Расчет объема расширительного бака для отопления

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления – с необходимыми комментариями

Система отопления закрытого типа имеет немало преимуществ.

Она намного компактнее, так как не требует соблюдения правила установки расширительного бака в высшей точке, легче поддаётся регулировкам, работает экономичнее, а теплоноситель не испаряется и не контактирует с воздухом, то есть не насыщается кислородом, что очень важно для долговечности металлических элементов котла и радиаторов.

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Компенсация температурного расширения воды происходит за счет установки мембранного расширительного бака, который может быть смонтирован, например, на «обратке» в непосредственной близости от котла. Необходимо лишь правильно определиться с параметрами этого важного элемента системы. В этом нам поможет калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления.

Необходимые разъяснения по выполнению вычислений – ниже самого калькулятора.

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Перейти к расчётам

Пояснения по проведению вычислений объема бака

Понятно, что при монтаже системы отопления, особенно в условиях дефицита места, хочется по максимуму сэкономить свободное пространство. Тем не менее, объем расширительного бака не может быть меньше расчетного значения.

В основу расчета положена следующая формула:

Vb = Vt × Kt / F

Vb — рассчитываемый объем расширительного бака.

Vt — объем теплоносителя в системе.

Как быть с ним?

Практический способ – засечь по водомеру во время пробного заполнения системы.
Самый точный способ – просуммировать внутренние объемы всех элементов системы – котла, труб, радиаторов и т.п.
Простейший «теоретический» метод — не боясь совершить серьезную ошибку, можно принять соотношение 15 литров теплоносителя на каждый киловатт мощности котла отопления. Именно эта зависимость и заложена в калькулятор расчета.

Kt — коэффициент, принимающий во внимание тепловое расширение применимого теплоносителя.

Этот показатель зависит от содержания в теплоносителе антифризных добавок, и изменяется и с процентным соотношением этих добавок, и с ростом температуры, причем — нелинейно.

Существуют специальные таблицы, но в нашем случае эти данные уже внесены в калькулятор – из расчёта среднего нагрева теплоносителя до +70÷80 ºС (это наиболее оптимальный режим работы автономной системы отопления).

Если в системе применяется вода, то это необходимо отметить в соответствующем поле калькулятора.

F — так называемый коэффициент эффективности мембранного расширительного бака. Он выражается следующей зависимостью:

F = (Pmax – Pb) / (Pmax + 1)

F — вычисляемый коэффициент эффективности бака.

Pmax — максимальное давление в системе, которое соответствует порогу срабатывания аварийного клапана в «группе безопасности». ЭтоТ параметр обязательно указывается в паспортных данных котельного оборудования.

Pb — давление подкачки воздушной камеры расширительного бачка. Изделие может поступать уже предварительно накачанное – тогда этот параметр будет указан в паспорте.

Впрочем, эту величину можно и изменять – воздушная камера поДкачивается, например, автомобильным насосом, или, наоборот, из нее стравливается избыточный воздух – для этого на баке имеется специальный ниппель.

Как правило, в автономных системах отопления рекомендуют закачивать воздушную камеру до уровня одной – полутора атмосфер.

Источник: https://stroyday.ru/kalkulyatory/sistemy-otopleniya/kalkulyator-rascheta-obema-rasshiritelnogo-baka-dlya-sistemy-otopleniya.html

Расширительный бак для системы отопления

Расширительный бак – обязательный компонент любой схемы отопления. Расширительный бак компенсирует тепловое расширение теплоносителя.

Нужно качественно подсчитать объем расширительного бака отопления, в другом случае он не будет выполнять свою функцию.

Неверный подбор объема расширительного бака для системы отопления приведет к повреждению приборов отопления, теплогенератора и коммуникаций. В случае открытой конфигурации схемы неверный расчет может повлечь разлив теплоносителя.

Алгоритм действия расширительного бака

Схема расширительного бака

Расширительные баки применяются для устранения теплового расширения, принятия избытка теплоносителя, поддержания стабильного гидравлического давления в оборудовании. В закрытых схемах отопления устанавливаются герметичные баки с резиновой мембраной, для открытой – полые сосуды, соединенные с окружающей средой.

В системах отопления открытого типа лишний объем нагретой воды вытесняется в открытое пространство расширителя. В случае переполнения организуется перелив из расширителя в канализацию.

Открытый сосуд устанавливается на верхней точке системы и одновременно выполняет функцию отвода воздушных пробок из системы отопления. Размер расширительного бака для отопления по открытой схеме при организации перелива теплоносителя выбирается произвольно, но не менее 5% от общего объема теплоносителя.

В схемах с естественной циркуляцией (при отсутствии водопровода) бак используется для залива воды (теплоносителя).

Мембранный экспанзомат – герметичный сосуд, разделенный мембранной перегородкой на две камеры. К одной камере подключается отвод от системы отопления, в другую при производстве через специальный клапан закачивается воздух с давлением от 0,4 – 1,6 атмосфер.

Объем бака зависит от общей вместимости оборудования по теплоносителю. Теплоноситель (вода), разогреваясь, расширяется и образовавшийся лишний объем его выдавливается в водяную камеру экспанзомата, создавая давление на мембранную перегородку.

Мембрана выгибается в направлении воздушной камеры, усилие теплоносителя компенсируется давлением воздуха (воздух при этом сжимается). По этому принципу происходит компенсация давления в системе отопления.

Гибкость мембраны и давление воздуха бачка расширительного бака для отопления закрытого типа поддерживает постоянную величину давления в системе.

Способы расчета расширительного бака для отопления

Расширительные баки для системы отопления

Как рассчитать объем расширительного бака? Существует способ общего подбора – объем мембранного сосуда подбирают из расчета 10% от общего внутреннего объема всего отопительного комплекса.

Чаще используют точный расчет по формулам. Его под силу провести любому человеку с помощью калькулятора. Объем расширительного бака для отопления рассчитывается по формуле:

А = ВхС/К, где В – объем теплоносителя; С – показатель теплового расширения теплоносителя; К – показатель эффективности мембранного бака.

Расчет объема теплоносителя производят тремя методами:

Геометрический – по внутреннему объему отопительных приборов, котла и трубопроводов;
При заполнении системы – по прибору учета или сложением при ручном заполнении;
Обобщенный метод – на 1 кВт тепловой мощности котла принимается 15 литров в объеме системы.

Обобщенный метод имеет уточненную модификацию в зависимости от типа приборов отопления. При использовании радиаторов количество воды в них составляет в среднем 11 литров, в конвекторах – 7 литров, в контуре теплого пола – до 18 литров.

Объем теплообменника указан в паспорте оборудования, количество воды в трубопроводах можно определить, посчитав их протяженность и внутренний объем.

Эти показатели суммируются (котел, трубы, приборы) – результат составляет общий объем комплекса отопления.

После расчета объема системы производится по следующей формуле:

К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1), где ДБ – максимальное давление теплоносителя, обычно принимается равным давлению срабатывания предохранительного клана на группе безопасности (3 атм.); ДБ – установленное давление воздуха в воздушной камере расширительного бака.

Показатель теплового расширения воды составляет 4% при нагреве до 95 градусов Цельсия. В случае наличия в составе теплоносителя незамерзающих фракций показатель увеличивается в зависимости от процентного содержания добавок. При 10% добавки в общем объеме показатель воды 4% умножают на поправочный коэффициент 1.1, при 30% — на 1.3 и так далее.

Расчет экспанзомата для системы с котлом мощностью 31 кВт

Устройство газового котла со встроенным расширительным баком

Перед проведением расчетов по подбору расширительного бака следует знать, что большинство настенных котлов оборудованы встроенными расширительными баками. Объем встроенного бака указан в технической документации котла.

При пересчете объема системы отопления по мощности котла (умножением 1кВт мощности по теплу на 15 литров) сверяют соответствие бака объему сооружаемой системы. При недостатке устанавливается дополнительный бак. Его объем рассчитывается за вычетом встроенного экспанзомата.

Напольные котлы, как правило, не имеют встроенного оборудования.

Расчет выглядит следующим образом:

К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1) = (3,0 – 1,5)/(3,0 – 1) = 0,375

3,0 – давление в системе, максимальное, атм.;

1,5 – давление воздуха за мембраной, атм.;

0,375 – показатель эффективности бака, К.

Объем теплоносителя: В = 31х15 = 465 литров.

Тогда объем бака составит:

А = 465х0,04/0,375 = 49,6 литра.

Выбирается расширительный бак объемом не менее 50 литров с давлением воздуха в 1,5 атм. Общий способ подбора (10% от А) показывает необходимость применения бака объемом не менее 46,5 литров. В таком случае размер экспанзомата всегда округляется до большего объема – 50 литров.

Давление воздуха, включенное в расчет (1,5 атмосферы), можно изменить. На расширительных баках имеется встроенный клапан для заполнения воздухом.

К нему можно подключить ручной насос и поднять давление в случае, если заводское давление составляет меньшую величину.

При этом необходимо соблюдать осторожность – при значительном повышении давления можно повредить мембрану, поэтому процесс нужно контролировать по манометру. Клапан также выполняет функцию сброса давления при его поднятии до предельных значений.

При расчете расширительного бака расчетный объем лучше увеличить на величину 5 – 10% — это мероприятие нивелирует погрешности расчета и не отразится на работе мембранного сосуда и комплекса отопления в целом.

Источник: http://pechiexpert.ru/rasshiritelnyj-bak-dlya-sistemy-otopleniya/

Расчет расширительного бака для закрытых систем отопления

29 июля 2014 22:32:43
Просмотров: 9585
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.

Формула расчета расширения жидкости при изменении температуры:

V = A x VT / (1– Pmin / Pmax.) / К.

где:

VT- общий объем теплоносителя в системе

A – коэффициент расширения теплоносителя при максимальной возможной температуре

Pmin (атм.) – начальное давление в расширительном баке

Pmax (атм.) – максимально допустимое значение давления

К – коэффициент заполнения расширительной ёмкости, определяющий максимальный объем жидкости (в процентах от полного объема мембранного бака), который может вместить экспанзомат. По таблице:

Pmax-максимальное давление, атм.	Pmin – начальное давление, атм.
0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	5,0
1,0	0,25
1,5	0,40	0,20
2,0	0,50	0,33	0,16
2,5	0,58	0,42	0,28	0,14
3,0	0,62	0,50	0,37	0,25	0,12
3,5	0,67	0,55	0,44	0,33	0,22
4,0	0,70	0,60	0,50	0,40	0,30	0,20
4,5	0,63	0,54	0,45	0,36	0,27	0,18
5,0	0,58	0,50	0,41	0,33	0,25	0,16
5,5	0,62	0,54	0,47	0,38	0,30	0,23
6,0	0,57	0,50	0,42	0,35	0,28
6,5	0,60	0,53	0,46	0,40	0,35	0,20
7,0	0,56	0,50	0,44	0,38	0,25
7,5	0,58	0,53	0,47	0,41	0,30
8,0	0,56	0,50	0,45	0,33

Коэффициент расширения воды и водогликолевой смеси в зависимости от температуры в %

°С	Содержание гликоля, %
	10	20	30	40	50	70	90
	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

Пример:

коэффициент расширения воды при температуре 90°С равен по таблице 0,0359

объем системы допустим 600 л.

начальное давление в расширительном баке 1,5 атм.

максимальное давление в системе отопления 4 атм.

V = 0,0359 х 600 / (1 – 1,5 / 4) / 0,5 = 68,928 литра

Источник: http://teplokom.su/review/raschet_rasshiritelnogo_baka_dlja_zakritih_sistem_otoplenija.html

Расчет расширительного бака для закрытой системы отопления — примеры

Для балансировки автономной системы отопления используется расширительный бак.

Его задача- выравнивать объем теплоносителя, нагретого до высоких температур, и поддерживать заданное давление.

Надежность выполнения возложенных на этот элемент функций зависит от того, насколько правильно подобран его объем.

Этот параметр не является константой и зависит от конкретных условий. Ниже рассмотрим, как производится расчет расширительного бака для закрытой системы отопления.

Принцип действия расширительного бака

Принцип действия компенсирующего устройства прост, в нем нет никаких сложных технических решений. Однако малейшая ошибка в расчете может повлечь за собой выход из строя отопительной системы в целом.

Внутреннее пространство бака разделено на две части эластичной мембраной. Верхняя полость называется воздушной – в нее закачивается воздух. Цель этой операции – создать начальное давление в емкости. Вода из системы подается в нижнюю полость. Как только мембрана займет устойчивое положение – ляжет на поверхность жидкости, система может считаться готовой к работе.

Принцип работы закрытого расширительного бака

Разогретый теплоноситель расширяется, и его избыток поступает в бак, смещая мембрану в сторону воздушной камеры. Как только вода начинает остывать, мембрана под давлением воздуха возвращается в исходное положение, поддерживая тем самым заданное давление в системе отопления.

Слишком большой расширительный бак не в состоянии создать нужнее давление в системе. Недостаточная вместимость компенсирующего устройства не позволит принять весь избыток расширенной воды.

Поэтому так важно правильно рассчитать оптимальный объем этого важного элемента автономной отопительной системы.

Ориентировочные значения содержания воды в системах отопления

Для определения объема расширительного бака необходимо знать, какое количество теплоносителя умещается в отопительной системе. Данный параметр равен сумме объемов котла, трубопроводов и отопительных приборов.

Ориентировочно на 1 кВт мощности системы приходится:

7 литров – при использовании в системе конвекторов;
10,5 литров – если в качестве отопительных приборов установлены радиаторы.

Наличие теплых полов требует объема теплоносителя в количестве 17 л/кВт.

Расчет вместимости отопительной системы достаточно сложный, выполнить его под силу лишь специалистам. Потребитель, не обладающий инженерными знаниями, может воспользоваться приблизительной зависимостью – 1 кВт мощности котла = 15 литрам объема теплоносителя.

Например, при мощности котла, равной 25 кВт, объем воды в системе составит:

25 х 15 = 375 (литров).

Объем расширительного бака

Выбор размера расширительного бачка зависит от трех основных параметров:

объема теплоносителя в системе – чем он больше, тем большими должны быть размеры бака;
температуры теплоносителя – чем выше разогрев, тем больше должна быть вместимость расширительной емкости;
давления в системе – чем выше его допустимый показатель, тем меньше должен быть объем бачка.

Иными словами, объем расширительного бака находится в прямой зависимости от количества теплоносителя и его температуры, и в обратной – от давления в отопительной системе.

Как известно из законов физики, все жидкости при нагревании расширяются (как, впрочем, и любые тела). Этот факт необходимо учитывать при расчете объема расширительного бака.

Вода увеличивается в объеме при нагреве до 950С на 4%. Это утверждение достаточно точное, поэтому им можно оперировать в расчетах без опасений.

Если в качестве теплоносителя используется водогликолевая смесь, картина несколько меняется – в зависимости от содержания этиленгликоля.

Расширительная емкость в отопительной система

В таком случае коэффициент расширения рабочей жидкости определяется следующим образом:

4% х 1,1 = 4,4% — при содержании этиленгликоля в количестве 10% от общего объема теплоносителя;
4% х 1,2 = 4,8% — если объем этиленгликоля в смеси составляет 20%, и т. д.

Вышеприведенные величины будут меняться в зависимости от того, до какой температуры разогревается теплоноситель. Например, при 80 градусах коэффициент расширения воды составит 0,0290. Если 10 процентов ее объема заместить этиленгликолем, коэффициент будет равен 0,0320. Смесь гликоля напополам с водой (50%) характеризуется коэффициентом расширения 0,0436.

Расчет объема расширительного бака для отопления

Основная формула, по которой можно рассчитать необходимый объем расширительного бака, выглядит так:

V = (VL x E) / D, где

VL – суммарная емкость системы отопления, включающая в себя объем котла, всех аккумуляторов тепла (конвекторов, радиаторов и пр.) и трубопровода;

Е – коэффициент расширения рабочей жидкости (теплоносителя);
D – эффективность расширительного бака (мембранного).

Последний параметр зависит от двух величин – давления:

PV — максимального рабочего в системе;
PS — зарядки мембранного бачка.

Для коттеджей принято считать достаточным PV = 2,5 бар.

PS должно равняться статическому давлению отопительной системы и принимается 0,5 бар = 5 м.

Пример расчета

В качестве примера рассмотрим систему отопления коттеджа площадью 300 кв. м. для обеспечения автономного отопления установлен котел мощностью 30 кВт. Кроме того, задействован теплоаккумулятор объемом 1000 литров. Высота системы составляет 5 метров.

Сначала рассчитаем общий объем теплоносителя:

VL = 30 х 15 + 1000 = 1450 (литров), где

30 – мощность котла, кВт;
15 – удельный объем теплоносителя на 1 кВт мощности котла, литры;
1000 – объем аккумулирующей емкости.

Далее переходим к расчету эффективности мембранного бака:

D = (PV – PS) / (PV + 1)

В нашем примере:

PV = 2.5 бар;
PS = 0.5 бар.

Следовательно, D = (2.5 – 0.5) / (2.5 + 1) = 0.57

Теперь можно определить объем бака:

V = 1450 х 0,04 / 0,57 = 101,75 (литра), где

0,04 – коэффициент расширения теплоносителя (в нашем случае это – вода без добавления гликоля).

Производители выпускают расширительные баки определенного размерного ряда, поэтому далеко не всегда есть возможность купить емкость, объем которой равен расчетному.

В таких случаях результат расчета необходимо округлять в большую сторону. В нашем случае ближайшее стандартное значение будет 110 литров. Именно такой бак и надо покупать.

Видео на тему

Источник: https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/raschet-sistem-otopleniya/raschet-rasshiritelnogo-baka-dlya-zakrytoj-sistemy-otopleniya.html

Как рассчитать расширительный бак для отопления

Расчет расширительного бака для отопления обычно выполняется на конечном этапе монтажа системы автономного отопления, поскольку требуется знать суммарный объём циркулирующего в контуре теплоносителя.

Открытые системы с самотечной циркуляцией теплоносителя не так требовательны к вместимости резервуара, а для закрытой важно подобрать расширительную емкость, которая способна обеспечить нормальное функционирование системы.

Варианты объёма расширительных баков

Последствия неправильных расчетов

Если вместительность расширительного бака для системы отопления соответствует параметрам системы (независимо от ее типа), давление в контуре на протяжении всего периода эксплуатации будет стабильным.

Это обеспечивается за счет того, что излишек жидкости, образовавшийся в результате теплового расширения, полностью выводится в специальный резервуар и возвращается обратно по мере остывания теплоносителя.

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

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

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

Что происходит при перепаде давления в расширительном бачке

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

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

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

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

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

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

Поэтому рекомендуется приобретать расширительную емкость с небольшим запасом по объёму.

Подбор объёма бака

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

Узнать количество теплоносителя можно разными способами:

Способ 1. Самый точный вариант – заполнение системы водой через водосчетчик. При его отсутствии можно поступить наоборот – сливать воду из заполненной системы в ведра и вести подсчет ведер.
Способ 2. Суммировать объём всех элементов, при этом:
- вместительность котла указана в паспорте;
- количество теплоносителя в радиаторах или конвекторах вычисляется, исходя из количества секций (в технической документации есть информация об объёме одной секции) или размеров цельного прибора (данные есть в паспорте изделия);
- объём жидкости в трубопроводе вычисляется после измерения длины всех проложенных труб по формулеVобщ = π × D2 × L/4(где π=3,14, D – внутренний диаметр трубы в сантиметрах, L – суммарная длина труб в сантиметрах), полученное значение делят на 1000, чтобы перевести в литры.
Способ 3. Приблизительный расчет, основанный на данных, полученных на практике. Количество теплоносителя зависит от устройств, которые использованы, чтобы отапливать дом:
- для теплого пола требуется 17 л жидкости на 1 кВт;
- для радиаторного отопления – 10,6 л на 1 кВт;
- для конвекторов – 7 л на 1 кВт.
Способ 4. Самый простой вариант, но не слишком точный. Объём теплоносителя в системе вычисляется из расчета 15 л на 1 кВт мощности.

Итоговый расчет

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

Для этого можно воспользоваться формулой Vбака=Vсист × k/D, с учетом, что:

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

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

Vсист – объём жидкости в системе.

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

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

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

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

Выводы

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

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

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

Видео по теме:

Источник: https://ProfiTeplo.com/sistemy-otopleniya/17-raschet-rasshiritelnogo-baka-dlya-otopleniya.html

Расчет расширительного бака для системы отопления: подбор типа, формула и методика вычислений

Ёмкости для расширения воды (или экспанзоматы) используются для поддержания давления в системе отопления на заданном уровне, что исключает возможность возникновения непредвиденных (аварийных) ситуаций. Эти бачки могут иметь два различных исполнения: открытое и закрытое.

К особенностям изделий открытого вида следует отнести наличие непосредственного контакта жидкости с атмосферой. В бачках закрытого типа теплоноситель изолирован от воздуха, а при расширении занимает дополнительный объём за счёт сжатия газа, отделённого от него гибкой мембраной.

Устройство расширительного бачка

Устройство расширительной ёмкости определяется её типом, а также особенностями обслуживаемой системы. Так, в оборудовании открытого типа расширение теплоносителя компенсируется за счёт поглощения избытков жидкости в свободных пространствах бака, предназначенных специально для этих целей.

Закрытые ёмкости выполняются в виде герметичного баллона, который разделён посредством мембраны на две механически изолированные части. При решении выбрать такую модель нужно иметь в виду, что в одну из них под давлением закачивается газ, а другая выполняет функцию приёмника теплоносителя.

По мере охлаждения жидкости в системе её объём уменьшается, вследствие чего она выдавливается из бачка газом, восполняя образовавшийся недостаток. При её нагреве наблюдается обратный процесс, при котором теплоноситель расширяется и занимает свободное место в баке, ограничиваемое давлением сжатого газа.

В отличие от закрытых бачков, резервуары открытого типа имеют определённые ограничения, связанные с местом их установки. Они должны монтироваться в верхних частях помещения, что обеспечивает возможность движения носителя самотёком при снижении его объёма. Независимо от типа и особенностей таких устройств перед их выбором потребуется обязательный расчёт основных показателей расширителя.

Исходные данные

Расчет расширительного бака возможен лишь при наличии следующих исходных данных:

минимальный диаметр подводящей трубы;
величина нормального давления в ёмкости для расширения;
среднее (рабочее) давление в отопительной системе.

Такой расчёт может быть произведён программным или обычным (ручным) способом. В результате пользователь должен получить значение ёмкости расширителя, удовлетворяющее характеристикам отопительной системы и конструктивным особенностям самого бака.

Из-за указанных недостатков при выборе способа расчёта удобнее ориентироваться на ручной подход, реализуемый с помощью обычных формул. В основу этого метода заложен принцип зависимости параметров жидкости от её температуры.

Формула для расчёта

В соответствии с указанным выше принципом воспользуемся следующей формулой и рассчитаем объем расширительного бака для отопления:

V бака = (V сист. * К) / N, где:

V сист. – общий объём трубопроводов отопительной системы.

К – коэффициент, учитывающий особенности используемого носителя.

N – показатель, определяющий эффективность работы бачка.

Известные методики расчёта отопительной системы частного дома предполагают следующие подходы. Согласно одному из них в трубы сначала закачивается вода или гликолевый антифриз, после чего всё это сливается с последующим измерением объёма слитой жидкости.

Более простой вариант расчёта основывается на использовании следующих опытных данных. Известно, что на единицу мощности котельной установки приходится ёмкость труб отопления, равная примерно 15 литрам. С учётом этого при имеющемся в частном доме котле мощностью 30 киловатт общий показатель для всей системы будет равен 450 литрам.

Величину коэффициента (К) можно подобрать в специальных справочниках (для воды его значение составляет 4%). Эффективность бачка (N) обычно указывается в прилагаемых к изделию документах. Ее можно рассчитать также по формуле:

(Р1-Р2)/(Р1+1), где Р1 – максимальное давление для предохранительного клапана, а Р2 – давление внутри бачка (обычно 1,5 бар). При Р1=8 бар получаем N=0,72, а V бака=25 л.

Можно также исходить из того, что объем воды в системе при нагреве увеличивается на 5-10%. В результате получаем диапазон от 23 до 45 л.

На практике расширительный бак на 25 л может быть установлен при мощности насоса 1,2 кВт. Можно использовать несколько небольших баков вместо одного очень объемного.

Особенность мембранного бака

При подборе расширительного бака необходимо обратить внимание на следующие особенности мембранных изделий. Поступающие в продажу экспанзоматы этого класса могут оснащаться мембранами двух типов: заменяемой и несменной (фиксированной).

Спецификой первой из этих моделей является то, что поступающий в расширительный бачок теплоноситель располагается в границах мембранного объёма, не имея контакта со стальной поверхностью самого изделия. При необходимости ремонта или замены перегородки доступ к ней обеспечивается через специальный фланец, фиксируемый на корпусе двумя болтовыми соединениями.

В изделиях второго типа внутренняя полость бачка посредством жёстко закреплённой на основании (фиксированной) диафрагмы делится на две части, расположенные внутри корпуса изделия. Снять такую мембрану с расширительного бака нельзя, но рвется она от превышения давления значительно реже.

В заключение обзора отметим, что при выборе того или иного типа бачка в первую очередь должен учитываться объём обслуживаемой им системы, определяющий суммарную массу циркулирующего в ней теплоносителя.

Источник: https://GidPoVode.ru/otoplenie/raschet-rasshiritelnogo-baka.html

Расчет объема расширительного бака для отопления

Расширительные баки для отопления от компании Flamco. Нажмите на фото, чтобы узнать больше

Расширительные баки (они же – гидроаккумуляторы) в отопительных трубопроводных системах выполняют ряд важнейших вспомогательных функций: компенсация теплового расширения теплоносителя, его накопление, защита системы от гидроударов, снижение нагрузки на насосы. Но правильно выполнять эти функции может лишь правильно подобранный по размеру расширительный бак. Поэтому важно знать, как произвести расчёт объема расширительного бака для отопления, что вы и узнаете из нашей статьи.

С точки зрения отопительной системы, можно поставить самый большой доступный бак и не прогадать: здесь лучше переборщить, чем недобрать. Но пространство всегда ограничено, как и бюджет: чем больше бак, тем выше его цена. Умный не будет переплачивать за объем, который не будет использовать его система.

Как рассчитать объем расширительного бака для отопления в зависимости от теплоносителя

Как правило, в отопительных трубопроводных системах с расширительными баками в качестве теплоносителя используется либо вода, либо антифриз. В зависимости от этого, а также от общего объема системы, и будет зависеть необходимая вместимость расширительного бака. Для систем одинакового объема, но с разными теплоносителями, необходимый объем бака будет разный:

Если в качестве теплоносителя используется вода, то объем расширительного бака должен быть 15% от общего объема всей системы (Объем системы * 0,15 = объем бака).
Если используется антифриз, то 20% объема системы (Объем системы * 0,2 = объем бака).

Основные сложности возникают как раз в подсчёте объема трубопроводной системы. Но зная нужную формулу, вы легко его найдёте, а мы с радостью её расскажем.

Как посчитать объем отопительной трубопроводной системы?

Расширительный бак в системе отопления, прикреплённый к стене

Проще всего посчитать общий объем отопительной системы ещё до её заполнения теплоносителем. Тогда вам просто нужно посчитать объем залитого вещества. Это легко сделать, если вы заливаете жидкость пятилитровыми бутылками, тогда просто умножаете количество залитых бутылок на 5 литров.

Допустим, вы залили 20 штук пятилитровых бутылок антифриза, тогда объем системы будет равен 100 литрам. Умножаем 100 на 0,2, получаем 20, это и есть необходимый объем расширительного бака в литрах.

Что делать, если при наполнении системы невозможно посчитать объем поступившего теплоносителя?

Тогда нужно знать объем отопительного котла, который можно узнать в тех.паспорте к изделию, объемы всех радиаторов и общий объем труб. Нужно всё это сложить. Если с котлом всё просто, то объем труб нужно будет измерять вручную.

Объем радиаторов и отопительного котла, если не удаётся найти их тех.паспорта с указанными объемами, придется измерять вручную, заливая в них жидкость из ёмкостей известного объёма.

Общий объем трубопровода вычисляется по формуле V = 3,14 * r² * L, где:

r – радиус проходного отверстия трубы (делим диаметр условный ДУ трубы в сантиметрах пополам, получаем радиус);
L – общая длина трубопровода. Можно либо припомнить, какой длины отрезки труб вы покупали, и сколько их понадобилось, либо замерить вручную с помощью рулетки;
V – объем трубопровода;
3,14 – число π, применяемое в том числе для измерения площади окружности и объема цилиндров.

Обратите внимание! Все величины должны быть в сантиметрах. Если вы знаете ДУ трубы в дюймах, то переведите в сантиметры. Один дюйм равен 2,54 сантиметра. В результате вы получите число в кубических сантиметрах. Разделите его на 10 и получите объём в литрах, поскольку литр это кубический дециметр (10 см³).

Теперь, когда вы знаете объем котла, всех радиаторов и трубопровода, сложите все эти величины. Это общий объём вашей трубопроводной системы. Умножьте его на 0,15 или 0,2 в зависимости от использованного теплоносителя.

Это и будет объем расширительного бака, идеально подходящего под вашу отопительную систему. Наверняка вы не найдете бак точно такого объема, поэтому покупайте бак большего ближайшего доступного объема к полученному числу.

Как узнать необходимый объем расширительного бака, если нет данных по объему?

В этом случае предлагаем вам видео с ещё одним способом подсчета:

Какие расширительные баки выбрать для отопления?

На российском рынке себя хорошо зарекомендовали расширительные баки компании Flamco Нидерландского производства благодаря своей надёжности и доступной цене.

Гидроаккумуляторы для систем отопления окрашивают в красный цвет, они отличаются от остальных повышенной стойкостью мембраны к высоким температурам.

Ниже предлагаем вам ознакомиться с ассортиментом расширительных баков в компании РУ100.

Источник: http://Py100.ru/raschet-obema-rasshiritelnogo-baka-dlya-otopleniya/

Как расчитать расширительный бак для отопления?

Любая современная система отопления не «представляет» своего существования без надежного компенсатора теплового расширения теплоносителя в ней — расширительного бака.

Практический расчет расширительного бака для отопления довольно прост — необходимо «вооружиться» несколькими формулами и определиться с исходными рабочими параметрами системы.

Сейчас эффективно используются расширительные баки закрытого типа. Открытые варианты этих функциональных устройств использовались преимущественно в системах с естественно циркулирующим теплоносителем. Они имеют значительные габариты и низкую эффективность. Поэтому постепенно применение такого типа баков сходит на «нет».

Баки закрытого типа конструкционно представляют собой герметичную емкость цилиндрической или «таблетированной» формы.

Мембранный расширительный бак «таблетка»Мембранный расширительный бак

Внутри бак разделен мембранной перегородкой на воздушную и жидкостную камеры — это бак диафрагменного типа. Также возможно конструкционно использование внутри бака «балонной» эластичной камеры из термостойкой резины.

Схематическое устройство расширительного бака

Принцип действия основан на расширении объема теплоносителя в жидкостном отсеке, который приводит к деформации эластичной перегородки (баллона).

Уменьшение объема воздушной камеры приводит к повышению давления воздуха (газа) в ней. Превышение допустимого давления приводит к срабатыванию предохранительного клапана.

Такова упрощенная схема действия этого бака.

Но нормальное и безопасное функционирование системы возможно только при правильном расчете расширительного бака для отопления. Игнорирование или неграмотный расчет объема расширительного бака приведет или к недостаточному давлению в системе, или к превышению давления в ней и аварийному сбросу избытка теплоносителя.

Математика в расчете параметров расширительного бака

Перед тем, как рассчитать расширительный бак для отопления, уже необходимо определить:

[num-block step-namber=»1″]

Общий (суммарный) объем всех элементов системы отопления: котла, труб, радиаторов. Сделать такой расчет практически довольно сложно — поэтому используют методику приблизительного расчета, основанную на таких практических данных:

конвектор «берет» 7 л теплоносителя на кВт мощности;
теплый пол «потребует» 17 л на кВт;
радиатору необходимо 10,6 л/кВт тепловой мощности.

[/num-block]

[num-block step-namber=»2″]

Расчет объема расширительного бака (V_{бака}) делаем по формуле: $$ V_{бака} = V_{сист}*k/D $$

где:

(V_{бака}) — объем теплоносителя во всей системе;

(k) — коэффициент объемного теплового расширения теплоносителя;

(D) — показатель эффективности расширительного бака (мембранного блока).

Величину (k) для воды принимают равной 4% при ее температуре до 95 ОС, при использовании этиленгликоля 10-20% величина изменяется от 4,4 до 4,8% соответственно!

Ориентировочная величина расчета расширительного бака для отопления, то есть объема жидкости в нем – 3% от всего объема теплоносителя данной системы.

[/num-block]

[num-block step-namber=»3″]

В случае «неизвестности» параметра (D) его можно рассчитать по формуле: $$D = frac{P_{макс} — P_{нач}} {P_{макс} + 1}$$

где:

(P_{макс}) — значение макс. допустимого в системе давления (на это давление на строен предохранительный клапан);

(P_{нач}) — давление первоначальной накачки воздушной камеры бака.

[/num-block]

[num-block step-namber=»4″]

Расчет мембранного расширительного бака обязует учитывать предельные рабочие параметры:

максимальное значение температуры теплоносителя (до +120 оС);
максимальное рабочее давление (до 6-10 бар).

Итоговые показатели для выбора бака должны быть выше расчетных. Незначительное превышение необходимого объема бака не так страшно,как недостаточный его объем.

[/num-block]

В случае использования рециркуляционной системы горячего водоснабжения ее необходимо оборудовать дополнительным расширительным баком.

Выполняется расчет расширительного бака для ГВС согласно технической документации конкретного производителя устройств.

Типовая схема подключения расширительных баков в систему отопления и ГВС

1	Коллекторный шкаф	15	Погодозависимая система автоматики
2	Терморегулятор радиаторный с термостатической головкой	16	Группа безопасности котла
3	Радиатор (конвектор) боковое подключение	17	Датчик температуры помещения
4	Радиатор (конвектор) нижнее подключение	18	Мембранный расширительный бак системы горячего водоснабжения
5	Головка термостатическая	19	Насос циркуляционный UP для горячего водоснабжения
6	Смеситель	20	Датчик температуры наружный
7	Клапан запорный	21	Фильтр сетчатый
8	Клапан смесительный трехходовой с автоматической термостатической головкой	22	Датчик температуры поверхностный
9	Кран шаровой	23	Задвижка клиновая
10	Насос циркуляционный UPS	24	Группа безопасности бойлера
11	Обратный клапан	25	Фильтр сетчатый самопромывной с манометром
12	Воздухоотводчик автоматический	26	Кран шаровой газовый
13	Кран шаровой MINI	27	Газовый счетчик
14	Уголок установочный	28	Мембранный расширительный бак системы отопления

Рассмотренная методика показывает, как рассчитать емкость расширительного бака, но в случае самостоятельного планирования системы отопления лучше «семь раз отмерить…», то есть при наличии возможности проконсультироваться со специалистом на месте.

Источник: http://PlusTeplo.ru/otoplenie/oborudovanie-dlya-sistem-otopleniya/rasshiritelnye-baki/kak-raschitat-rasshiritelnyj-bak-dlya-otopleniya.html

Расширительный бак для отопления: устройство, подбор и расчет модели

Физические свойства любого теплоносителя практически не позволяют этой жидкости сжиматься. Попытка даже немного уменьшить объём тут же приводит к резкому скачку давления. Вода при нагревании в диапазоне от 20С до 90С расширяется.

Эти два свойства объясняют необходимость выделения места в системе для «дыхания» теплоносителя. Расширительный бак для отопления должен обеспечивать безопасную и надёжную работу всех узлов инженерной системы.

Длительность её эксплуатации напрямую зависит от того, правильно ли был выбран и установлен этот элемент.

Виды расширительных баков и их сравнение

В отопительной системе могут быть установлены разные виды расширительных баков.

Открытые расширительные баки

Расширительный бак открытого типа – это открытая ёмкость, в которую всегда можно долить теплоноситель. Он не требует наличия запорной арматуры, резиновой мембраны и даже крышки. Обычно ведром через него «доливают» в систему жидкость, хотя от водопровода всегда можно вывести водозаборный кран.

Схема работы расширительного бака открытого типа: 1 – корпус бака; 2 – уровень теплоносителя; 3 – холодная труба; 4 – спускная труба; 5 – предохранительный клапан; 6 – запорный вентиль; 7 – верхняя точка в стояке трубопровода отопительной системы

Несколько десятилетий назад повсеместно использовались открытые конструкции, компенсирующие изменение объёма теплоносителя при естественной циркуляции. Однако постоянный контроль уровня жидкости и её «доливание», сложности монтажа в верхней точке, низкое давление и коррозия металла – всё это привело к выходу на первый план закрытых систем и баков.

Закрытые расширительные баки

Там, где циркуляцию теплоносителя обеспечивает насос, устанавливают баки закрытого типа, именуемые в народе «мембранниками».

Он всегда окрашен в красный цвет и конструкционно представляет собой герметичную ёмкость, внутри которой установлена мембрана из технической резины.

А вот в синих баках, предназначенных для организации горячего водоснабжения, используется менее долговечная пищевая резина.

Устройство расширительного бака следующее: мембрана в виде баллона или диафрагмы разделяет ёмкость на две части. В верхнюю закачан инертный газ или воздух, а другая отводится для излишков теплоносителя.

С ростом температуры излишки расширяющегося теплоносителя попадают в ёмкость. Объём воздушной камеры уменьшается, и увеличивается давление в камере с воздухом, которое как раз компенсирует высокое давление в системе. При снижении температуры теплоносителя наблюдается обратный процесс.

При низкой температуре теплоносителя бак пустой, а мембрана занимает максимальной возможный объём. При нагревании жидкость начинает заполнять полость между мембраной и ёмкостью. Остывая, теплоноситель сжимается, и воздух начинает «выталкивать» его обратно в систему

Закрытый расширительный бак системы отопления может оснащаться фланцевой (сменной) или несменной мембраной. Единственное, но существенное преимущество последнего типа – его низкая стоимость.

Мембрана жестко закреплена по периметру ёмкости. В исходном положении она прижата к внутренней поверхности, та как газом заполнен весь объём.

При попадании теплоносителя в расширительный бак давление увеличивается.

При пуске системы существует риск разрыва диафрагмы, поскольку давление возрастает резко. В дальнейшем показания на манометре изменяются плавно и не представляют угрозу для её целостности.

Для того, чтобы предотвратить повреждение мембраны, в отопительных системах большого объёма давление контролируют с помощью манометра. Предохранительный клапан срабатывает при достижении максимально допустимого значения. Обычно оно находится в пределах от трёх с половиной до четырёх бар для частных домов.

Фланцевый расширительный бак имеет несколько преимуществ:

максимальная величина давления значительно больше, чем у бака с несменной диафрагмой;
возможность замены мембраны через фланец в случае её повреждения или разрыва;
вертикальное и горизонтальное исполнение изделий. Это даёт больше вариантов размещения в условиях маленькой котельной.

Какой лучше — открытый или закрытый?

Если сравнивать эксплуатационные и потребительские свойства открытого и закрытого типов, то преимущество последнего доказывают следующие факты:

закрытый бак не выносится наверх, следовательно, можно сэкономить на трубах;
мембранные баки имеют меньшие габаритные размеры;
теплоноситель из закрытого бака точно не испарится;
минимальные теплопотери, в отличие от требующего дополнительной изоляции открытого бака;
защита труб и узлов систем от коррозии, которая обеспечивается за счёт отсутствия воздуха;
закрытая система отопления может работать при высоком давлении, тогда как открытая только при низком;
эксплуатационные расходы мембранника ниже, что у открытого бака.

Ну а вообще, конечно — выбирать вам.

Место бака в системе отопления

Расширительный бак системы отопления служит для того, чтобы компенсировать увеличение объёма теплоносителя в результате его температурного расширения.

Если циркуляция принудительная, то давление в точке подключения агрегата равно статическому давлению в этой точке при данной температуре (правило действуют только при наличии одного мембранника). Если предположить, что оно изменится, то получится, что в закрытой системе появилось из ниоткуда некоторое количество жидкости. Это противоречит здравому смыслу.

Открытая система отопления – это сосуд, имеющий сложную форму, со специфичными конвекционными потоками. Все узлы должны обеспечивать быстрый подъём горячего теплоносителя в верхнюю точку и последующий самотечный слив его через радиаторы в котёл. Помимо этого конструкция системы не должна препятствовать перемещению пузырьков воздуха вверх.

Располагают расширительный бак в этом случае всегда в самой высокой точке однотрубной системы, как правило, вверху разгонного коллектора.

Расчет объёма расширительного бака отопления

Определить объём расширительного бака можно несколькими способами. Во-первых, свои услуги предлагают многочисленные проектировочные бюро и отдельные специалисты. Они для расчётов используют специальное программное обеспечение, которое позволяет учесть все факторы, влияющие на стабильную работу системы отопления. Это всё, конечно, замечательно, но дорого.

Во-вторых, можно самостоятельно выполнить расчет расширительного бака по формулам. Здесь нужно быть особенно внимательным, так как малейшая ошибка может существенно исказить итоговые значения. Учитывается всё: объём системы отопления, вид теплоносителя и его физические характеристики, давление.

В-третьих, можно воспользоваться он-лайн калькуляторами для выполнения расчётов. Правда, в этом случае, лучше перепроверить результаты на нескольких ресурсах, дабы исключить вероятность некорректной работы страницы.

В-четвёртых, можно прикинуть на глаз – удельную ёмкость системы отопления приравнять к 15 л/кВт. Это ориентировочные цифры. Такой способ годится только на стадии технико-экономического обоснования. Уже непосредственно перед покупкой обязательно проводят более точные расчёты.