение, поскольку он включен в уравнения расчета размеров в справочнике ASHRAE. Этот термин также включен в некоторые, но не в большинство, программы выбора производителей расширительных баков. Большинство производителей консервативно игнорируют этот член, поскольку он мал и не больше, чем члены, уже проигнорированные в приведенном выше уравнении. Игнорирование этого термина приводит к приведенному ниже уравнению:

`V_(t)=(((v_(h))/(v_(c))-1)V_(s))/((P_(s))/(P_(i))-(P_(s) )/(P_(max)))`

Числитель – это объем расширенной воды, V _e , так как она нагревается от минимальной до максимальной температуры, поэтому уравнение можно записать:

`V_(t)=(V_(e))/((P_(s))/(P_(i))-(P_(s))/(P_(max)))`

Где:

`V_(e)=(v_(h)//v_(c)-1)V_(s)`

Уравнение может быть дополнительно упрощено в зависимости от типа используемого резервуара.

Резервуар с вентиляцией

Для вентилируемых резервуаров все давления одинаковы, а доминатор ограничивается 1, поэтому размер резервуара представляет собой просто объем расширенной воды:

`V_(т)=V_(е)`

Закрытый резервуар (без предварительной зарядки)

Для невентилируемых резервуаров из простой стали начальное давление обычно равно атмосферному давлению при пустом резервуаре (без предварительной зарядки). Затем бак подключается к добавочной воде, которая создает давление в баке до давления наполнения за счет вытеснения воздуха из системы, по существу теряя часть объема бака. Таким образом, уравнение размера:

`V_(l)=(V_(e))/((P_(a))/(P_(i))-(P_(a))/(P_(max)))`

Где, P _a = атмосферное давление

Предварительно заправленный резервуар

Для любого резервуара, предварительно заправленного до требуемого начального давления, включая должным образом заправленные мембранные и баллонные резервуары, а также включая закрытые резервуары из простой стали, если они предварительно заполнены, P _s равно P _i , поэтому уравнение размера сводится к:

`V_(t)=(V_(e))/(1-(P_(i))/(P_(max)))`

Обратите внимание, что это уравнение применимо только тогда, когда бак предварительно заправлен до требуемого P _и . Резервуары заправлены на заводе до стандартной предварительной зарядки 12 фунтов на кв. дюйм (83 кПа изб.).

Закрытый резервуар

Для получения более высокого желаемого давления предварительной заправки можно сделать специальный заказ на заводе или подрядчик должен увеличить давление с помощью сжатого воздуха или ручного насоса. Но нередки случаи, когда этим пренебрегают. Это упущение можно компенсировать, определив размер резервуара по приведенному ниже уравнению (при условии атмосферного давления на уровне моря):

`V_(t)=(V_(e))/((26,7)/(P_(i))-(26,7)/(P_(max)))`

(12 фунтов на кв. дюйм изб./26,7 фунтов на кв. дюйм абс. [83 кПа изб./184 кПа абс.] предварительная заправка). Это увеличит размер бака по сравнению с правильно предварительно заправленным баком.

Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением 2015, раздел VI

Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением 2015, раздел VI, включает уравнения для определения размеров (как и UMC и IMC, которые извлекают уравнения дословно), как показано в уравнении ниже , с измененными переменными, чтобы соответствовать используемым в этой статье:

`V_(t)=(V_(s)(0,00041T_(h)-0,0466))/((P_(a))/(P_(i))-(P_(a))/(P_(max)) )`

Сравнивая знаменатель этого уравнения с уравнением для закрытого резервуара (без предварительной зарядки), эта формула явно предназначена для определения размера резервуара без предварительной зарядки; это переоценит размер предварительно заряженного бака. Числитель соответствует кривой V _e ; он предполагает минимальную температуру 65°F (18°C) и точен только в диапазоне средней рабочей температуры от 170°F до 230°F (от 77°C до 110°C). Следовательно, это уравнение нельзя использовать для очень высокой температуры горячей воды (например, 350°F [177°C]), воды конденсатора замкнутого цикла или систем с охлажденной водой .

 Автор: Steven T. Taylor, PE 

Насколько полезен был этот пост?

Нажмите на звездочку, чтобы оценить!

Средняя оценка 4.9 / 5. Всего голосов: 1353

Голосов пока нет! Будьте первым, кто оценит этот пост.

Сожалеем, что этот пост не был вам полезен!

Давайте улучшим этот пост!

Расскажите, как мы можем улучшить этот пост?

Расширительный бак для отопления закрытого и открытого типа своими руками

Содержание статьи:

• Обозначение расширительных баков отопления
• Открытый расширительный бак
• Закрытый расширительный бак
• Расширительный бак своими руками
• Расчет мембранного бака
• Установка расширительного бачка

Как эффективно стабилизировать давление в системе отопления? Решение этой проблемы заключается в применении комплексных мер, включая установку специальных компонентов. Один из них – расширительный бак для системы отопления: закрытый, открытый, давление в котором должно быть стабильным при любых условиях эксплуатации.

Обозначение расширительных баков отопления

Самотечная система отопления с открытым расширительным баком

Прежде чем рассматривать расширительные баки для системы отопления, необходимо выяснить их назначение. Это связано со свойством воды или аналогичного теплоносителя расширяться под воздействием температуры. В результате давление в системе увеличивается. Его превышение должно быть компенсировано.

Использование воздухоотводчика или аналогичной запорной арматуры эффективно, но имеет определенные недостатки. Основной из них – выход воды из системы, в результате чего велика вероятность образования воздушных пробок. Но как работает расширительный бак в системе отопления при избыточном давлении? Рассмотрим общий принцип работы на примере самой простой открытой модели:

• В нормальном состоянии расширительный бачок закрытого типа заполнен на 2/3;
• С увеличением объема охлаждающей жидкости уровень наполнения бака увеличивается, тем самым стабилизируется система;
• Как только температура воды упадет до оптимального уровня, ее объем в системе уменьшится до нормы;
• При этом уровень охлаждающей жидкости в бачке стабилизируется.

Закрытые модели работают по тому же принципу. Отличие заключается в конструкции — она разделена на 2 камеры. Первый подключается к теплотрассе и заполняется водой, а второй создает давление, равное нормальному для данной системы. При этом обе камеры разделены эластичной мембраной. Как только объем теплоносителя в трубах превышает критический, давление в расширительном баке отопления компенсирует этот процесс за счет смещения мембраны. Таким образом, фактический объем нагрева временно увеличивается.

Для системы с принудительной циркуляцией запрещается устанавливать открытый расширительный бак. Он не сможет обеспечить требуемую герметичность.

Бак расширительный открытый

Бак расширительный для самотечной системы отопления

Самой простой разновидностью являются открытые модели. В большинстве случаев они представляют собой бак без давления, устанавливаемый в самой высокой точке системы. Это важный момент, так как расположение расширительного бака в системе отопления напрямую влияет на функциональные и эксплуатационные качества.

Основной принцип работы расширительного бака в системе отопления самотечного типа заключается в компенсации теплового расширения теплоносителя. Этот элемент можно изготовить самостоятельно, либо приобрести заводской образец. Важными эксплуатационными параметрами для открытого бака являются:

• Стойкость материала изготовления к постоянному воздействию воды и резким перепадам температуры. Лучше всего зарекомендовали себя изделия из нержавеющей стали;
• Правильно рассчитанный объем, напрямую зависящий от количества воды в системе;
• Невозможно изменить местоположение. Это связано с дизайном.

Расширенный открытый расширительный бак

Перед установкой расширительного бака в открытую систему отопления необходимо ознакомиться с его преимуществами. Основные из них – доступная стоимость и простота монтажа. Помимо традиционной схемы можно сделать небольшой апгрейд. Для этого помимо патрубков подключения к магистрали устанавливаются дополнительные – контролирующие минимальный уровень жидкости и подсоединяемые к подпиточному патрубку для подпитки системы.

Одним из недостатков данной конструкции является постоянное испарение теплоносителя из системы. На первый взгляд эта цифра незначительна, но если расширительный бачок был установлен на неотапливаемом чердаке, разница температур между воздухом и теплоносителем негативно скажется на эффективности работы системы.

Выход из этой ситуации – утеплить стенки бака и установить верхнюю крышку с плотным прилеганием. В этом случае скорость испарения воды значительно снизится, а внешние факторы не повлияют на температурный режим работы.

Для того чтобы сделать расширительный бак для отопления своими руками, можно выбрать подходящую емкость и установить в него соединительные трубы.

Не рекомендуется монтировать пластиковые контейнеры, так как в большинстве случаев они не рассчитаны на воздействие высоких температур. Оптимальный вариант – герметичная конструкция из оцинкованного металла.

Расширительный бак закрытого типа

Расширительный бак закрытого типа

Гораздо сложнее выбрать расширительный бак закрытого типа. Это связано с повышенными требованиями к конструкции, так как он предназначен для работы в системах с высоким уровнем давления.

Роль расширительного бака в системе отопления более значительна, чем у открытых моделей. При работе циркуляционного насоса в сочетании с колебаниями температуры возникают скачки давления. Изменяя свое расположение, эластичная мембрана расширительных баков для системы отопления стабилизирует давление на нужном уровне.

Важно учитывать следующие конструктивные особенности и принцип его работы:

• Правильно рассчитанный объем закрытого расширительного бачка. Для этого используйте рекомендуемую технику;
• Тип мембраны – баллонная или диафрагменная;
• Возможна установка манометра вместе с предохранительным клапаном в воздушной камере. Это необходимо для резкого снижения давления в системе отопления.

А как будет работать расширительный бак в системе отопления, если его параметры не соответствуют требованиям? В этом случае он просто не будет выполнять свои функции.

Замена мембраны

Типы закрытых расширительных баков для отопления

При выборе нужно обращать внимание на конструктивные особенности той или иной модели. Так как сделать расширительный бак для отопления своими руками сложно – лучше всего приобрести готовый заводской. Важным моментом является возможность установки новой мембраны. Периодическое воздействие давления в расширительном бачке отопления со временем может привести его в негодность – потеряется эластичность или герметичность.

В этом случае необходимо заменить мембрану. Лучше всего изначально приобрести конструкцию с фланцевым креплением. Их корпус не монолитный, а состоит из 2-х частей, соединенных между собой фланцем. Демонтировав этот элемент, можно заменить неисправную мембрану на новую. Усвоив основные принципы работы расширительного бака в системе отопления, необходимо придерживаться следующего порядка действий:

• Запорная арматура должна быть установлена ​​на патрубке соединения бака с системой отопления. Перекрывается доступ теплоносителя в водяную камеру;
• При извлечении из водяной камеры будет лить охлаждающая жидкость – нужно заранее подготовить емкость для ее сбора;
• Сработал предохранительный клапан на воздушной камере.

Дальнейшие действия зависят от модели расширительного бачка.

Даже в небольшой системе отопления роль расширительного бака важна. Для автономной схемы можно использовать небольшие емкости с горизонтальным или вертикальным монтажом.

Расширительный бак своими руками

Чертеж открытого расширительного бака

Можно ли и как сделать расширительный бак для отопления? Из-за сложности конструкции закрытого типа в домашних условиях сделать его сложно. Поэтому рассмотрим технологию и порядок сварки открытого бака для отопления.

В качестве материала изготовления лучше всего выбирать листы из нержавеющей стали. Однако могут возникнуть трудности с их сваркой. Поэтому для изготовления расширительного бака для отопления только своими руками чаще всего используют оцинкованный металл. Толщина листов обычно составляет от 0,8 до 1,5 мм.

Объем конструкции должен составлять 5% от общего количества воды в системе. Также нужно учитывать степень расширения теплоносителя. Для воды этот показатель составляет 0,3 % на каждые 10°, т. е. если общий объем теплоносителя составляет 300 л, то емкость расширительного бачка должна быть не менее 15 л. На основании этих данных определяются размеры будущей конструкции.

Для того чтобы сделать расширительный бак для отопления самостоятельно, необходимо выполнить следующие действия:

• Сделать чертеж с учетом расчетного объема бака;
• С помощью «болгарки» вырезаются из листов заготовки. Необходимо помнить, что при формировании сварных швов реальные размеры бака будут меньше;
• Вырезаются отверстия под последующую приварку патрубков, осуществляется их установка;
• Соединение стен конструкции, проверка герметичности.

Рекомендуется установить верхнюю крышку для защиты от мусора и предотвращения испарения охлаждающей жидкости. С его помощью можно провести ревизию расширительного бачка открытого типа.

Монтаж самодельного расширительного бака для отопления можно производить только после монтажа всей системы. В противном случае велика вероятность несовпадения труб.

Расчет мембранного бака

Коэффициент заполнения расширительного бака

Перед установкой расширительного бака с мембраной в систему отопления необходимо рассчитать его объем. Простая схема для открытого резервуара в данном случае не подходит. Для этого используйте другую технику.

Определяющим фактором будет коэффициент заполнения закрытого расширительного бака. Сначала нужно рассчитать максимальный объем расширения воды в системе по следующей формуле:

Где E – Коэффициент теплового расширения, С – Общий объем теплоносителя в системе, Rmin – Начальное давление в системе, Rmax – Максимально допустимое значение давления, Кзап – Коэффициент заполнения бака при различные значения давления. Данные взяты из таблицы.

Значения давления должны быть точными. В противном случае, вне зависимости от расположения расширительного бака в системе отопления, он не будет выполнять свои функции или быстро выйдет из строя. К полученным рассчитанным показателям по акции рекомендуется добавить 5%. Может потребоваться при установке дополнительных секций радиаторов в системе и увеличении общего объема теплоносителя.

Перед покупкой мембранного бака необходимо ознакомиться с инструкцией производителя. В нем указаны особенности выбора и установки для данной модели.

Установка расширительного бака

После просчётов можно приступать к установке расширительного бака для отопления. Важно выбрать его расположение на общей схеме. Это напрямую зависит от типа системы – гравитационная или принудительная циркуляция. Несмотря на то, что роль расширительного бака в отоплении остается неизменной – неправильный монтаж может привести к неисправностям.

Открытая конструкция

Схема установки открытого расширительного бака

Открытый расширительный бак устанавливается в самой высокой точке системы.

Некоторые специалисты рекомендуют его установку сразу после ускоряющей вертикали. При добавлении воды в систему через расширительный бачок снижается вероятность обратного хода. Также в этой точке контура обычно наибольшая температура теплоносителя и, соответственно, его расширение. Также можно подключиться к обратной трубе. Но тогда работа расширительного бака в системе отопления будет менее эффективной.

Перед установкой рекомендуем ознакомиться с общими правилами и советами:

• Допускаются незначительные отклонения по горизонтали и вертикали. Но они не должны превышать 2-3°;
• Утепление можно сделать базальтовой ватой. Ей не страшна влажность, а главное – высокие температуры;
• При критическом избыточном давлении внутри расширительного бачка часть жидкости может попасть на чердачное перекрытие через верхнюю крышку. Рекомендуется в этом месте сделать улучшенную гидроизоляцию пола.

Плановый осмотр бака можно проводить 2 раза в месяц при постоянном подогреве и обязательно перед первым запуском системы.

Мембранный бак

Схема установки мембранного расширительного бака

Монтаж мембранного расширительного бака в системе отопления осуществляется только на обратку перед циркуляционным насосом.

Обязательным условием является соблюдение температурного режима в помещении. Уровень нагрева воздуха должен быть не ниже +5°С. Установке не должны мешать посторонние предметы. То же самое касается технического обслуживания дизайна.

Правильная установка расширительного бака в системе отопления заключается в соблюдении его уровня. Конструкция должна стоять строго вертикально. Даже небольшой наклон может привести к неисправности. Для безопасности обслуживания на воздушной камере должен быть установлен воздушный клапан для быстрого снижения давления в ней в случае аварийной ситуации.

Необходимо помнить, что расположение расширительного бака в системе отопления должно быть не только правильным в техническом плане, но и удобным для его обслуживания.

Принципиальным отличием работы расширительного бака в системе отопления закрытого типа является возможность его быстрого демонтажа. Поэтому рекомендуется при монтаже установить 2 запорных вентиля – один на входной трубе в систему отопления, а второй на водяной камере бака. Перекрывая их, можно быстро демонтировать бак для выполнения его ремонта или установки нового.

В видео материале представлены конструктивные особенности расширительных бачков и их роль в работе системы отопления:

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 бака:

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. 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.

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:

1. Плотность нагретой воды меньше плотности холодной воды. Разница этих значений приводит к тому, что создается гидростатический напор, перемещающий горячую воду к радиаторам.