Расчёт объёма расширительного бака для отопления
Опубликовано: 12 января 2016 г.
В системах индивидуального отопления, раньше, в основном, применялись расширительные баки с свободным переливом жидкости, или открытого типа. Они просты в изготовлении, и не сложны, в их конструкции. Обычно, это бак прямоугольной формы, с открытым верхом, или с закрытым. В такой бак, вварены минимум две трубки: одна для поступления в сосуд расширяемой жидкости из системы отопления (расположена в нижней части бака), вторая трубка служит для ввода и вывода воздуха, и при необходимости, для сброса излишков жидкости из системы отопления. Вторая трубка располагается в верхней части бака для излишков разогретой жидкости, открытого типа. Ещё она (верхняя трубка) выполняет роль «контрольки» наполнения системы отопления, при её запитке, или до-запитки.
В нынешнее время, более широко распространены расширительные баки закрытого типа. Ёмкости такого типа рассчитаны на работу под определённым давлением. Об устройстве расширительного бака есть статья на этом сайте, при желании можете ознакомиться. Бак закрытого типа состоит из ёмкости с резиновой мембраной или «грушей», и в него закачано определённое давление воздуха (обычно, заводское давление – 1.5 Bar).
Посмотрите видео, демонстрирующее принцип работы расширителя.
Но, так как речь в этой статье не об их конструкции, а о принципе действия и расчёте нужного объёма, то перейдём к этим понятиям. Для определения рабочего объёма расширительного бака, как открытого, так и закрытого, нам понадобятся некоторые исходные данные. В статье приведен пример расчёта для системы отопления, заполненной водой. Если у вас что-то иное, то эти расчёты не подойдут.
Нам нужны следующие данные:
- Температурный диапазон системы отопления
- Объём жидкости в системе
- Данные о коэффициенте расширения воды
- Статическая высота расположения расширительного бака
- Коэффициент запаса объёма бака (равен 1.25 %)
Приступаем к расчёту.
Первое, это необходимо определить коэффициент расширения воды в системе отопления. Для этого нам пригодится такая вот таблица, с рассчитанными данными расширения, для конкретных диапазонов температур.
Подойдёт нам диапазон от 10 до 90 градусов по Цельсию, коэффициент расширения для этих температур равен 3.58 %.
Объём жидкости в системе примем за 150 литров (Vсис = 150 литров).
Так как заводское давление внутри расширительной ёмкости равно 1.5 Bar, то примем его за предварительное давление расширителя — P
Итак: Объём расширяемой жидкости –
Vрасш = 150 л. Х 3.58 %/ 100% = 5.37 литр.
Объём запаса:
150 Х 1.25 % / 100 % = 1.875 литр.
Итого:
V = 5.37 + 1.875 = 7.245 литр.
Обратите внимание, что коэффициент запаса объёма бака мы приняли, для простоты, за 1.25 %. Его можно высчитать персонально, используя формулу: P
Наиболее подходящим и разумным, в нашем случае, подойдёт расширительный бак объёмом в 8 литров.
Эти расчёты подойдут и для определения расширительного бака открытого типа.
Заходите к нам ещё!
Всего доброго.
3-w.name
Расчет объема расширительного бака для отопления
Расчет объема расширительного бака для отопления
Расширительный бак — важнейший элемент системы водяного отопления. Он предназначен для поглощения избыточного давления. Все дело в том, что при определенной фиксированной массе теплоносителя при изменении его температуры, неизбежно будет менять и давление в системе. От того, насколько верно выбран расширительный бак, будет зависеть работоспособность всей системы отопления.
Итак, принцип работы данного устройства заключается в компенсации переизбытка давления теплоносителя. Поэтому даже небольшой просчет в установке или эксплуатации устройства может привести к выходу из строя всей отопительной системы.
Устройство расширительного бака
Бак разделен на две части, между которыми находится эластичная мембрана. Наверху накачен воздух, создающий начальное давление. Как только бак подключается к сети, в нижнюю камеру подается вода. Когда эластичная мембрана становится в нулевое, спокойное положение и как бы ложиться на плоскость воды, отопительная система считается полностью заполненной и готовой к запуску.
Автоматическая регулировка давления происходит следующим образом:
При нагреве воды теплоноситель поступает в расширительный бак. Осуществляется воздействие на мембрану: она сокращается, увеличивая внутреннее пространство бака. Таким образом бак принимает избыток теплонесущей жидкости. Как только теплоноситель остывает, мембрана возвращается в первоначальное состояние.
Установка расширительного бака
Открытая система отопления
Установка осуществляется в верхней точке системы, как правило, вверху разгонного коллектора. При этом не требуется установка запорной арматуры.
Закрытая система отопления
Как рассчитать объем расширительного бака?
Ниже мы приведем стандартные формулы для расчета объема расширительного бака. Они позволят точно определить, бак какого типа понадобится для вашей отопительной системы.
Потребуются следующие данные:
· мощность системы;
· объемы теплоносителя;
· статическое давление;
· предварительное давление;
· максимальное давление;
· средняя температура системы в процессе работы.
Объем бака рассчитывается таким образом, чтобы при нагреве теплоносителя давление в системе не превышало максимально допустимого значения.
Общая формула:
K = (KE x Z) / N, где:· КЕ — объем отопительной системы в целом;
· Z — постоянное значения расширения жидкости теплоносителя;
· N — величина эффективности мембранного бака.
Необходимо помнить, что идеальные расчеты, произвести практически невозможно. Ориентировочно объем рассчитывается исходя из значения, что 1 кВт мощности отопительного оборудования равен 15 литрам объема теплоносителя. Тогда средняя мощность для обычного дома равна 44 кВт. По формуле получается КЕ = 15х44 = 660л.
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:
DV — наибольшее допустимое значения давления в системе, которое равно допустимому давлению предохранительного клапана и для обычных бытовых систем отопления редко превышает показатель в 2,5 — 3 бар.
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 бар
N (2.5 – 0.5) / (2.5+1) = 0.57
K 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.
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 |
omismarket.ru
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.
Vбака = (Vсист * k) / N
где:
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:
N = (Pmax — Pn) / (Pmax + 1)
где:
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/см2. 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/см2 на каждые 5м высоты СО.
Например: теплоноситель – вода; высота системы не более 5м.; допустимое давление 3 кг/см2 тогда:
N = (3 — 0,5) / (3 + 0,5) = 0,71
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.
- Определитесь с дизайном, размерами и формой устройства.
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.
ventilationpro.ru
Расчет расширительного бака для отопления: формула и коэффициенты зависимости
Бак для отопления ReflexРасширительный бак в системе отопления играет роль балансировочного элемента. Он выравнивает объем теплоносителя при его расширении под действием высоких температур, а также поддерживает необходимое в системе давление. Но перед потребителем всегда встает вопрос, связанный с объемом бачка. Как правильно выбрать прибор именно по этому показателю? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо провести расчет расширительного бака для отопления. Дело это не такое уж простое, и здесь используется формула, составляющие которой определяются опытным путем. Но давайте все по порядку.
Типы расширительных баков
Как и сама отопительная система, баки делятся на открытые и закрытые. Открытые приборы очень громоздки, и в последнее время их популярность практически сведена к нулю за счет низкой эффективности. Закрытые приборы более практичны. Это герметично сделанные бачки, которые разделены внутри резиновой мембраной. В нижнюю часть заходит теплоноситель, изменяясь в объеме за счет повышения температуры, а в верхнюю часть закачан воздух, что делается на заводе в процессе изготовления. Давление воздуха внутри составляет 1,5 атм.
Нагреваясь, вода увеличивается в объеме, и эти излишки заполняют нижнюю часть расширительного бака. При этом вода давит на мембрану, которая поднимается до определенного уровня. Давящий сверху воздух создает в системе отопления закрытого типа давление, равное 1,5 атм., что является необходимым условием эффективной ее работы.
- Форма расширительного бака может быть округлой в виде баллона или плоской.
- В нем используется термостойкая резина в качестве мембраны. Она может быть диафрагмового типа или плоская — баллонного типа.
- При выборе расширительного прибора необходимо уделить внимание именно мембране, а точнее, сроку ее службы и возможности выдерживать необходимое давление. Не забывайте о температурах теплоносителя, которые будут действовать на нее. Диффузионные процессы также негативно могут влиять не ее качество.
Расчет объема
И все же основа выбора — это объем. Давайте остановимся на зависимости объемного параметра прибора и тех показателей, которые влияют на его изменения:
- Чем больше объем теплоносителя в закрытой системе отопления, тем большего размера необходимо приобретать расширительный бак.
- Чем выше температура теплоносителя, тем больше вместимость прибора.
- Чем выше давление теплоносителя (берется допустимое значение показателя), тем меньших размеров емкость можно приобретать.
Три основные зависимости. Теперь можно переходить непосредственно к расчету. Скажем прямо, дело это непростое, но с ним стоит разобраться. Потому что небольшое отклонение может привести к неприятным последствиям. К примеру, предохранительный клапан будет постоянно сбрасывать.
Итак, формула, по которой проводится расчет:
Vб=(Vс * К)/D, где
Vб — вместимость прибора.
Vс — объем теплоносителя в системе отопления.
К — коэффициент расширения теплоносителя. Для воды этот показатель равен 4%, поэтому в формуле используется 1,04.
Таблица с формуламиD — эффективность расширения самого бачка. Изготовленный из металла и под действием перепада температур он может незначительно изменять свои размерные параметры. Для точного установления «D» можно использовать следующую формулу:
D = (Pmax — Pнач)/ (Рmax + 1), где Pmax — это максимальное давление внутри системы отопления, Рнач — это давление внутри резервуара, запланированное заводскими параметрами (обычно 1,5 атм.). Кстати, по максимальному показателю планируется настройка предохранительного клапана.
Получается, что объем расширительного бака зависит от прочностных и температурных характеристик самого прибора. Отметим, что все эти показатели и характеристики не должны превышать допустимые нормы. Объем расширительного прибора должен быть равен или быть чуть больше полученных результатов.
Полезные советы
- Бачок емкостью 20–25 литров обычно устанавливают с циркуляционным насосом мощностью 1,2 кВт. При объеме 50–60 литров мощность насоса увеличивается до 2,0 кВт. Есть на рынке расширительные баки емкостью 100–200 литров. Их можно использовать не только по прямому назначению, но и в качестве резервуара для теплой воды при небольших по срокам отключениях ее в водопроводе.
- Размерные показатели баков колеблются в широком диапазоне. Есть такие, которые не помещаются в проемы, чтобы можно было занести их во внутренние помещения. Поэтому совет — используйте несколько маленьких баков, чем один огромный. Здесь важно соответствие объемов.
- Существует несколько стандартных показателей, которые определяют количество отдаваемой энергии на определенный вмещаемый объем. К примеру, радиатор отопления — 10,5 кВт, конвектор водяной — 7 л/кВт, водяной теплый пол — 17 л/кВт.
Теперь вы знаете, для чего нужен расширительный бачок закрытого типа. Но куда его можно врезать? Вопрос остается открытым. Это закрытый прибор, и для него нет никакой разницы, как будет проведена его установка. Здесь важнее другое — удобство эксплуатации. А значит, монтаж лучше проводить в том месте, где подход будет свободным. И не так уж важно, в какой точке будет расположен бак — в самой высокой или нет. В этом его универсальность.
gidotopleniya.ru
Схема расчета расширительного бака для системы водного отопления
Расширительный бак на стене
Содержание
Автономные образцы водяного отопления — существенный источник жизнеобеспечения домашнего хозяйства.
Учитывая конструкцию строения, применяемый энергоноситель, а также установленные цели, схематический план монтажа разнится, но стержневая основа всегда неизменна.
Расширительный мембранный бак — один из таковых. Это устройство, оберегающее от чрезмерного повышенного давления. Как произвести расчеты по установке мембранного бака, рассказывается в этой статье.
Виды баков в системах отопления и их функции
Принцип работы
В любой системе при отоплении есть установленная величина теплоносителя, как правило, для этого используются вода.
В ходе нагревательного процесса жидкость расширяется, ее избыток выводится в расширительный бак. Соответственно происходит выравнивание давления.
На рынке сейчас представлены расширительные баки, делящиеся на две категории: закрытые и открытые. Последние весьма объемны и во многом неэффективны.
В связи с этим они выходят из употребления. Более практичный вариант пользуется заслуженным признанием профессионалов.
Закрытый тип мембранного бака — это сферическая или плоская емкость. Они довольно герметичны. Внутри полость — это две половины термостойкой мембранной баллонного или диафрагменного вида.
Баки функционируют таким образом, что из-за высокой температуры расширяющийся теплоноситель оказывается в баке, эластичная мембрана удлиняется, занимаемый воздухом объем убавляется. Соответственно давление увеличивается.
При выборе бака нужно учитывать, отвечает ли наибольшее допустимое давление параметрам диапазона давления. Очень важно учесть качество мембраны, ее характеристики (срок службы, постоянство при диффузии, диапазон рабочих температур, пригодность гигиеническим нормам). Также немаловажно выполнить подбор бака для нагревания требуемого объема.
Как рассчитать необходимый объем бака
Работа бака при изменяемом объеме
Расчет мембранного бака насущен для выявления его объёма, наименьшего диаметра соединительной теплотрассы, первоначального напора газовой площади и первоначального давления.
Ошибка при применении сложной методики, может привести к многократной активации защитного клапана и ряду другим неполадкам. Однако существуют взаимосвязь между баковой емкостью и действующими характеристиками в отношении оной.
Так, чем больше предельно дозволенное сжатие, тем будет меньше необходимый размер. Значительнее наибольшая температура жидкости — крупнее величина бака. При большей ёмкости — крупнее объём бака. В зависимости от уменьшения высоты, вычисляемой от места фиксации бака вплоть до верхнего предела, уменьшается его объём.
В соответствии со специальной формулой выполняется расчет. Прежде всего, следует исходить из совокупной величины теплоносителя.
С учетом производительности существующего котла, численности и типов отопительных агрегатов производится его расчет. Пример: конвектор – 7 л / кВт, теплое покрытие — 17 л / кВт, радиатор — 10,6 л / кВт.
Мембранные баки нужны для возмещения водной емкости и для наполнения мелких потерь теплоносителя. Поэтому в баке определен запас воды — эксплуатационный размер. Например, объём жидкости составляет три процента от ёмкости системы отопления.
Для более точного расчета мембранного расширительного бака в системе отопления применяется формула:
Объем бака (V)= (Vсис* k) / D
где:
- Vсис – это весь объем воды в системе отопления
- k – коэффициент увеличения теплоносителя (для воды, нагретой до 95°С, — 4%)
- D – эффективность мембранного бака.
Чтобы вычислить D, можно использовать формулу:
D = ( Pmax – Pнач ) / ( Pmax + 1 ), где Pmax – это самое большое давление.
На него происходит наладка страховочного клапана. Pнач – первоначальный воздушный пресс камеры.
Выбор бака выполняется с учётом температурных показателей и его прочности. Давление вкупе с температурой в точке подключения не может быть больше максимально возможных показателей.
Объем в итоге равен или больше объёма, принятого при расчёте. Отрицательных результатов при завышении сверхрасчётного объёма нет.
Расширительный бак (20 — 25 л) как правило используют вместе с насосом. Мощность последнего до 1,2 кВт. Насосы с мощностью уже до 2 кВт следует применять с баками объемом 50 — 60 л. В продаже есть баки с объемом в пределах 100 — 200 л. Они применяются как запасные емкости, в тех случаях, когда подача воды ненадолго прерывается.
Кстати: Используя гликолевую смесь как теплоноситель, рекомендуется монтаж бака с величиной вполовину больше расчётного.
Важно иметь ввиду, что баки с диаметром, превышающим 750 миллиметров и с высотой больше 1,5 метра, возможно, не пролезут в дверь. В этом случае потребуется установка нескольких мембранных баков с меньшей емкостью.
В материале было выяснено, как произвести расчет емкости, не прибегая к непосредственным услугам специалистов при установке расширительного бака. Однако если процедура сложна, риск допустить ошибку весьма большой, то лучше воспользоваться советом специалиста.
otoplenievdoma.ru
