Расчет расширительного бака для закрытой системы отопления: Расчет объема расширительного бака для закрытой системы отопления

Расчёт расширительного бака для закрытой системы отопления: какую схему выбрать

Расширительная ёмкость является незаменимым компонентом системы отопления. Для качественной работы необходимо правильно подобрать его объём, поскольку он выполняет функцию компенсации теплового расширения воды или другой жидкости. Если неправильно подобрать элемент, то это может привести к выходу из строя ключевых устройств системы, например, теплогенератора. Расчёт расширительного бака для закрытой системы отопления сделать несложно.

Содержание

  1. Принцип работы
  2. Резервуар открытого типа
  3. Использование мембранного бака
  4. Преимущества и недостатки различных расширителей
  5. Плюсы и минусы естественной циркуляции
  6. Закрытая конструкция
  7. Способы расчёта
  8. Правильный выбор

Принцип работы

Главными функциями расширительного бака является принятие на себя лишнего количества теплоносителя в связи с его увеличением (расширением) в системе, а также поддержание необходимого давления. В отопительных системах открытого типа лишний объём расширенного теплоносителя компенсируется за счёт попадания в специальную ёмкость (не мембранный бак) и его перелива в канализацию.

Такая ёмкость является открытой и в то же время выполняет функцию отвода воздушных пробок из системы. Её объём выбирается произвольно, но он должен быть не менее 5% от общего количества воды. Если к системе не подключён водопровод для залива воды, то бак ещё используется для залива теплоносителя.

Мембранный бак — это закрытая и герметичная ёмкость. Конструктивно она разделена мембраной на две камеры. Принцип работы довольно простой. Одна сторона бака воздушная, а вторая — водяная, которая и подключается к общему контуру с теплоносителем. При расширении воды она вытесняет мембрану в сторону воздушной камеры, тем самым увеличивается давление в ней.

За счёт этого давление компенсируется в системе, поскольку воздушная камера более сильно прижимает водяную.

Таким образом, воде при расширении есть куда деваться, а давление при этом остаётся на прежнем уровне. На начальном этапе воздух в камере должен быть под давлением до 1,5 атмосфер, а в процессе работы этот показатель может увеличиваться.

Резервуар открытого типа

Системы с открытой расширительной ёмкостью используются в малоэтажных зданиях, где объём воды и, соответственно, протяжённость труб относительно небольшие. Во всех системах отопления имеются свои плюсы и минусы, и какую выбирать — зависит от многих факторов. Но для любой из них выделяют определённые требования к установке.

Так, существуют некоторые правила установки расширительной ёмкости открытого типа:

  • ёмкость устанавливается на максимальной высоте относительно всей отопительной конструкции;
  • подача воды осуществляется через специальный патрубок;
  • для слива воды применяется отводная труба, которая устанавливается выше необходимого уровня и ведёт с обратной стороны в канализацию.

Чтобы обеспечить качественную работу естественной схемы, трубы нужно выбирать увеличенного диаметра.

Как правило, бак устанавливают в отапливаемом помещении, к примеру, на чердаке с изоляцией. Но если это невозможно, то его необходимо дополнительно утеплить, что позволит избежать замерзания воды в сильные морозы. Иногда его монтируют непосредственно в помещении с котлом. Поскольку там всегда очень жарко, то дополнительную теплоизоляцию не нужно устанавливать.

Использование мембранного бака

При подборе расширительного бака для отопления следует понимать, что закрытая система самотёком работать не может, а нужно обеспечивать соответствующее давление и принудительную циркуляцию теплоносителя.

При установке мембранного бака требуется учитывать некоторые рекомендации, хотя в принципе он может монтироваться в любую точку системы. Нет определённых ограничений по установке в верхней точке, как это может быть в открытой схеме.

Следует учитывать такие факторы:

  • в идеальном варианте располагать бак нужно на обратной трубе до места установки самого циркуляционного насоса;
  • если обнаружено, что основного объёма расширительной ёмкости недостаточно, то можно дополнительно установить агрегат с меньшей ёмкостью;
  • подачу воды в бак лучше делать с верхней его стороны, что позволит избежать попадания воздуха в систему и сохранить рабочее состояние в случае повреждения мембраны.

Можно подбирать устройство исходя из дизайна помещения, чтобы общий вид комнаты не был нарушен. В случае необходимости контроля за давлением ёмкость оборудуется манометром.

Расширительные ёмкости в зависимости от типа устройства и качества материала имеют определённые недостатки и преимущества. Хотя, как показывает практика, преимуществ больше у устройств с мембраной.

Плюсы и минусы естественной циркуляции

Основным недостатком открытой системы можно считать необходимость в увеличении расходов на большой диаметр труб, поскольку для обеспечения естественной циркуляции тонкие трубы не подойдут. Бюджет постройки увеличивается незначительно, но по сравнению с мембранной системой считается относительно небольшим.

Главным плюсом естественной циркуляции является простота обустройства и небольшая стоимость оборудования, а также низкий бюджет на монтажные работы. К положительным факторам можно отнести и отсутствие необходимости в контроле за давлением, установки датчиков и т. п.

https://youtube.com/watch?v=tElI70omvpY

Но, с другой стороны, существует достаточно много минусов:

  • применять незамерзающие теплоносители очень опасно, поскольку в их составе имеются токсичные вещества;
  • система медленно разогревается;
  • потери тепла;
  • большой расход электричества;
  • из-за перепадов температур ускоряется износ теплоносителя;
  • можно применять для домов высотой не более двух этажей;
  • постоянный контакт с воздухом увеличивает риск возникновения воздушных пробок и коррозии;
  • монтировать расширительную ёмкость можно только в самой верхней точке системы.

Ещё одним недостатком такой системы можно назвать потери количества воды от испарений и переливов. Из-за этого доливное отверстие должно быть обязательно.

Закрытая конструкция

Неоспоримыми преимуществами открытого бака являются простота обустройства и низкая стоимость оборудования, в то время как по функциональности выигрывает мембранная ёмкость, которую ещё называют экспанзоматом.

Она имеет ряд значительных преимуществ:

  • не имеет значения, в каком месте монтировать устройство, оно будет работать одинаково хорошо в любой части системы;
  • благодаря полной герметичности системы можно не бояться использовать антифриз из-за его токсических испарений;
  • система быстрее нагревается, чем открытая, а регулировать температуру можно более точно;
  • минимизация рисков возникновения коррозии и воздушных пробок, поскольку система полностью герметична;
  • экономия на покупке тонких труб, так как их будет достаточно для такой системы;
  • возможна установка в многоэтажных частных домах;
  • не нужно постоянно контролировать уровень жидкости в системе;
  • теплопотери минимальные, и это позволит экономить бюджет на отопление.

Существуют разновидности закрытых устройств, которые являются неразборными. Если мембрана выйдет из строя, то починить устройство не выйдет, нужно будет покупать новый бак.

К минусам агрегата можно отнести необходимость в постоянном контроле за уровнем давления, поскольку мембрана может пробиться, и электричество будет использоваться вхолостую. За месяц может накопиться неплохая сумма. Кроме этого, нужно правильно выбирать материал, из которого изготовлен бак. Существуют определённые требования к его качеству.

Способы расчёта

Выделяется несколько возможных способов, как рассчитать расширительный бак для отопления. Более точный метод — применение математических формул и законов физики. Он может быть выполнен только специалистами в этой области. Но существуют и более простые способы.

Применяется общий метод, где бак нужно подбирать из расчёта 10% объёма от всего количества теплоносителя в системе. Но для более точного результата зачастую используют формулы. Расчёт расширительного бака системы отопления с калькулятором несложно сделать таким образом даже начинающему мастеру.

Простой математический расчёт можно осуществить по следующей формуле: А = ВхС/К. При этом каждый показатель будет иметь такие значения:

  • В — объём теплоносителя;
  • С — уровень расширения воды;
  • К — эффективность работы мембраны.

Каждый показатель необходимо отдельно измерять, это даст точный результат для правильного подбора мощности расширительного бака.

Объём теплоносителя можно измерить с помощью трёх возможных методов:

  1. 1. По мере заполнения системы. Количество рассчитывается в процессе заполнения системы водой.
  2. 2. Геометрический метод. Учитывается внутренний объём всех приборов, где будет находиться теплоноситель.
  3. 3. Обобщение. Можно определить требуемый объём воды из расчёта на 1 кВт мощности 15 литров воды.

https://youtube.com/watch?v=syF9KpsxZO8

Обобщённым методом можно пользоваться и немного по-другому, то есть применять усовершенствованный метод. К примеру, для классических радиаторов отопления нужно 11 литров теплоносителя, для конвекторов — 7, а для тёплого пола требуется до 19 литров воды.

Количество воды в теплообменнике котла указано в технической документации к оборудованию. В трубах это значение определяется протяжённостью труб и их внутренним диаметром.

После того как все показатели будут известны, их необходимо сложить и получить общее значение, которое и применяется для расчётов в формуле.

Эффективность работы мембраны можно рассчитать по следующей формуле: К = (ДМ-ДБ)/ (ДМ+1).

При этом показатели будут иметь следующие значения:

  • ДМ — максимальное давление в системе;
  • ДБ — давление воздуха, которое имеется изначально в воздушной камере.

Расширение воды при нагреве до 95 градусов будет составлять около 4%. Но если в качестве теплоносителя используются незамерзающие составы, к примеру, антифриз, то такой показатель нужно умножать на коэффициент. Если добавок в жидкости до 10%, то умножение происходит на 1,1, если до 30 — на 1,3 и так далее.

Правильный выбор

Выбрать тип отопительной системы требуется ещё на этапе планирования. Тогда также нужно определиться с тем, какой объём расширительного бака нужен для отопления. Но, как правило, все откладывают выбор размера бачка на момент, когда уже система установлена, а объём известен.

При подборе объёма расширительного бака для отопления в закрытой системе, а также других его характеристик, необходимо учитывать некоторые нюансы:

  • при покупке следует обращать внимание на расположение крепежей, диаметр резьбовых соединений и форму самого бака;
  • подбирать объём баковой ёмкости нужно согласно температурному расширению определённого количества теплоносителя в системе;
  • инструкцию по применению и установке от производителя нужно тщательно изучить, поскольку там имеется много полезной информации, которая позволит предотвратить совершение ошибок.

Покупая такое оборудование онлайн или в магазине, необходимо учитывать и производителя. Зачастую это играет ключевую роль в приобретении качественного оборудования. Даже если оно будет стоит дороже, то стоит остановиться на проверенном изготовителе, поскольку агрегат будет работать бесперебойно долгое время.

Перед запуском требуется настроить давление в системе. Сделать это можно с помощью автомобильного насоса, а контроль осуществляется с помощью манометра. Уровень давления должен соответствовать статическому, который отмечается в столбе теплоносителя в контуре системы отопления.

Таким образом, просчитать необходимые параметры расширительной ёмкости не представляет собой никаких сложностей даже для начинающего мастера.

Расширительный бак подобрать для частного дома

Расширительный бак. Расчёт объёма. Как быстро и правильно рассчитать объём расширительного бака

При обустройстве системы отопления важно правильно подобрать расширительный бак. Часто возникают сомнения: не слишком ли маленький? или, наоборот – зачем такой большой? Ведь, действительно, бывают баки на 5-8 литров, а бывают и на 300, 500, 1000 и больше! Кстати, вся размерная сетка представлена на нашем сайте в разделе Расширительные баки для отопления.

Давайте вместе разберемся, имеет ли размер значение?

Вспомним, для чего нужен в отопительной системе расширительный бачок. Расширительная ёмкость служит для компенсации изменения объёма воды или другого теплоносителя в замкнутых системах отопления и обеспечения постоянного давления. Другими словами, в расширительный бак поступает излишний объем горячей воды, образовавшийся вследствие нагрева. Бачок принимает на себя избыток воды, тем самым обеспечивая безопасность элементам системы и снижая потребление энергии.

Как устроен расширительный бак? 

Бак представляет собой завальцованный или сварной металлический корпус  с каучуковой мембраной-диафрагмой внутри. Конструктивно это может быть бачок на ножках или без них, горизонтального или вертикального исполнения.

На заводе-изготовителе в бак закачивается определенное количество воздуха или другого нейтрального газа. Это называется предустановленным заводским давлением, его значение указано на табличке с характеристиками бака. Предустановленное давление давит на диафрагму изнутри. При нагревании вода расширяется, но в замкнутом контуре ей некуда деться и она давит на мембрану. В результате вода поступает внутрь бака, а в системе отопления освобождается дополнительное пространство. При снижении температуры  давление сжатого воздуха выталкивает остывшую воду обратно в трубопровод. Таким образом расширительный бак поддерживает в системе отопления постоянное давление.

Теперь, вспомнив теорию, можно перейти к практике. Возможно, формула расчета кому-то покажется сложной. Поэтому мы в этой статье предлагаем Вашему вниманию также таблицу приближенных объёмов расширительного бака для отопления

Формула расчета 

V=e*C/(1-((Pпред+1)/(Pмакс+1)))

где 

V – объём расширительного бака (в литрах)

e – коэффициент расширения воды 

C – объём воды в системе (в литрах)

Р пред – предустановленное давление воздуха в баке (бар)

Р макс – максимальное давление в системе (бар)

Опытные монтажники советуют выбирать расширительный бак объёмом 8-10% от системы отопления

Для Вашего удобства приводим таблицу, которая поможет Вам приближенно определить  объём расширительного бака для Вашей системы отопления

(Р пред) Предустановленное давление воздуха в баке (бар) (Р макс) Давление в системе (бар) (С) Объём воды в системе (л) Ориентировочный объём ёмкости (в литрах) в зависимости от max рабочей температуры
0,5 1,0 100 3 4,7 6,7 9 11,5 14,3 17,3
0,5 1,5 100 1,9 3,0 4,2 5,6 7,2 8,9 10,8
0,5 2,0 100 1,5 2,4 3,4 4,5 5,7 7,1 8,6
0,5 2,5 100 1,3 2,1 2,9 3,9 5,0 6,2 7,6
1,0 1,5 300 11,4 17,7 25,2 33,7 43,1

53,5

 64,8
1,0 2,0 300 6,8 10,6 15,1 20,2 25,9 32,1 38,9
1,0 2,5 300 5,3 8,3 11,8 15,7 20,1 25,0 30,2
1,0 3,0 300 4,5 7,1 10,1 13,5 17,2 21,4 25,9
1,5 2,5 500 13,2 20,7 29,4 39,3 50,3 62,4 75,6
1,5 3,0 500 10,1 15,8 22,4 29,9 38,3 47,5 57,6
1,5 3,5 500 8,5 13,3 18,9 25,2 32,3 40,1 48,6
1,5 4,0 500 7,6 11,8 16,8 22,4 28,7 35,7 43,2
2,0 3,0 1000 30,3 47,3 67,2 89,8 115 142,6 172,7
2,0 4,0 1000 18,9 29,5 42,0 56,1 71,9 89,1 108
2,0 5,0 1000 15,1 23,6 33,6 44,9 57,5 71,3 86,4
2,0 6,0 1000 13,2 20,7 29,4 39,3 50,3 62,4 75,6
Максимальная рабочая температура (°С) 40 50 60 70 80 90 99
(е) Коэффициент расширения воды при изменении температуры на 10 °С 0,008 0,012 0,017 0,022 0,029 0,036 0,043

Просим обратить внимание, что этот расчет действителен при соблюдении некоторых условий.

Во-первых, расширительный бак и предохранительный клапан должны находиться на одном уровне.

Во-вторых, рабочая жидкость для данного расчета – вода. Для смеси воды и гликоля расчет будет отличаться с учетом коэффициента вязкости рабочей жидкости

В третьих, максимальное рабочее давление должно быть, по крайней мере, равным максимальному давлению в системе (давление может быть отрегулировано предохранительным клапаном)

Надеемся, что эта таблица поможет Вам корректно подобрать объём бака для отопления, который подойдет именно Вашей системе  отопления. Помните, что лучше немного больше, чем меньше.

Хотелось бы немного остановиться на месте расположения расширительного бака в замкнутой системе отопления

Схема автономного отопления: основные элементы системы

Для того, чтобы сделать систему отопления частного дома, в первую очередь необходимо создать схему с указанием всех основных элементов системы и материалов, которые будут использоваться. Тут приводим базовую схему расположения компонентов контура отопления

Элементы, которые будут использоваться в системе отопления, могут отличаться в зависимости от проекта, но основная их часть понадобится в любом случае

КОТЕЛ – может быть газовый, твердотопливный или электрический

ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ НАСОС – толкает воду от котла к потребителю (радиаторам, контурам теплого пола и т. п.)

РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАК – нужен для компенсации расширения теплоносителя вследствие его нагрева в закрытых системах отопления

ОБРАТНЫЙ КЛАПАН – служит для предотвращения движения воды в обратном направлении

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН – позволяет “сбросить пар” от перегретого теплоносителя

ВОЗДУХООТВОДЧИК – предотвращает завоздушивание системы отопления, продлевает срок службы насоса и других элементов системы отопления

МАНОМЕТР – позволяет контролировать текущее давление в системе

СМЕСИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН или попросту ТРОЙНИК – соединяет контур системы

ЗАДВИЖКА или КРАН – нужна для перекрытия системы отопления в необходимых местах. Для удобного демонтажа элементов системы для ремонта или диагностики советуем использовать краны с быстросъёмными накидными гайками (кран-американка)

Также может пригодится РЕДУКТОР ДАВЛЕНИЯ, СМЕСИТЕЛЬ-ТЕРМОСТАТ, АНТИКОНДЕНСАЦИОННЫЙ КЛАПАН и другие элементы

На приведенной схеме арматурные и контрольные элементы расположены по отдельности. Но для удобства пользователя промышленность выпускает так называемую арматуру в сборе. Для примера приведем:

группа безопасности котла – сборный сепаратор воздуха, укомплектованный воздухоотводчиком. предохранительным клапаном и манометром

сборный коллектор равномерного распределения теплоносителя и контроля уровня тепла в системе теплого пола

На нашем сайте представлен широкий выбор циркуляционных насосов для бытового и промышленного использования разных производителей. Особое внимание хочется уделить циркуляционным насосам от датского “короля насосов” Grundfos”. У нас есть как стандартные трехсткоростные, так и энергосберегающие насосы со встроенным частотным преобразователем. Энергосберегающими насосы Grundfos названы не зря – они действительно существенно экономят потребление электроэнергии, которая дорожает с каждым днем. Например насос Грундфос ALPHA1 L 25-60 потребляет всего от 4 до 45 Вт в зависимости от выбранного режима работы.

Также можно выбрать расширительный бак итальянских производителей Zilmet, Aquasystem Elbi или Imera нужного Вам объема. Как это делать, Вы уже знаете из формулы расчета в начале этой статьи.

Если Вам нужна дополнительная консультация по подбору объёма расширительного бака для отопления, обращайтесь в наш отдел продаж. Мы с удовольствием ответим на все Ваши вопросы и окажем помощь в выборе бака и других комплектующих системы отопления.

  • Twitter
  • Facebook
  • Pinterest

Рекомендуем обратить внимание

  • Распродажа
  • -2 992,66 грн