Подбор, расчет расширительного бака для отопления
Оборудуя систему автономного отопления, стоит задуматься о приобретении специального расширительного бака, предназначенного поглощать избыточное давление, образующееся в результате расширения теплоносителя под воздействием высокой температуры. Установка такого оборудования требует серьезного подхода, особенно важно правильно выполнить расчет расширительного бака для отопления, так как именно от этого элемента будет зависеть работоспособность всей обогревающей системы закрытого типа, которые признаны наиболее эффективными, так как из-за отсутствия контакта с кислородом, вся система меньше подвержена коррозийным процессам и окислению.
Кроме того, именно закрытая отопительная сеть позволяет размещать расширительный бак в любом удобном для вас месте, в отличие от открытой, где бак должен находиться в самой верхней точке системы.
Для чего необходим такой бак и как он работает
Принцип работы устройства компенсирующего переизбыток давления теплоносителя не имеет каких-то сложных технических решений и весьма прост, но, несмотря на это, даже небольшая ошибка в расчете расширительного бака для отопления может привести к поломке оборудования и выходу из строя всей отопительной системы.
Бак разделен на две части, между которыми находится эластичная мембрана. В ходе изготовления бака в верхнюю — воздушную часть накачивается воздух, который создает начальное давление в расширительном баке отопления. Затем бак подключается к сети и в нижнюю камеру начинает подаваться вода из самой системы, в момент, когда эластичная мембрана становится в нулевое, спокойное положение и как бы ложиться на плоскость воды, отопительная система считается полностью заполненной и готовой к запуску.
В момент расширения воды в результате нагрева, теплоноситель начинает поступать в расширительный бак, тем самым воздействуя на мембрану, которая в свою очередь сокращается за счет сжатия заполненного в нее воздуха, таким образом увеличивая внутреннее пространство бака и принимая в него избыток теплонесущей жидкости. Как только теплоноситель остывает и возвращается к первоначальному объему, воздействие на мембрану прекращается и воздух в верхней камере не испытывая воздействия возвращает мембрану в спокойное положение, тем самым автоматически регулируя давления в системе.
Стоит отметить что, покупая расширительный бак системы отопления очень важно не ошибиться с выбором модели, так как слишком большой бачок не сможет создать достаточного давления в отопительной системе, а слишком маленький наоборот не примет весь избыток теплоносителя.
Как правильно рассчитать требуемый объем расширительного бачка
Дабы провести правильный и безошибочный расчет расширительного бака для отопления следует просчитать общий объем отопительной сети. Для этого требуется сложить объем обогревательного котла, общий объем всех труб связанных в отопительную систему, а также объем дополнительных обогревательных приборов, если они присутствуют.Формула для расчета объема расширительного бака K = (KE x Z) / N, в которой:
- КЕ — это общий объем всей отопительной системы;
- Z — постоянное значения расширения жидкости теплоносителя;
- N — величина эффективности мембранного бака.
Идеально точный расчет объема расширительного бака для отопления и всей отопительной системы произвести практически невозможно. Ну а примерно он рассчитывается исходя из значения, что 1 кВт мощности отопительного оборудования равен 15 литрам объема теплоносителя. В целом получается, что средняя мощность для обычного дома равна 44 кВт. Исходя из этого, по формуле получается КЕ = 15х44 = 660л.Константа расширения жидкости около 4%, для систем в которых используется обычная вода с максимальной температурой нагрева 95 градусов Цельсия. Нередко в системы закачивается не вода, а этиленгликоль в разном процентном соотношении. В данном случае коэффициент расширения рассчитывается по формуле:
10% — 4% х 1,1 = 4,4%20% — 4% х 1,2 = 4,8%
Зачастую, результативность работы мембранного бачка указана производителем, но и самому ее рассчитать не сложно:
N= (DV-DS) / ( DV+1)
где: DV — наибольшее допустимое значения давления в системе, как правило, оно равно допустимому давлению предохранительного клапана и для обычных бытовых систем отопления редко превышает показатель в 2,5 — 3 бар.DS — это значения давления начальной зарядки мембранного бака исходя из постоянного значения в пол атмосферы на 5 метров протяженности отопительной системы.
В итоге получается, что если общая площадь помещения, в котором оборудуется система отопления, равна 400 кв. м., максимальная верхняя точка системы равна 5 м, и расчётная мощность оборудования 44 кВт, то требуемый объем бачка при таких значениях будет:
КЕ 44х15=660л.DV 2,5 бар; DS =0.5 барN (2.5 — 0.5) / (2.5+1) = 0.57K 660×0.04 / 0.57 = 46.2
Исходя из полученных данных, необходимо подбирать расширительный бак для отопления объемом 50 литров, с начальным давление в 0,5 бар. Например, мембранный бак Reflex NG 50.Также для стандартных элементов отопительной системы существуют стандартные примерные значения:
- Радиаторы около 10,5 л.
- Теплые полы и другие греющие поверхности 17,0 л.
- 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 |
Давление в расширительном баке отопления, — как рассчитать?
Начальное давление в расширительном баке отопления – второй важный параметр наряду с объёмом бака (о выборе объёма было рассказано в предыдущей статье). На заводе в баках создают давление 0.75 атм. Но этого не достаточно, нужно ещё учесть условия, в которых бак будет работать.
Почему важно начальное давление в расширительном баке?
Я здесь не стану загружать вас расчётами, а сразу приведу основные числа. Но сперва поясню, почему важно знать начальное давление в расширительном баке. А вот почему:
— после заполнения системы теплоносителем, сам расширительный бак должен быть заполнен на 25% (0.25 объёма бака), при таком условии есть ещё 75% объёма бака, которые можно сжимать, и, наоборот, есть 25% воды, которые могут уходить из бака. Вот это условие должно обеспечиваться начальным давлением в баке.
Почему последнее тоже важно и что произойдёт, если бак опустеет полностью? При любом понижении температуры или незначительной утечке теплоносителя, давление в системе сразу падает до нуля. Это не допустимо!
Другой крайний случай – бак заполнен полностью. Если температура в системе повышается и дальше, теплоносителю деваться нет куда. Давление будет повышаться до тех пор, пока либо не сработает предохранительный клапан, либо не произойдёт разрыв в системе.
Поэтому нужно, чтобы при заполнении системы при комнатной температуре давление в ней было заданным (обычно 1.5 атм., т. к. большинство настенных котлов рассчитано именно на него для начала работы). Если такое давление не будет создано, настенный котёл просто-напросто не запустится. В общем, при таком начальном давлении в системе бак должен быть заполнен на 25%.
Каким должно быть давление в расширительном баке?
В дальнейшем при нагреве теплоносителя и его расширении, в расширительном баке и, соответственно, во всей системе давление не должно превысить 3 атм.
Если объём в баке «гуляет» от 20% до какой-то величины, но при этом давление не превышает 3 атм., то система работает хорошо.
Для заполнения бака на 25% при начальном заполнении системы, нужно, чтобы начальное давление в расширительном баке отопления было 80% от того давления в системе, которое мы будем создавать. Если при 20 градусах должно создаваться давление в системе 1.5 атм., то:
Начальное Давление в баке = 1.5 х 0.8 = 1.2 Бар.
Надеюсь, что за всем этим многословием вы не просмотрели главного. Вот это: давление в расширительном баке отопления перед его установкой (или перед заполнением системы) должно составлять 80% от того давления, при котором запускается котёл.
давление в расширительном баке отопления
Расчет мембранного расширительного бака | Вентпортал
РАСЧЕТ МЕМБРАННЫХ РАСШИРИТЕЛЬНЫХ БАКОВ (СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ)
Для определения рабочего объема мембранного расширительного бака необходимо определить суммарный объем системы отопления VL сложением водяных объемов котла, отопительных приборов и трубопроводов.
| Вид отопительных приборов | Объем системы, литр/кВт |
| Конвекторы | 7,0 |
| Радиаторы | 10,5 |
| Греющие поверхности, совмещенные со строительными конструкциями (теплые полы) | 17,0 |
Объем расширительного бака V = (VL x E) / D, где
VL — емкость расширительной системы (емкость котла, всех труб и аккумуляторов тепла, если есть)
Е — коэффициент расширения жидкости, %
D — эффективность мембранного расширительного бака
1. Однако емкость системы отопления вычислить достаточно сложно, поэтому приблизительный расчет можно получить, зная мощность системы отопления, использовав формулу — 1КW = 15 л.
Например: мощность котла для коттеджа 30 кВт, тогда емкость системы отопления (без теплоаккумулятора) VL = 15 х 30 = 450 л.
2. Расширение жидкости — 4 % приблизительно, для водяных систем отопления с максимальной температурой до 95°С (данные достаточно точные и неопасные)
Если в системе в качестве теплоносителя используется этиленгликоль (тосол), то приблизительный расчет коэффициента расширения можно произвести по следующей формуле:
этиленгликоль
10% — 4% х 1,1 = 4,4%
20% — 4% х 1,2 = 4,8% и т.д.;
эффективность мембранного расширительного бака D = (PV — PS) / (PV + 1), где
РV — максимальное рабочее давление системы отопления (расчетное давление предохранительного клапана равно максимальному рабочему давлению), для коттеджей обычно достаточно
PS — давление зарядки мембранного расширительного бака (должно быть равно статическому давлению системы отопления; (0,5 бар = 5 метров)
Например: площадь коттеджа составляет 300 м², высота системы 5м, мощность котла 30 кВт, объем теплоаккумулятора 1000 л; тогда объем необходимого расширительного бака составит:
VL = 30 х 15 + 1000 = 1450 л.
PV = 2,5 бар; PS = 0,5 бар;
D = (2,5 — 0,5)/(2,5+1) = 0,57
V = 1450 х 0,04/0,57 = 101,75
Выбираем расширительный мембранный бак 110 л, давление зарядки 0,5 бар
Коэффициент увеличения объема воды/водогликолевой смеси в зависимости от температуры
| Т, °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 | 0,0226 | 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 | 0,0498 | |
| 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 |
Вы можете скачать программу расчета по ссылке ниже:
Расширительный мембранный бак.xls
какое должно быть и как проверить
Расширительный бачок встраивается в закрытые системы отопления для выполнения следующих задач:
- Компенсация теплового расширения теплоносителя. При повышении температуры на каждые 100 °C объем воды в системе увеличивается на 4,33%. Давление в контуре системы растет и действует на внутреннюю поверхность труб и оборудования. Чтобы предотвратить разрушение системы отопления, на обратку котла производится монтаж расширительного бака, он наполняется «излишками» теплоносителя;
- За счет работы расширительного бачка гасятся гидроудары в системе отопления, которые возникают из-за воздушных пробок или резкого перекрытия арматуры. Чтобы гидроудар не повредил котел, бачок ставят на обратке, перед теплогенератором.
В продаже можно встретить два типа гидробаков — баллонного и мембранного (диафрагменного) типа. Первые чаще используются для холодного водоснабжения и окрашены в голубой цвет, вторые — красного цвета, применяются в системах отопления.
Настройка показателей в новом расширительном бачке перед пуском системы
Бак диафрагменного типа разделен мембраной. Одна из половин находится под давлением, в нее закачан воздух или азот. Уточнить этот параметр можно, посмотрев документы на бак. Предварительное (заводское) давление не обязательно будет оптимальным для работы контура. Этот параметр можно легко перенастроить. Производители предусмотрели это, оставив в корпусе его «воздушной» части золотник, с помощью которого можно регулировать напор воздуха.
Стоит учитывать, что все манометры показывают только избыточное давление. То есть, если при расчетах нужно воспользоваться понятием абсолютного давления, то к показаниям манометра всегда нужно прибавлять одну атмосферу (бар).
Начальное давление в расширительном баке выставляется на 0,2 атм выше давления теплоносителя в холодной системе, которое равно статическому напору контура. Определяется этот напор как расстояние по высоте между верхней точкой контура и серединой расширительного бака. Например, если высота системы отопления 8 м (2 этажа), то статистический напор будет равняться:
∆P = 0,8 атм (10 м = 1 атм), тогда давление в мембранном баке вычисляется так:
∆P + 0,2 = 0,8 + 0,2 = 1,0 атм (бар).
Ниже представлены последствия ошибочно выставленного давления:
- Бак перекачан. Например, в воздушной полости изначально выставлен показатель 3 бара при статическом напоре 1,5 бара. При запуске насоса напор теплоносителя изменится, но не сильно — в пределах 1 атм. Получается, что когда манометр у котла показывает максимум 2,5 бара, в воздушной части мембранного бака по-прежнему 3 бара. Такой настройкой сводится на нет вся компенсирующая способность мембранного устройства — воздух будет стремиться вытолкнуть теплоноситель из бачка.
- Показатели внутри расширительного бака занижены. В этом случае при заполнении закрытой системы вода или антифриз с легкостью продавит мембрану и заполнит собой всю емкость. При каждом повышении температуры, а с ней и напора, будет срабатывать предохранительный клапан. В таком случае расширительный гидробак также становится бесполезным.
Совет! Настройка первоначального давления воздуха была произведена правильно, но продолжают срабатывать предохранительные клапана системы отопления. Возможно, был выбран слишком маленький объем расширительного бака. Чтобы этого избежать, рекомендуется устанавливать бак, объем которого составляет не менее 10 % от общего объема теплоносителя.
Как измерить и отрегулировать давление в расширительном бачке
h3_2Давление в системе отопления контролируется манометрами, но в самой емкости нет штуцера под установку этого прибора. Однако есть ниппель, в который вмонтирован золотник для подкачки или выпуска воздуха. Он находится на стороне, противоположной подводу теплоносителя. Ниппель, по сути, является аналогом автомобильного, поэтому чтобы проверить этот параметр или отрегулировать его, можно воспользоваться обыкновенным автомобильным насосом со встроенным манометром.
На шкале автомобильного манометра значения указаны в МПа, тогда как напор в отопительном контуре дается в барах или кгс/см2. Перевести легко:
1 Бар = 1 атм = 100 000 Па = 0,1 МПа
Измерение давления автомобильным манометром:
- Нужно отключить котел и подождать 5-10 минут до полного прекращения циркуляции системы;
- Перекрыть запорные вентили на участке, где стоит гидробак. Слить воду через дренажный штуцер. Если мембранный бак встроен в котел, то перекрывается подача и обратка теплоносителя;
- Открутить колпачок ниппеля и подсоединить к нему насос;
- Накачать воздух до 1,5 атм и подождать пока с мембранного бака не выльются остатки теплоносителя, после чего снова спустить воздух;
- Перекрыть запорную арматуру и насосом довести давление в мембранном баке до рекомендуемого в разделе выше. Если бак перекачан, нужно стравить лишнее через золотник;
- Снять насос, накрутить колпачок на ниппель и перекрыть сливной штуцер. Открыть отсекающую арматуру и добить в систему отопления воду через кран подпитки;
- Проверить, правильно отрегулирован напор воздуха или нет, легко. При достижении котлом рабочих параметров стрелка манометра не прыгает, давление набирается плавно без скачков.
База знаний ➔ Статьи и полезная информация
Для правильного функционирования отопительной системы крайне важно поддерживать необходимое давление в системе отопления. В случае если этот параметр изменяется в какую-либо сторону, возможны значительные сбои в работе, в зависимости от того, какое давление в системе отопления, они вполне могут привести к серьезной поломке. В частности, значительное повышение давления (до предельного уровня) может стать причиной разрушения отдельных элементов или даже полной остановки системы. А вот снижение давление в системах, где задействован циркуляционный насос, нередко вызывает кавитацию – вскипание теплоносителя. Поэтому обеспечить нормальное давление в системе отопления – это важное условие эффективной работы отопительной системы вашего жилища.
По сути, это воздействие жидкости на внутренние стенки элементов системы. При этом рабочее давление в системе отопления – является давлением, которое допускает работу системы при включенном нагревательном приборе и насосе. Следует отметить, что данная величина есть сумма: статическое давление в системе отопления, оказываемое столпом теплоносителя и динамическое давление, которое возникает при работе циркуляционного насоса.
В таком случае рабочее давление – величина, которая обеспечивает нормальную работу всех компонентов системы (насос, нагревательный прибор, расширительный бак), то есть, оптимальное давление в системе отопления.
Давление в автономно работающей системе отопления частного дома должно составлять 1,5-2 атмосферы. В домах, подключенных к централизованной теплосети, это значение зависит от этажности объекта. В малоэтажных зданиях величина давления в отопительной системе находится в диапазоне 2-4 атмосферы. В домах-девятиэтажках данный показатель равен 5-7 атмосферам. Для систем отопления высотных сооружений оптимальным значением давления считается 7-10 атмосфер. В теплотрассе, идущей под землей от ТЭЦ до точек теплопотребления, теплоноситель подается под давлением в 12 атм. Для снижения напора горячей воды на нижних этажах многоквартирных домов используют регуляторы давления. Повысить напор теплоносителя на верхних этажах позволяет насосное оборудование
При пробном запуске отопительной системы следует проводить испытание таким образом, как давление воды в системе отопления. То есть – система запускается с давлением, которое превышает нормальное рабочее примерно в 1,5 раз. Это позволяет не только проверить качество радиаторов, но и обнаружить незначительные протечки и дефекты системы (если они присутствуют). Такой простой метод позволяет исправить некоторые неполадки до начала отопительного сезона, определив минимальное давление в системе отопления.
Расширительный бак подобрать для частного дома
Как правильно рассчитать объём расширительного бака
При обустройстве системы отопления важно правильно подобрать расширительный бак. Часто возникают сомнения: не слишком ли маленький? или, наоборот — зачем такой большой? Ведь, действительно, бывают баки на 5-8 литров, а бывают и на 300, 500, 1000 и больше! Кстати, вся размерная сетка представлена на нашем сайте в разделе Расширительные баки для отопления.
Давайте вместе разберемся, имеет ли размер значение?
Вспомним, для чего нужен в отопительной системе расширительный бачок. Расширительная ёмкость служит для компенсации изменения объёма воды или другого теплоносителя в замкнутых системах отопления и обеспечения постоянного давления. Другими словами, в расширительный бак поступает излишний объем горячей воды, образовавшийся вследствие нагрева. Бачок принимает на себя избыток воды, тем самым обеспечивая безопасность элементам системы и снижая потребление энергии.
Как устроен расширительный бак?
Бак представляет собой завальцованный или сварной металлический корпус с каучуковой мембраной-диафрагмой внутри. Конструктивно это может быть бачок на ножках или без них, горизонтального или вертикального исполнения.
На заводе-изготовителе в бак закачивается определенное количество воздуха или другого нейтрального газа. Это называется предустановленным заводским давлением, его значение указано на табличке с характеристиками бака. Предустановленное давление давит на диафрагму изнутри. При нагревании вода расширяется, но в замкнутом контуре ей некуда деться и она давит на мембрану. В результате вода поступает внутрь бака, а в системе отопления освобождается дополнительное пространство. При снижении температуры давление сжатого воздуха выталкивает остывшую воду обратно в трубопровод. Таким образом расширительный бак поддерживает в системе отопления постоянное давление.
Теперь, вспомнив теорию, можно перейти к практике. Возможно, формула расчета кому-то покажется сложной. Поэтому мы в этой статье предлагаем Вашему вниманию также таблицу приближенных объёмов расширительного бака для отопления
Формула расчета
V=e*C/(1-((Pпред+1)/(Pмакс+1)))
где
V — объём расширительного бака (в литрах)
e — коэффициент расширения воды
C — объём воды в системе (в литрах)
Р пред — предустановленное давление воздуха в баке (бар)
Р макс — максимальное давление в системе (бар)
Для Вашего удобства приводим таблицу, которая поможет Вам приближенно определить объём расширительного бака для Вашей системы отопления
| (Р пред) Предустановленное давление воздуха в баке (бар) | (Р макс) Давление в системе (бар) | (С) Объём воды в системе (л) | Ориентировочный объём ёмкости (в литрах) в зависимости от max рабочей температуры | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,5 | 1,0 | 100 | 3 | 4,7 | 6,7 | 9 | 11,5 | 14,3 | 17,3 |
| 0,5 | 1,5 | 100 | 1,9 | 3,0 | 4,2 | 5,6 | 7,2 | 8,9 | 10,8 |
| 0,5 | 2,0 | 100 | 1,5 | 2,4 | 3,4 | 4,5 | 5,7 | 7,1 | 8,6 |
| 0,5 | 2,5 | 100 | 1,3 | 2,1 | 2,9 | 3,9 | 5,0 | 6,2 | 7,6 |
| 1,0 | 1,5 | 300 | 11,4 | 17,7 | 25,2 | 33,7 | 43,1 |
53,5 |
64,8 |
| 1,0 | 2,0 | 300 | 6,8 | 10,6 | 15,1 | 20,2 | 25,9 | 32,1 | 38,9 |
| 1,0 | 2,5 | 300 | 5,3 | 8,3 | 11,8 | 15,7 | 20,1 | 25,0 | 30,2 |
| 1,0 | 3,0 | 300 | 4,5 | 7,1 | 10,1 | 13,5 | 17,2 | 21,4 | 25,9 |
| 1,5 | 2,5 | 500 | 13,2 | 20,7 | 29,4 | 39,3 | 50,3 | 62,4 | 75,6 |
| 1,5 | 3,0 | 500 | 10,1 | 15,8 | 22,4 | 29,9 | 38,3 | 47,5 | 57,6 |
| 1,5 | 3,5 | 500 | 8,5 | 13,3 | 18,9 | 25,2 | 32,3 | 40,1 | 48,6 |
| 1,5 | 4,0 | 500 | 7,6 | 11,8 | 16,8 | 22,4 | 28,7 | 35,7 | 43,2 |
| 2,0 | 3,0 | 1000 | 30,3 | 47,3 | 67,2 | 89,8 | 115 | 142,6 | 172,7 |
| 2,0 | 4,0 | 1000 | 18,9 | 29,5 | 42,0 | 56,1 | 71,9 | 89,1 | 108 |
| 2,0 | 5,0 | 1000 | 15,1 | 23,6 | 33,6 | 44,9 | 57,5 | 71,3 | 86,4 |
| 2,0 | 6,0 | 1000 | 13,2 | 20,7 | 29,4 | 39,3 | 50,3 | 62,4 | 75,6 |
| Максимальная рабочая температура (°С) | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 99 | ||
| (е) Коэффициент расширения воды при изменении температуры на 10 °С | 0,008 | 0,012 | 0,017 | 0,022 | 0,029 | 0,036 | 0,043 | ||
Просим обратить внимание, что этот расчет действителен при соблюдении некоторых условий.
Во-первых, расширительный бак и предохранительный клапан должны находиться на одном уровне.
Во-вторых, рабочая жидкость для данного расчета — вода. Для смеси воды и гликоля расчет будет отличаться с учетом коэффициента вязкости рабочей жидкости
В третьих, максимальное рабочее давление должно быть, по крайней мере, равным максимальному давлению в системе (давление может быть отрегулировано предохранительным клапаном)
Надеемся, что эта таблица поможет Вам корректно подобрать объём бака для отопления, который подойдет именно Вашей системе отопления. Помните, что лучше немного больше, чем меньше.
Хотелось бы немного остановиться на месте расположения расширительного бака в замкнутой системе отопления
Схема автономного отопления: основные элементы системы
Для того, чтобы сделать систему отопления частного дома, в первую очередь необходимо создать схему с указанием всех основных элементов системы и материалов, которые будут использоваться. Тут приводим базовую схему расположения компонентов контура отопления
Элементы, которые будут использоваться в системе отопления, могут отличаться в зависимости от проекта, но основная их часть понадобится в любом случае
КОТЕЛ — может быть газовый, твердотопливный или электрический
ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ НАСОС — толкает воду от котла к потребителю (радиаторам, контурам теплого пола и т.п.)
РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАК — нужен для компенсации расширения теплоносителя вследствие его нагрева в закрытых системах отопления
ОБРАТНЫЙ КЛАПАН — служит для предотвращения движения воды в обратном направлении
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН — позволяет «сбросить пар» от перегретого теплоносителя
ВОЗДУХООТВОДЧИК — предотвращает завоздушивание системы отопления, продлевает срок службы насоса и других элементов системы отопления
МАНОМЕТР — позволяет контролировать текущее давление в системе
СМЕСИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН или попросту ТРОЙНИК — соединяет контур системы
ЗАДВИЖКА или КРАН — нужна для перекрытия системы отопления в необходимых местах. Для удобного демонтажа элементов системы для ремонта или диагности советуем использовать краны с быстросъёмными накидными гайками (кран-американка)
Также может пригодится РЕДУКТОР ДАВЛЕНИЯ, СМЕСИТЕЛЬ-ТЕРМОСТАТ, АНТИКОНДЕНСАЦИОННЫЙ КЛАПАН и другие элементы
На приведенной схеме арматурные и контрольные элементы расположены по отдельности. Но для удобства пользователя промышленность выпускает так называемую арматуру в сборе. Для примера приведем:
группа безопасности котла — сборный сепаратор воздуха, укомплектованный воздухоотводчиком. предохранительным клапаном и манометром
сборный коллектор равномерного распределения теплоносителя и контроля уровня тепла в системе теплого пола
На нашем сайте представлен широкий выбор циркуляционных насосов для бытового и промышленного использования разных производителей. Особое внимание хочется уделить циркуляционным насосам от датского «короля насосов» Grundfos». У нас есть как стандартные трехсткоростные, так и энергосберегающие насосы со встроенным частотным преобразователем. Энергосберегающими насосы Grundfos названы не зря — они действительно существенно экономят потребление электроэнергии, которая дорожает с каждым днем. Например насос Грундфос ALPHA1 L 25-60 потребляет всего от 4 до 45 Вт в зависимости от выбранного режима работы.
Также можно выбрать расширительный бак итальянских производителей Zilmet, Aquasystem Elbi или Imera нужного Вам объема. Как это делать, Вы уже знаете из формулы расчета в начале этой статьи.
Если Вам нужна дополнительная консультация по подбору объёма расширительного бака для отопления, обращайтесь в наш отдел продаж. Мы с удовольствием ответим на все Ваши вопросы и окажем помощь в выборе бака и других комплектующих системы отопления.
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 бакаБак 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 бакаОткрытая система отопления
Установка осуществляется в верхней точке системы, как правило, вверху разгонного коллектора. При этом не требуется установка запорной арматуры.
Закрытая система отопления
Оптимально устанавливать расширительный бак в том месте, где течение воды наиболее близко к ламинарному, а в отопительной системе минимум завихрений. Можно разместить расширительный бак перед циркуляционным насосом.
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.
Константа расширения жидкости около 4%, для систем в которых используется обычная вода с максимальной температурой нагрева 95 градусов Цельсия. Если вместе воды закачивается элиленгликоль, то коэффициент расширения можно вычислить так:
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.
DS — значения давления начальной зарядки мембранного бака исходя из постоянного значения в пол атмосферы на 5 метров протяженности отопительной системы.
В итоге получается, что если общая площадь помещения, в котором оборудуется система отопления, равна 400 кв. м., максимальная верхняя точка системы равна 5 м, и расчётная мощность оборудования 44 кВт, то требуемый объем бачка при таких значениях будет:
КЕ 44х15=660л.DV 2,5 бар; DS =0.5 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.
Также для стандартных элементов отопительной системы существуют стандартные примерные значения:
1. Радиаторы около 10,5 л.
2. Теплые полы и другие греющие поверхности 17,0 л.
3. Конвекторы 7,0 л.
Коэффициент увеличения-расширения объёма воды и водогликолевой смеси в зависимости от температурных показателей:
|
°С |
Содержание гликоля, % | |||||||
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
70 |
90 |
|
0 |
0,00013 |
0,0032 |
0,0064 |
0,0096 |
0,0128 |
0,0160 |
0,0224 |
0,0288 |
|
10 |
0,00027 |
0,0034 |
0,0066 |
0,0098 |
0,0130 |
0,0162 |
0,0226 |
0,0290 |
|
20 |
0,00177 |
0,0048 |
0,0080 |
0,0112 |
0,0144 |
0,0176 |
0,0240 |
0,0304 |
|
30 |
0,00435 |
0,0074 |
0,0106 |
0,0138 |
0,0170 |
0,0202 |
0,0266 |
0,0330 |
|
40 |
0,0078 |
0,0109 |
0,0141 |
0,0173 |
0,0205 |
0,0237 |
0,0301 |
0,0365 |
|
50 |
0,0121 |
0,0151 |
0,0183 |
0,0215 |
0,0247 |
0,0279 |
0,0343 |
0,0407 |
|
60 |
0,0171 |
0,0201 |
0,0232 |
0,0263 |
0,0294 |
0,0325 |
0,0387 |
0,0449 |
|
70 |
0,0227 |
0,0258 |
0,0288 |
0,0318 |
0,0348 |
0,0378 |
0,0438 |
0,0498 |
|
80 |
0,0290 |
0,0320 |
0,0349 |
0,0378 |
0,0407 |
0,0436 |
0,0494 |
0,0552 |
|
90 |
0,0359 |
0,0389 |
0,0417 |
0,0445 |
0,0473 |
0,0501 |
0,0557 |
0,0613 |
|
100 |
0,0434 |
0,0465 |
0,0491 |
0,0517 |
0,0543 |
0,0569 |
0,0621 |
0,0729 |
Определение заряда расширительного бака со стороны воздуха
Майкл Хауш из Housh Home Energy в Огайо написал этот совет, чтобы помочь техническим специалистам определить заряд со стороны воздуха в резервуаре высокого давления. Спасибо, Майкл!
Определение расхода воздуха на стороне расширительного бачка в системе водяного отопления является относительно простой задачей. Заряженный бак надлежащего размера предназначен для поддержания давления в системе примерно на 5,0 фунтов на квадратный дюйм ниже, чем давление сброса давления, когда система находится при максимальной рабочей температуре.
Надлежащая заправка со стороны воздуха равна статическому давлению жидкости на входе в резервуар, плюс дополнительный запас 5,0 фунтов на квадратный дюйм для давления в верхней части системы. Перед добавлением воды в систему необходимо проверить и отрегулировать воздушную сторону бака. Если резервуар уже установлен и в системе имеется давление, необходимо сбросить давление в резервуаре до 0 фунтов на квадратный дюйм перед проверкой давления в резервуаре.
Формула для расчета давления на стороне воздуха относительно проста и напрямую связана с самой высокой точкой в системе от входа расширительного бака.
Па = H * (Dc / 144) + 5
Где:
Па = давление на стороне воздуха в расширительном баке (фунт / кв. Дюйм)
H = высота от входа в бак до самой высокой точки в системе (футы)
Dc = плотность воды в самом холодном состоянии / при обычном наполнении (фунт / фут 3 )
На приведенном выше графике показана зависимость между плотностью воды и температурой в диапазоне от 50 ° F до 250 ° Ф.
Многие «практические» уравнения для гидравлических систем основаны на том, что плотность воды при 60 ° F составляет 62.37, поэтому мы могли бы упростить приведенное выше уравнение в уравнение большого пальца, сначала решив для плотности (Dc). ( Примечание: формулы, которые мы используем при расчете GPM для гидравлической системы, также используют базовый уровень 60 ° F. Мы опубликовали статью о расчетах GPM для гидронной системы, которую вы можете прочитать ЗДЕСЬ .)
Dc = 62,37 / 144 = 0,433
Подстановка «Dc» в исходное уравнение даст нам немного менее сложное уравнение, которое можно использовать в качестве практического правила для определения давления на стороне воздуха.
Па = H * 0,433 + 5
Ниже приведен график, который показывает нам это практическое уравнение и необходимое давление на стороне воздуха в зависимости от высоты трубопровода системы.
—Michael H.
СвязанныеРазмеры расширительного бака, ввод в эксплуатацию и техническое обслуживание
Определение размера расширительного бака
Тщательный расчет размера расширительного бака имеет решающее значение для правильного функционирования системы.
Коэффициент расширения
Рассчитайте коэффициент расширения для вашей системы, рассчитав разницу между температурой воды в холодной системе (нагрев выключен) и максимальной рабочей температурой.
| ° C | 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 |
Система отопления
Формула определения размера расширительного бака следующая (на основе закона Бойлса):
]]>| Vf | = | e x C | = | Vu |
|---|---|---|---|---|
| 1 — (Pi / Pf) | 1 — Pi / Pf |
| Vu | = | Общий полезный объем бака = Vi-Vf |
| Ви | = | Начальный объем |
| Vf | = | Окончательный объем |
| e | = | Коэффициент расширения |
| Pi | = | Начальное давление наддува (абсолютное) резервуара. Это давление не должно быть ниже гидростатического давления в точке подключения резервуара к системе. |
| Pf | = | Максимальное рабочее давление (абсолютное) предохранительного (предохранительного) клапана с учетом разницы уровней между резервуаром и предохранительным клапаном. |
| С | = | Общая емкость системы по воде в литрах: бойлер, трубопроводы, радиаторы и т. Д. (в общем случае C составляет от 4 до 8 литров на каждый кВт мощности котла) |
| Примечание: Расчеты должны выполняться в абсолютном давлении e.грамм. 100 кПа = 200 кПа абсолютное. В стандартных системах отопления: | ||
| e | = | 0,04318 (Tmax = 99 ° C, Tmin = 10 ° C, Δt = 89 ° C, C = 0,035) |
Система охлаждения
Формула определения размера емкости выглядит следующим образом (на основе закона Бойлса):
]]>| Vf = | e x C |
|---|---|
| 1 — (Pi / Pf) |
В стандартных системах охлаждения:
]]>| e | = | 0.011 (Tmax = 50ºC, T min = 4ºC) |
| Pi | = | Максимальное давление в установке, соответствующее максимальной достижимой температуре , равной температуре окружающей среды, , которую рекомендуется установить на уровне 50ºC |
| Pf | = | Конечное рабочее давление, достигнутое при минимальной температуре с использованием 4ºC |
| Пример | ||
| С | = | 500 литров |
| Pi | = | 150 кПа (250 кПа абс.) |
| Pf | = | 400 кПа (500 кПа абс.) |
| В | = | 0.04318 x 500 = 43,2 литра |
| 1 | – | (250/500) |
Выбрать бак ближайшего размера 50 литров
Расчет давления предварительной зарядки расширительного бака
Используйте приведенный ниже расчет, чтобы правильно определить давление предварительной зарядки расширительного бака:
]]>| Pi | = | [Hm x 10] + 20 кПа |
| где: | ||
| Pi | = | Начальное давление наддува (абсолютное) резервуара |
| Hm | = | Высота системы (в метрах) над местом расположения расширительного бачка |
Установка
]]>- Расширительный бак должен быть установлен на стороне всасывания системного насоса и предпочтительно в самой холодной части системы e.грамм. по возвращении в котел.
- Убедитесь, что температура воды, поступающей в резервуар, ниже 70 ° C, чтобы предотвратить преждевременный выход из строя диафрагмы. Если температура воды выше 70ºC, необходимо установить промежуточный бак между расширительным баком и системой.
- Расширительный бак должен быть оснащен запираемым сервисным клапаном и точкой слива. Это необходимо для обеспечения надлежащего обслуживания резервуара в будущем.
- Расширительный бак должен быть установлен с предохранительным клапаном между баком и запираемым рабочим клапаном, чтобы защитить бак от ситуаций избыточного давления.
- Номинальное значение предохранительного клапана не должно превышать безопасное рабочее давление расширительного бака.
Ввод в эксплуатацию
Для ввода в эксплуатацию расширительного бака выполните следующие 4 этапа:
- Отключить
- Изолируйте расширительный бак от системы с помощью запираемого рабочего клапана. Это очень важно для получения точных показаний давления.
- Отсоедините от системы и слейте воду из бака.
- Тест
- Рассчитайте правильное давление предварительной зарядки расширительного бачка.
- Проверить давление предварительной зарядки в расширительном баке через клапан Шредера.
- Заряд
- Заправьте расширительный бак до нужного давления (см. Примечание по расчету давления предварительной зарядки) через клапан Шредера, используя воздушный компрессор или баллон с азотом.
- Еще раз проверьте заправку бака, чтобы убедиться, что предварительное давление сохраняется. При обнаружении утечки потребуется замена клапана Шредера или расширительного бачка.
- Переподключить
- Подсоедините расширительный бачок к системе.
- Подайте давление в системе и проверьте на предмет утечек.
Техническое обслуживание
Для обслуживания расширительного бачка выполните следующие 5 шагов:
- Проверить
- Проведите визуальную проверку расширительного бачка, чтобы убедиться в отсутствии явных повреждений или коррозии.
- Чтобы проверить целостность диафрагмы, нажмите
на клапан Шредера.Если вода выходит из клапана, значит, диафрагма разорвана, и расширительный бачок требует замены. - Отключить
- Изолируйте расширительный бак от системы с помощью запираемого рабочего клапана. Это очень важно для получения точных показаний давления.
- Отсоедините от системы и слейте воду из бака.
- Тест
- Подсчитайте правильный расширительный бак
(см. Примечание по расчету давления предварительной зарядки) - Проверить давление предварительной зарядки в расширительном баке через клапан Шредера.
- Заряд
- Заправьте расширительный бак до нужного давления предварительной зарядки через клапан Шредера, используя воздушный компрессор или баллон с азотом.
- Еще раз проверьте заправку бака, чтобы убедиться в сохранении давления. При обнаружении утечки потребуется замена клапана Шредера или расширительного бачка.
- Переподключить
- Подсоедините расширительный бачок к системе.
- Подайте давление в системе и проверьте на предмет утечек.
Давление холодного наполнения — Емкости для расширения и сжатия — Часть 4
| Версия для печати (PDF) Давление холодного наполнения определяется как начальное давление, необходимое для подъема воды от точки показания манометра к верхней части системы, плюс 4 фунта на кв. Дюйм изб. Для принудительной вентиляции.Это утверждение справедливо для систем от охлажденной воды до систем отопления до 220 ° F. При температуре от 220 ° F до 250 ° F обратитесь к руководству по обучению компании Bell and Gossett Air Management, которое можно получить в компании R L Deppmann, обслуживающей Мичиган и Огайо, или у местного представителя B&G в других частях земного шара. Обычно мы определяем «холодную» как температуру воды, поступающей в гидравлическую систему во время ее заполнения. При проверке надлежащего давления холодного наполнения в существующей системе позвольте воде циркулировать без нагрева, пока она не станет близкой к комнатной температуре. Чтобы рассчитать «Давление наполнения», возьмите высоту системы над манометром, разделите на 2,31 и прибавьте к ней 4 фунта на кв. Дюйм. Давление холодного наполнения в приведенном ниже примере является настройкой редукционного клапана (PRV). Давление «наполнения» в баке сжатия или расширения может быть немного больше или меньше в зависимости от высоты бака по сравнению с уровнем PRV.
Предположим, что бак сжатия в приведенном выше примере находится примерно на 9 футов выше редукционного клапана. Поскольку 9 футов составляют около 3,9 фунтов на квадратный дюйм, мы бы сказали, что давление заполнения в баке составляет 13 фунтов на квадратный дюйм. (17 фунтов на кв. Дюйм минус 3,9 фунта на кв. Дюйм, изб. Составляет около 13 фунтов на кв. Дюйм, изб.) Next Monday Morning Minute расскажет о разнице между системами компрессионного и расширительного баков. | |
Заявление об ограничении ответственности: R. L. Deppmann и его аффилированные лица не несут ответственности за проблемы, вызванные использованием информации на этой странице. Хотя эта информация исходит из многолетнего опыта и может быть ценным инструментом, она может не учитывать особые обстоятельства в вашей системе, и поэтому мы не можем нести ответственность за действия, вытекающие из этой информации. Если у Вас возникнут вопросы, обращайтесь к нам.
Архивы — Нажмите здесь, чтобы увидеть прошлые статьи
Заявление об ограничении ответственности: R. L. Deppmann и его аффилированные лица не несут ответственности за проблемы, вызванные использованием информации на этой странице. Хотя эта информация исходит из многолетнего опыта и может быть ценным инструментом, она может не учитывать особые обстоятельства в вашей системе, и поэтому мы не можем нести ответственность за действия, вытекающие из этой информации. Если у Вас возникнут вопросы, обращайтесь к нам.
PEX, Сантехника, отопление, оборудование для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
Как правильно определить размер и выбрать расширительный бак
При нагревании вода расширяется и увеличивается в объеме. Поскольку вода считается несжимаемой, в системе с замкнутым контуром это тепловое расширение оказывает невероятное давление на трубопровод и компоненты всей системы. Если не устранить проблему, давление воды может вызвать утечки и даже полный разрыв трубопровода. Расширительные баки обеспечивают дополнительное пространство для расширенной воды и снижают давление в системе.Помимо этого, отсутствие расширительного бака позволит давлению открыть ваш предохранительный клапан, что приведет к потере энергии, сокращению срока службы системы и общей потенциальной угрозе безопасности.
Расширительный бак — это просто емкость с воздухом, отделенная от воды диафрагмой.
Когда система отопления заполнена холодной водой, давление предварительной зарядки расширительного бака равно давлению наполнения, что приводит к тому, что диафрагма расширительного бака полностью прилегает к резервуару.Когда температура воды в системе увеличивается, расширяющаяся вода поглощается расширительным баком. После того, как температура воды достигнет максимума и начнет снижаться, диафрагма возвращает охлажденную воду обратно в систему.
Типы расширительных баков
Доступно несколько типов расширительных баков в зависимости от потребностей вашей системы. В системах бытового горячего водоснабжения используются расширительные баки Amtrol Therm-X-Trol. Для систем лучистого и водяного отопления следует использовать Extrol от Amtrol, Radiant Extrol или расширительный бак Fill-Trol.
Выбор подходящего размера для расширительного бачка
Перед покупкой расширительного бачка вы должны выяснить, какого размера расширительный бачок потребуется вашей системе. Решение будет основано на двух факторах. Первый — это вместимость вашего водонагревателя или бойлера в галлонах. Эта информация будет на заводской этикетке вашего водонагревателя или бойлера. Второй — давление воды в вашей трубопроводной системе. Для сантехники эту информацию можно получить, прикрепив небольшой датчик к любому крану или позвонив в местную компанию по водоснабжению.Для систем водяного и лучистого отопления давление в системе обычно не превышает 30 фунтов на квадратный дюйм.
Если приобретаемый вами расширительный бак меньше, чем требуется для вашей системы, избыточное давление расширяющейся горячей воды вызовет сброс предохранительного клапана. С другой стороны, нет проблем с расширительным бачком большего размера, чем требуется вашей системе. Фактически, если вы не уверены, что ваш расширительный бак сможет безопасно разместить вашу систему, обычно выбирают расширительный бак, который на один размер больше, чем требуемый размер.Как правило, при работе с расширительными бачками лучше увеличить размер, чем уменьшить.
Сантехника
Therm-X-Trol
Расширительные баки Therm-X-Trol изготовлены из цветных металлов, что делает их пригодными для использования в системах горячего водоснабжения.
Характеристики расширительных баков Therm-X-TrolКрепление водонагревателя и арматуры
Устраняет потери воды и энергии
Гарантирует, что предохранительные клапаны не открываются
Снижает опасное повышение давления
Таблицы размеров
Бытовые приложения (до 150 * F)Коммерческие приложения (до 180 * F)
Применение в системах водяного отопления
Extrol и Fill-Trol
Расширительные бакиExtrol используются гораздо чаще, чем расширительные баки Fill-Trol.Фактически, единственная разница между ними заключается в том, что расширительные баки Fill-Trol оснащены специально разработанным заправочным клапаном, снижающим давление. Для расширительных баков Extrol требуется отдельный заправочный клапан.
Размеры резервуаров Extrol и Fill-Trolучитывают дополнительный фактор. На вашем котле, скорее всего, будет напечатана информация о производительности в БТЕ / час. Модели Extrol и Fill-Trol имеют одинаковые размеры и сопоставимые размеры.
Характеристики расширительного бака Extrol- Обеспечивает постоянное отделение воды в системе от воздуха
- Регулирует и нормализует давление воды в системе
- Использует диафрагму из бутила / EPDM для гораздо лучшего удержания воздуха, чем из натурального каучука.
- Простая установка
Характеристики расширительного бака Fill-Trol
- Не требует отдельного автоматического клапана наполнения
- Те же характеристики и модель, что и обычный расширительный бак Extrol
Таблица размеров
Применение лучистого отопления
Радиант Extrol
Расширительные бакиRadiant Extrol предназначены для работы в системах поверхностного отопления как с открытым, так и с закрытым контуром, а также подходят для таяния снега.
При выборе расширительных баков Radiant Extrol еще одним фактором, который следует учитывать при их выборе, являются размер и длина используемых вами трубок.
Характеристики расширительных баков Radiant Extrol- Специально разработан для высокоэффективных излучающих систем
- Подходит для барьерных и небарьерных систем PEX
- Подходит для использования с гликолем
- Соединение из цветных металлов, устойчивое к коррозии.
Таблица размеров
Тепловые расширительные баки: Часть 2 — Подбор размеров
Как подобрать тепловые расширительные баки для систем горячего водоснабжения
В первой части этой серии мы рассмотрели, где необходимы расширительные баки.Когда определено, что резервуар должен быть включен в водопроводную систему, следующей задачей является определение правильного размера для резервуара. Обращение к таблицам размеров в каталоге производителя расширительного бака — самый простой, хотя и не лучший метод определения размеров баков теплового расширения. В таблицах размеров, предоставленных производителями, указаны номер модели и размер бака в зависимости от объема водонагревателя и давления в системе. Эти таблицы, однако, основаны на трех важных предположениях, о которых нужно знать дизайнерам.
Первый , для большинства производителей таблицы основаны на максимально допустимом линейном давлении 150 фунтов на квадратный дюйм. Это максимально допустимое рабочее давление большинства водонагревателей и расширительных баков. Это также настройка предохранительного клапана водонагревателя. Другими словами, резервуар теплового расширения, если он выбран по таблицам, может выдержать тепловое расширение до давления в системе 150 фунтов на квадратный дюйм, которое является точкой сброса для предохранительного клапана водонагревателя. Помните, что цель расширительного бака — избежать сброса давления через предохранительный клапан.Лучшей альтернативой является расчет расширительного бака для максимального допустимого давления 135 фунтов на кв. Дюйм, что на 10% ниже уставки предохранительного клапана.
Второй , таблицы производителя основаны на предварительном давлении в баке 40 фунтов на квадратный дюйм. Предварительная зарядка — это давление воздуха на воздушной стороне камеры резервуара. Эта настройка, кстати, не основана на инженерных принципах, а является ограничением Министерства транспорта на транспортировку цистерн. Чтобы уменьшить размер расширительного бака, давление воздуха предварительной зарядки должно быть установлено равным линейному давлению системы, а не давлению предварительной зарядки резервуара 40 фунтов на кв. Дюйм, которое установлено на заводе.(Примечание: если размер расширительных баков рассчитан инженером на основе давления воздуха предварительной зарядки, равного давлению в линии, то в чертежах и спецификациях трубопроводов подрядчик должен указывать необходимость заправки расширительного бака давлением воздуха, равным давлению в линии.) Таблица основана на давлении предварительной зарядки бака 40 фунтов на квадратный дюйм, они не позволяют точно определить размер расширительного бака, когда давление предварительной зарядки равно давлению в трубопроводе.
Третий , таблицы размеров большинства производителей основаны на повышении температуры хранимой воды на 40 0 F.Задумайтесь об этом на мгновение. Размер водонагревателя обычно рассчитывается исходя из перепада температур 100 0 F. Например, часто мы предполагаем, что холодная вода поступает в водонагреватель при температуре 40 0 F и нагревается и хранится при 140 0 F. Если мы проектируем водонагреватель для повышения температуры воды на 100 0 F, консервативный подход состоит в том, чтобы подобрать размер бака для теплового расширения, чтобы он соответствовал количеству расширения воды в результате того же повышения температуры 100 0 F.Это, конечно, наихудший сценарий (полное опорожнение бака и заполнение холодной водой 40 0 F). Расчет расширительного бака, основанный только на повышении температуры на 40 0 F, менее чем консервативен.
Чтобы спроектировать расширительный бак для максимально допустимого давления менее 150 фунтов на квадратный дюйм, давления воздуха предварительной зарядки, отличного от 40 фунтов на квадратный дюйм, и перепада температур более 40 0 F, мы не можем обращаться к таблицам производителя. Кроме того, в больших системах размеры резервуаров для хранения часто превышают значения, указанные в таблицах.Так что же нам делать? Мы должны рассчитать надлежащий размер расширительного бака, используя инженерных уравнений . Вот упрощенный метод определения размеров расширительных баков. Более подробный метод представлен в Руководстве по проектированию ASPE, том 4.
Для выбора расширительного бака необходимо определить общую вместимость бака и приемочный объем. Общая емкость бака — это объем бака. Приемный объем — это количество воды, которое резервуар будет принимать при давлении воздуха на воздушной стороне диафрагмы.
Сначала определите объем расширения воды в вашей системе. Это объем воды, который должен будет вместить расширительный бак, который также называется «приемным объемом». Объем расширенной воды зависит от удельного объема воды при входящей температуре и температуре нагрева, а также от объема хранимой воды.
(1) V ACC = V T x (Vs 2 / VS 1 — 1)
где,
В ACC = Допустимый объем (галлоны)
Vs 2 = Удельный объем воды при температуре нагрева, (футы 3 / фунт)
Vs 1 = Удельный объем воды при температуре на входе, (футы 3 / фунт)
V T = Объем накопительного бака водонагревателя (галлонов)
Удельный объем насыщенной воды при различных температурах можно найти в таблицах термодинамических свойств или в удобной таблице в ASPE Data Book, том 2, таблица 6-5 «Термические свойства воды».Вот хорошее число, которое следует запомнить. Вода, нагретая с 40 0 F до 140 0 F, расширится на 1,7%. Например, предположим, что у нас есть водонагреватель на 120 галлонов, и вода нагревается с 40 0 F до 140 0 F.
В ACC = 120 (0,01629 / 0,01602 — 1) = 120 (0,017) = 2,0 галлона
Это количество воды, которое должен принять расширительный бак для предотвращения скачков давления в системе. Я знаю, что это упрощенный подход.Я проигнорировал расширение бака нагревателя и трубопровода горячей воды. По моему опыту, влияние этих факторов невелико и мало влияет на окончательный выбор танка.
Имейте в виду, что когда мы завершаем расчеты, мы выбираем расширительные баки, которые прибывают с довольно большими приращениями размера. Вот почему включение факторов, которые не оказывают существенного влияния на общую величину необходимого теплового расширения, можно смело исключить из расчетов. Если вы хотите быть более точным, уравнения, приведенные в Руководстве по проектированию ASPE, включают расширение материала трубы.
Кстати, я тоже не утруждаюсь поправкой на высоту. Обычно нам не нужна такая точность. Кроме того, поскольку в расчетах мы предполагаем 100-градусный перепад температуры воды, у нас есть некоторый встроенный консерватизм.
Последний шаг — определение общей емкости расширительного бачка. Уравнение для общей емкости расширительного бака выводится из закона Бойля. Когда давление предварительной зарядки сравняется с давлением в трубопроводе, используйте уравнение (2) ниже.
(2) V ET = V ACC / (1-P 1 / P 2 )
где,
P 1 = Статическое давление в водяной линии, (фунт / кв. Дюйм)
P 2 = Максимальное требуемое давление в баллоне, (фунт / кв. Дюйм)
В ACC = Приемный объем, (галлоны)
V ET = Общий объем расширительного бачка, (галлонов)
( Обратите внимание, что это абсолютное давление (фунт / кв. Дюйм).Добавьте 14,7 к манометрическому давлению, чтобы преобразовать его в абсолютное давление. Также обратите внимание, что это уравнение предполагает, что предварительное давление воздуха равно давлению в трубопроводе. Это уравнение не следует использовать, если давление предварительной зарядки не равно давлению в трубопроводе.)
Если расширительный бак имеет допустимое рабочее давление 150 фунтов на квадратный дюйм, я использую 149,7 фунтов на квадратный дюйм (135 + 14,7 = 149,7) для P 2 , что на 10% ниже уставки предохранительного клапана. Используя приведенный выше пример, предположим, что фактическое давление в трубопроводе и давление предварительной зарядки составляет 80 фунтов на квадратный дюйм.
V ET = 2,0 / (1 — 94,7 / 149,7) = 5,44 галлона
Учитывая расчетную общую емкость резервуара 5,44 галлона и приемочную емкость 2 галлона, проконсультируйтесь с данными производителя и выберите резервуар, который соответствует вашему конкретному применению.
Если давление предварительной зарядки не равно давлению в трубопроводе, уравнение (2) использовать нельзя. Соответствующее уравнение для давления предварительной зарядки, которое не равно давлению в трубопроводе, — это уравнение 3 ниже.
(3) V ET = V ACC / [(P 1 / P 2 ) — (P 1 / P 3 )]
где,
P 1 = Давление предварительной зарядки, (psia)
P 2 = Статическое давление воды в линии, (psia)
P 3 = Максимальное требуемое давление в баллоне (фунт / кв. Дюйм)
В ACC = Приемный объем, (галлоны)
V ET = Общий объем расширительного бачка, (галлонов)
Для предыдущего примера, если расширительный бак имеет заводскую предварительную заправку 40 фунтов на кв. Дюйм, и давление в линии не увеличивается до 80 фунтов на квадратный дюйм, то требуемая общая емкость расширительного бака увеличивается с 5.От 4 галлонов до 9,4 галлона.
Некоторые производители теперь также размещают на своих веб-сайтах калькуляторы размеров, основанные на этих инженерных уравнениях. Щелкните здесь, чтобы увидеть пример.
Описанный выше метод определения размеров предназначен для баков теплового расширения, установленных в системе горячего водоснабжения. Если вы подбираете размеры баков для системы подкачивающего насоса, процедура будет другой.
Для предложений относительно будущих сообщений в блогах, сделайте предложение.
Общие сведения о расширительных баках | Emerson Swan, Inc.Блог
Один из самых недооцененных и неправильно понятых компонентов системы водяного отопления — это расширительный бак. При проектировании системы отопления обычно тщательно рассчитываются потери тепла и размер котла. Размеры циркуляционного насоса зависят от длины и теплопроводности трубопровода. Что касается расширительного бачка, большинство парней просто устанавливают бак того же размера, что и всегда. Фраза: «Мы всегда так делали». приходит на ум. Как ни странно, в большинстве случаев это работает.Проблемы возникают тогда, когда не получается. Наиболее частым признаком недостаточного размера расширительного бачка является срыв предохранительного клапана. Чтобы избежать этого, установщик должен понимать функцию резервуара и важность правильного определения размеров.
Начнем с основ. Все мы знаем, что вещи расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Вода ничем не отличается, и это становится основным фактором в системе водяного отопления с замкнутым контуром. При установке новой системы вы заполняете трубы водой с температурой от 40 до 50 градусов и удаляете воздух.Затем, когда вы запустите котел и нагреете воду до 180 градусов, вода расширится. По мере того, как вода нагревается, объем увеличивается. Без компенсации этого расширения воды давление в системе возрастет, и при 30 фунтах предохранительный клапан откроется. Расширительный бак предназначен для компенсации этого увеличения объема воды в системе с замкнутым контуром. Вода не сжимается, а воздух — и в расширительном баке используется подушка из сжатого воздуха, чтобы принять этот увеличенный объем воды по мере ее нагрева.
Расширительные баки старого образца, установленные между балками пола в потолке подвала, были сделаны из стали и имели отводы для воды, воздухозаборника и указатель уровня воды. Когда система была заполнена, вода поступала в резервуар и сжимала воздух сверху. По мере того, как вода нагревается, уровень в резервуаре повышается, а воздух сжимается еще больше. В конце концов, воздушная подушка впитается в воду, и резервуар станет заболоченным. Это, конечно, приводило к повышению давления, что приводило к срабатыванию предохранительного клапана и всегда приводило к обращению в сервисный центр.
В начале 60-х годов был разработан современный мембранный бак. В нем используется резиновая диафрагма для постоянного отделения воды в системе от сжатого воздуха в резервуаре, что устраняет проблему заболачивания. Эти резервуары стали популярными, потому что они были небольшими и компактными, недорогими и нуждались в гораздо меньшем количестве водопровода. Однако этот тип резервуара все еще может вызвать потенциальные проблемы, если он не имеет надлежащего размера.
Давайте рассмотрим пять вещей, которые нам нужно знать, чтобы правильно определить размер расширительного бачка с диафрагмой.
Давление заполнения — В системе с замкнутым контуром статическая высота трубопровода имеет значение только при заполнении системы. Один фунт на квадратный дюйм (PSI) давления воды требуется на каждые 2,31 фута статической высоты. В среднем двухэтажном доме с котлом в подвале мы должны поднять воду примерно на 16 футов, для чего потребуется около семи фунтов на квадратный дюйм. Чтобы обеспечить положительное давление и облегчить удаление воздуха, мы должны добавить к нему еще пять фунтов на квадратный дюйм. Редукционные клапаны давления (PRV) настроены на заводе на 12 фунтов на квадратный дюйм, а расширительные баки предварительно заправлены на те же 12 фунтов на квадратный дюйм.В большинстве случаев предварительного заряда 12 фунтов на квадратный дюйм достаточно, но если высота системы превышает 16 футов, редукционный клапан должен быть отрегулирован выше, а объем воздуха в резервуаре должен быть соответственно увеличен. Датчик для шин и велосипедный насос — все, что вам нужно для этого. Всегда помните, что бак должен быть изолирован от системы при проверке давления. При проверке давления в резервуаре давление в системе необходимо сначала снизить до нуля и изолировать резервуар с помощью запорного клапана.Если вы не выполните эту процедуру, вы не будете считывать давление в баллоне; вы читаете давление в системе.
Давление сброса — Нам нужно знать это, чтобы определить размер бака. Большинство клапанов сброса давления в жилых помещениях имеют давление 30 фунтов на квадратный дюйм.
Температура заполнения — Когда вы заполняете систему водопроводной водой, температура обычно составляет около 50 градусов.
Средняя температура воды — Это нормальная максимальная температура котла.Чем больше мы нагреваем воду, тем больше она расширяется.
Общее содержание воды — Это очень важно для определения размера резервуара. В старых гравитационных системах, которые были преобразованы в принудительную циркуляцию, будет намного больше воды, чем в новой системе плинтусов. Медная труба в три четверти дюйма содержит 0,025 галлона воды на погонный фут, а стальная труба с половиной дюйма содержит 0,106. Измерьте общий отснятый материал и умножьте на соответствующее количество. Затем добавьте воду в котле и оставьте пару дополнительных галлонов для фактора помадки.
При определении размера расширительного бака существует множество факторов, и любые необычные отклонения в любой из этих областей могут существенно повлиять на размер бака. Производители имеют большой опыт в этом отношении и разработали рекомендательные таблицы, основанные на средних системах. Глядя на диаграмму, вы можете видеть, что для систем с более высоким содержанием воды, таких как чугунные радиаторы и плинтусы, потребуется резервуар большего размера, чем для систем с медными плинтусами.
Taco Comfort Solutions: инструменты выбора
Квартир:Позволяет пользователю указать единицы измерения, которые будут использоваться для указания входные и выходные параметры.Программа выбора расширительного бака предлагает варианты единиц США (английский) или СИ (международная система).
Тип жидкости:
Нажав на
Тип жидкости Капля
Меню вниз будет
разрешить пользователю
сделать расширение
Выбор резервуаров
на основе
Типы жидкостей.
Материал трубы:
Щелчок по раскрывающемуся меню материала трубы позволит пользователю указать либо
Медная или стальная труба для измеряемой системы.
Объем системы (галлоны):
Введите общий объем жидкости в системе.Общий объем системы должен включать
количество жидкости в системе трубопроводов (включая все клапаны и фитинги), а также в
насосы и другое оборудование в системе.
Минимальная начальная температура наполнения или рабочая температура (F):
Введите минимальную либо начальную температуру наполнения, либо минимально ожидаемую
Рабочая Температура. Эта температура будет использоваться для установления нижнего уровня
рабочий диапазон, для которого рассчитывается расширение жидкости в системе.В качестве
таким образом, это должна быть самая низкая температура, которую система может когда-либо ожидать.
видеть. Например, в системе отопления минимальная температура, вероятно, будет
температура воды при заполнении системы (приблизительно 50-55F). В холодном
водяной системе, минимальная температура, вероятно, будет достигнута, пока система
работает и будет равна расчетной температуре на выходе из чиллера. В
допустимый диапазон для этого значения составляет от 40,0 до 240,0 F.
Максимальная расчетная температура (F):
Введите максимальную ожидаемую температуру системы.Эта температура будет использоваться для
установить наивысший уровень рабочего диапазона, для которого расширение
рассчитывается жидкость в системе. Таким образом, это должна быть самая высокая температура, при которой
система когда-либо ожидает увидеть. Например, в системе отопления максимальная
температура, вероятно, будет температурой воды, выходящей из источника тепла.
(котел). В системе с охлажденной водой максимальная температура, вероятно, будет
в жаркий летний день, когда система не работает на техническое обслуживание, а
температура окружающей среды вызывает повышение температуры жидкости в системе.