Расширительный бак отопления — конструкция, применение
Главная
Оборудование для отопления
Расширительный бак отопления — конструкция, применение
Расширительный бак необходим в любой системе отопления. Он компенсирует расширение воды (теплоносителя) при ее нагревании. Если расширительного бака не будет, то вода, нагреваемая в замкнутом объеме, создаст повышенное давление, и если не будет сброса через предохранительный клапан, или он будет недостаточным, то система в каком-то месте будет разорвана.
Фактически без расширительного бака любое отопление оказывается не работоспособным. Но этот прибор нужно правильно подобрать.
Какой вид бака использовать
Существуют два разных вида систем отопления.
- Работающие под повышенным давлением, обычно в пределах 1,0 — 2,5 атм. Движение жидкости в них осуществляется насосом.
- С атмосферным давлением (открытые), движение воды в них происходит самотеком.
Виды баков:
- Для вторых расширительным баком будет большая емкость, сообщающаяся с атмосферой, расположенная в верхней точке системы и наполовину наполненная водой.
- Для насосных систем в качестве расширительного бака используется замкнутая емкость, разделенная на два отсека эластичной мембраной. Один отсек накачивается воздухом, и снабжен ниппелем. Другой отсек подключается к системе отопления, обычно переходником 3/4 дюйма с накидной гайкой.
Какое давление в расширительном баке
Всегда возникает вопрос — какое давление воздуха должно быть предварительно создано в расширительном баке. Обычные рекомендации — на 0,2 атм больше, чем давление в холодной системе отопления.
Например, рекомендуемые значения — в расширительном баке 1,7 атм, водой система заполняется до достижения давления 1,5 атм. Тогда мембрана прогнется в сторону воды, а при ее расширении будет максимально использоваться объем бака.
Как поддерживается давление в баке
На практике давление в системе и в расширительном баке меняется со временем.
- Из теплоносителя постоянно выделяется и стравливается растворенный воздух, давление в системе уменьшается, систему иногда нужно доливать теплоносителем.
- В воздушной камере давление также уменьшается постепенно, из-за выхода воздуха через стенки устройства.
Что делать если давление в системе понизилось
Если манометр показывает, что давление в отоплении уменьшилось, в первую очередь нужно проверить давление воздуха в расширительном бачке и подкачать его.
Если давление воды при этом повысилось незначительно, значит нужно пополнить теплоноситель, и таким образом поднять общее давление.
Какого объема бак выбрать
Существуют специальные методики расчета объема баков расширения для отопительных систем, но использовать их для домашней системы смысла нет. Достаточно воспользоваться утверждением, что объем бака должен быть не меньше 1/10 объема теплоносителя.
Объем теплоносителя можно высчитать или померить ведрами при слитии системы.
Современные системы отопления делаются маловместительными, их объемы в небольших домах редко превышают 60 литров, а в домах побольше — 100 литров. Соответственно расширительных бачки в 6 и 10 литров окажутся достаточными.
Как устанавливать расширительный бак
Положение расширительного бака – с воздушной камерой вверху. Если она будет сбоку, или ниже воды, то воздух гораздо с большей интенсивностью будет уходить в теплоноситель через резину (трескается со временем), и бак постоянно нужно будет накачивать.
Закрепляется он к отводу с отсечным краном обычно накидной гайкой с торцевым резиновым уплотнением.
- Место установки поближе к всасу циркуляционного насоса – для лучшей стабилизации давления.
Не путать с гидроаккумуляторами
В продаже можно встретить устройства похожие внешне на расширительные баки отопления. Это гидроаккумуляторы для воды. Конструкция их также сходная, но в гидроаккумуляторах используется груша из пищевой резины в которой и содержится вода.
Производители обычно окрашивают расширительные баки отопления в красный цвет, а гидроаккумуляторы — в синий. Но это не обязательно, поэтому тип прибора нужно уточнять на месте… Расширительные баки рассчитаны на давление до 4,0 атм и на большую температуру – до +120 град. В то время как гидроаккумуляторы – давление до 10 – 12 бар, но температура до +80 град С.
Дополнительная информация о гидравлике отопительной системы и подборе расширительного бака на видео.
Предыдущая запись
Следующая запись
Виды и назначения расширительного бака. Расширительный бак для отопления статьи. Виды и назначение гидроаккумуляторов. АКВА-ДІМ
ГИДРОАККУМУЛЯТОРЫ — РАСШИРИТЕЛЬНЫЕ БАКИ.
Расширительный бак для отопления — назначение и состав.
Неотъемлемой частью системы индивидуального отопления есть специальная емкость, с помощью которой в процессе нагрева гасится повышения давления воды в сети. Эта емкость — и есть расширительный бак для отопления, она выглядит как корпус из металла с резиновой внутренней мембраной.
Разновидности баков зависят от их конструкции: промышленность предлагает как открытые, так и закрытые мембранные модели.
Баки открытого типа на сегодняшний день считаются технически устаревшими и применяются редко.
Баки закрытого типа могут содержать внутри мембрану по типу диафрагмы или мембрану в виде баллона.
Первый вариант в основном используется в небольших баках, а второй — в больших. Баллонные мембраны можно заменять по мере износа, а диафрагменные не подлежат замене.
Расширительный бак для отопления — схема установки в открытой и закрытой системах.
Что такое расширительный бачок и для чего он нужен? Само его название подсказывает: для расширения.
При фиксированной массе теплоносителя в контуре отопления и трубах, эластичность которых стремится к нулю, с изменением температуры теплоносителя неизбежно будет меняться давление в системе. Тепловое расширение, помните?
Причина возможной аварии — в том, что вода меняет свой объем при нагревании, остается практически несжимаемой. Отсюда же и такое понятие, как гидроудар: упругие взаимодействия в жидкой среде, упрощенно говоря, отсутствует.
Очевидное решение — создать в системе резервуар с легкосжимаемой субстанцией — воздухом. При увеличении объема воды при наличии такого резервуара давление вырастет незначительно.
Полезно: чтобы кислород из воздушного резервуара не способствовал коррозии труб, растворяясь в воде, в бачках для закрытых систем он отделен от воды резиновой мембраной.
Однако мы описали только одну из функций расширительного бака.
Кроме закрытых систем отопления частных домов с фиксированными объемами и контура, и теплоносителя в нем, расширительный бак можно обнаружить:
— В открытых системах, контактирующих с атмосферным воздухом.
— В системах централизованного отопления с верхним розливом.
Случай, если расширительный бак находится на чердаке и соединяется непосредственно с подающим трубопроводом домовой системы отопления. В обоих описанных случаях монтаж расширительного бака отопления нужен для того, чтобы избавиться от воздушных пробок. Перепад между двумя нитями в случае центрального отопления — всего лишь около двух метров. В системах отопления частных домов с естественной циркуляцией — и того меньше.
Вариант, при котором перепад напора воды никак не может выдавить воздушную пробку из верхней части отопительной системы. Отсюда простое решение: поставить какую-то емкость для сбора воздуха там, где он будет накапливаться, и при запуске системы стравливать его.
В случае открытой системы, конечно, какие-то активные действия не нужны.
Весь воздух в системе будет вытеснен вверх и попадет в расширительный бак. В открытой системе он тут же воссоединится с атмосферой. В закрытой — будет ждать, пока владелец дома откроет воздушный кран.
Как и где ставить расширительный бак.
Итак, мы собираемся своими руками спроектировать и собрать систему отопления. Если она еще и заработает — нашей радости не будет предела. Где там инструкция по установке расширительного бачка?
ОТКРЫТАЯ СИСТЕМА. В этом случае ответ подскажет простой здравый смысл. Открытая система отопления представляет собой, по сути, один большой сосуд сложной формы со специфическими конвекционными потоками в нем. Установка котла и отопительных приборов в нем, как и монтаж трубопроводов, должны обеспечить две вещи:
1. Быстрый подъем нагретой котлом воды в верхнюю точку отопительной системы и ее слив через отопительные приборы самотеком.
2. Беспрепятственное перемещение пузырьков воздуха туда, куда они бросятся в любом сосуде с любой жидкостью. Вверх.
Выводы очевидны:
Установка расширительного бака отопления в открытой системе всегда выполняется в ее верхней точке. Чаще всего — наверху разгонного коллектора однотрубной системы. В случае домов верхнего розлива (хотя вам и придется их проектировать) — в верхней точке разлива на чердаке. Сам бачок для открытой системы не требует запорной арматуре, резиновой мембране и даже в крышке (разве что для защиты от мусора). Это простой открытый сверху водяной бак, в который всегда можно долить ведро воды взамен испарившейся. Цена такого изделия равна стоимости нескольких сварочных электродов и квадратного метра стального листа толщиной 3-4 миллиметра.
Так выглядит расширительный бак для открытой системы отопления. При желании в его люк можно вывести водоразборный кран от водопровода.
Но куда чаще он по мере испарения воды доливается обыкновенным ведром.
ЗАКРЫТАЯ СИСТЕМА.
Здесь и к выбору стороны, и к его монтажу придется отнестись достаточно серьезно. Давайте соберем и систематизируем основную информацию, доступную на тематических ресурсах. Монтаж расширительного бака системы отопления оптимальный в том месте, где течение воды наиболее близко к ламинарного, где в отопительной системе минимум завихрений. Самое очевидно решение — расположить его на прямом участке разлива перед циркуляционным насосом. При этом высота относительно пола или котла значения не имеет: назначение бачка — компенсировать тепловое расширение и тушить гидроудары, а воздух мы прекрасно стравить через воздушные краны.
Типичная схема установки бачка. Его расположение в однотрубной системе будет таким же — перед насосом по ходу воды.
Баки в заводской комплектации иногда обеспечиваются предохранительным клапаном, сбрасывающим избыточное давление.
Однако лучше перестраховаться и убедиться, что в вашем изделии он. Если нет — докупить и смонтировать рядом с баком.
Электрические и газовые котлы с электронными термостатами часто поставляются со встроенными циркуляционным насосом и расширительным баком отопления. Прежде, чем отправляться за покупками — убедитесь, что они вам нужны.
Принципиальное отличие мембранных расширительных баков от тех, что используются в открытых системах — их ориентация в пространстве. В идеале теплоноситель должен поступать в бак сверху. Эта тонкость монтажа призвана полностью удалить воздух из того отсека бака, который предназначен для жидкости.
Минимальный объем расширительного бачка для водяной системы отопления берется примерно равным 1/10 объема теплоносителя в системе. Больше — допустимо. Меньше — опасно. Объем воды в отопительной системе можно грубо рассчитать, отталкиваясь от тепловой мощности котла: как правило, берется 15 литров теплоносителя на киловатт.
Манометр, смонтированный рядом с расширительным баком и подпитывающим вентилем (соединяет отопления с водопроводом), может оказать вам неоценимую услугу.
Ситуация с залипшие золотником предохранительного клапана, к сожалению, не так уж редка.
Если клапан сбрасывает давление слишком часто — это явный признак того, что с объемом расширительного бачка вы просчитались. Совсем не обязательно менять его. Достаточно приобрести еще один и подключить его параллельно.
Вода имеет сравнительно низкий коэффициент температурного расширения. Если вы перейдете с ней на незамерзающий теплоноситель (например, этиленгликоль), вам опять-таки понадобится увеличить объем расширительного бака или установить дополнительный.
Расширительный бак на фото смонтирован по всем правилам: теплоноситель подведен сверху, бак снабжен манометром и предохранительным клапаном. Внимание! На фото насос под электрокотлом расположен НЕПРАВИЛЬНО! Ось вращения крыльчатки насоса должна быть параллельна полу.
ШТАТНОЕ МЕСТО В СИСТЕМЕ.
Устройство расширительного бака системы отопления с грушевидной мембраной, устройство расширительного бака.
Расширительный бачок для отопления открытого типа рекомендуется монтировать в самой верхней точке здания — на крыше дома или на его чердаке. Бак при этом утепляется изоляционными материалами, чтобы вода в нем не замерзала и соединяется с обратным трубопроводом, чтобы не допустить закипания.
В случае переполнения предусмотрен сброс воды из бака в канализацию. Мембранный расширительный бак для отопления монтируется для удобства обслуживания рядом с отопительным котлом. Необходимые условия: соединение с обратным трубопроводом во избежание вскипания воды, а также манометр и клапан для ручного регулирования давления. Особое внимание уделяется качественному креплению, поскольку масса бака после наполнения водой сильно растет.
ВАЖНЫЕ РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ.
Для расширительных устройств наиболее информативными являются максимальные значения рабочей температуры и рабочего давления. По данным производителя, в современных баках температура носителя может достигать + 120 градусов.
Рабочее давление в расширительном бачке отопления поддерживается от 2 до 4 бар в обычном режиме и 6-10 бар на пиковых значениях.
Для закрытых баков определяющий элемент — это мембрана, а точнее — материал, из которого она сделана.
Она должна иметь термоустойчивостью и при этом высокой эластичностью.
Выбирая бачок, следует ознакомиться со следующими характеристиками мембраны, как долговечность, рабочая температура, водостойкость и соответствие санитарно-гигиеническим нормам.
Полезная информация по продукции разного типа назначения >>
Конструкция расширительного бака системы теплоносителя
Автор webfoot . Размещено в ХТФ.
Роберт А. Дамиани, технический директор Radco Industries Важным компонентом тепловых систем, использующих жидкофазные теплоносители, является расширительный бак.
Этот тип тепловой системы требует расширительного бака по двум причинам. Во-первых, расширительный бак служит безопасным выходом для увеличения объема теплоносителя из-за теплового расширения. Во-вторых, расширительный бак представляет собой механизм для удаления воды, неконденсируемых углеводородов, побочных продуктов разложения и захваченного воздуха во время запуска и работы. Не меньшее беспокойство в тепловых системах, работающих при температуре 300°F или выше, представляет конструкция, которая будет поддерживать температуру границы раздела теплоносителя/атмосферы ниже 300°F, чтобы свести к минимуму окисление жидкости. В жидкофазных тепловых системах существует три типа конструкций расширительных баков: 1. Танки с перегородками
2. Майки с прямыми ногами
3. Проточные (или «уравнительные» баки) Конструкции уравнительных баков, по сути, представляют собой баки, служащие приемником теплоносителя от пользователя, при этом основной циркуляционный насос откачивает теплоноситель со дна бака для возврата в нагреватель.
Эта конструкция не обеспечивает защиты от окисления и фактически увеличивает окисление из-за аэрации теплоносителя в самом баке. Это плохая конструкция для длительного использования теплоносителя, но она обеспечивает отличные возможности вентиляции тепловой системы во время запуска и продолжительной работы. Резервуар с перегородками имеет три камеры или перегородки. По мере нагрева теплоносителя происходит расширение теплоносителя из первой камеры во вторую, а затем в основной бак. В расширительном баке надлежащего размера, когда тепловая система правильно заполнена холодным теплоносителем, в главной перегородке будет значительный уровень жидкости. В этом типе конструкции теплоноситель в основной перегородке редко, если вообще когда-либо, смешивается с горячей жидкостью в контуре теплопередачи первичной тепловой системы из-за внутреннего давления жидкости в системе. Жидкость в основной перегородке значительно холоднее, чем в других перегородках, образуя тепловую оболочку над жидкостью в контуре теплопередачи первичной тепловой системы, что существенно снижает деградацию теплоносителя из-за окисления.
Как правило, в жидкофазных тепловых системах объем расширительного бака должен составлять примерно 26–30 % от общего расчетного объема теплоносителя в тепловой системе. Расширительный бак надлежащего размера должен быть заполнен примерно на 1/4 при температуре запуска и на 3/4 при рабочей температуре. По мере того, как тепловая система доводится до рабочей температуры, конструкция с прямыми патрубками позволяет расширенному теплоносителю поступать непосредственно в дно. основного расширительного бака с помощью трубы малого диаметра в обход проточных клапанов под расширительным баком на стороне всасывания насоса бака. Так как расширительный бак находится в самой высокой точке тепловой системы, основная часть жидкость будет поступать прямо к отопителю. Такое же внутреннее давление жидкости, как и в баке с перегородками, препятствует свободному смешиванию теплоносителя в расширительном баке с жидкостью в контуре теплопередачи первичной тепловой системы. Этот тип конструкции не обеспечивает такой же защиты от окисления, как конструкция с перегородками, и, в зависимости от температуры системы, может потребоваться защитный слой из инертного газа.
Превосходная вентиляция тепловой системы может быть обеспечена путем настройки перепускного клапана бака основной линии так, чтобы он проходил через расширительный бак.
перепонка
подпись автора
Размеры и конструкция расширительных баков
Размеры расширительных баков
Калькулятор размеров расширительных баков
Примечания:
- Общий объем системы включает содержание воды во всех змеевиках, трубах и оборудовании.
- Если температура неизвестна, допускается максимальная температура 30 °C для охлажденной воды и минимальная температура 15 °C для воды отопления.
- Все входные данные должны быть заполнены точно для правильного расчета и выбора.
- Для любого применения, кроме HHW, CHW или CCW, пожалуйста, свяжитесь с автоматическим нагревом для выбора.
Статические расширительные баки поставляются с предварительным давлением 150 кПа.
Тщательный расчет размера расширительного бака имеет решающее значение для правильного функционирования системы.
Расширительные баки бывают разных размеров. Выбор подходящего размера зависит от нескольких факторов, таких как давление воды, общая пропускная способность системы и температура воды, поступающей в систему и выходящей из нее. Используя эти параметры, рекомендуемый стандартный размер обычно определяется с помощью диаграмм или программного обеспечения.
Первым шагом является оценка коэффициента расширения с помощью приведенных ниже таблицы и диаграммы. По оси абсцисс отображаются значения, представляющие собой разницу между температурой воды в холодной системе (при выключенном нагреве) и максимальной рабочей температурой. С другой стороны, ось Y отображает соответствующие коэффициенты расширения.
| °С | Коэффициент |
|---|---|
| 0 | 0,00013 |
| 10 | 0,00025 |
| 20 | 0,00174 |
| 30 | 0,00426 |
| 40 | 0,00782 |
| 50 | 0,01207 |
| 60 | 0,0145 |
| 65 | 0,01704 |
| 70 | 0,0198 |
| 75 | 0,02269 |
| 80 | 0,0258 |
| 85 | 0,02899 |
| 90 | 0,0324 |
| 95 | 0,0396 |
| 100 | 0,04343 |
Оценка коэффициента расширения по разнице между температурой холодной воды в системе и максимальной рабочей температурой.
После получения коэффициента расширения объем расширительного бака можно рассчитать по закону Бойля.
Система отопления
Формула расчета расширительного бака следующая (на основе закона Бойля):
| Vf = | е х С | = | Ву |
| 1 – Пи/Пф | 1 – Пи/Пф |
где:
| Vu = | Общий полезный объем бака = Vi-Vf |
| Vi = | Начальный объем |
| Vf = | Окончательный том |
| е = | Коэффициент расширения |
| Пи = | Начальное давление наддува (абсолютное) сосуда. Это давление не должно быть ниже гидростатического давления в месте соединения бака с системой. |
| Pf = | Максимальное рабочее давление (абсолютное) предохранительного (предохранительного) клапана. (с учетом разницы уровней между сосудом и предохранительным клапаном.) |
| С = | Общий объем воды в системе в литрах: котел, трубопроводы, радиаторы и т. д. (в общем приближении C составляет от 4 до 8 литров на каждый кВт мощности котла) |
Примечание. Расчеты должны выполняться в абсолютном давлении
, например, 100 кПа = 200 кПа абс.
В стандартных системах отопления:
| е = | 0,04318 (Tmax = 99°C, Tmin = 10°C, Δt = 89°C, C = 0,035) |
Система охлаждения
Формула определения размера сосуда следующая (на основе закона Бойля):
| Vf = | е х С |
| 1 – Пи/Пф |
В стандартных системах охлаждения:
| e = | 0,011 (Tmax = 50°C, Tmin = 4°C) |
| Пи = | Максимальное давление установки, соответствующее максимально достижимой температуре, равной температуре окружающей среды, которую рекомендуется зафиксировать на уровне 50°C |
| Pf = | Конечное рабочее давление, достигаемое при минимальной температуре при 4°C |
Пример:
| С = | 500 литров |
| Пи = | 150 кПа (абс. |