Подбор расширительных баков систем отопления. Порядок расчетов для расширительного бака отопления. Начальное давление газа в баке.

Экспанзомат, или как его привыкли называть, расширительный резервуар, является важнейшим элементом любой автономной системы отопления (СО). Назначение данного устройства – компенсация теплового расширения и пополнение незначительных утечек теплоносителя. Если объем данной емкости будет слишком большой, то будет практически невозможно создать необходимое давление в СО. Слишком маленький резервуар может не принять в себя излишки теплоносителя. Именно поэтому так важно правильно подобрать объем расширительного бака для отопления. О методиках расчета экспанзомата и пойдет речь в данной публикации.

Закрытый мембранный бак

«Эффективное оборудование для обеспечения безопасности» должно постоянно и безопасно предотвращать превышение максимального рабочего давления паровых установок низкого давления или максимальной температуры, предсказанной в установках с низкой температурой горячей воды.

Функция расширения применяется только к установкам с горячей водой. Это позволяет изменять объем воды в установке из-за ее расширения и сжатия. Устройство также позволяет получить минимальное рабочее давление. Расширительный сосуд под открытым небом для системы нагрева горячей воды с низкой температурой в общении с атмосферой.

Конечным итогом вычислительных операций является: определение объема бака; минимального диаметра подводящей трубы; значение начального давления в устройстве и рабочее давление в системе.

Сегодня, существует три основные методики расчета объема расширительного бака для отопления: калькуляторы, размещенные на специализированных сайтах, программное обеспечение и самостоятельный расчет при помощи формул. При вычислениях с помощи онлайн-калькуляторов иногда получается значение с высокой погрешностью. Специализированное ПО, как правило, распространяется на платной основе, что довольно недешево. Далее, рассмотрим методику самостоятельного расчета.

Брезент или расширительный бак закрыты при атмосферном давлении для низкотемпературной системы нагрева горячей воды без связи с атмосферой. Для эвакуации избыточной воды или случайного испарения пара после отказа устройств контроля температуры или управления огнем.

Как рассчитать необходимый объем бака

Чтобы избежать нехватки воды в генераторах. И защита защиты от замерзания и устройств расширения. В паровых установках низкого давления и мощности генераторов эта функция может быть обеспечена гидравлическим предохранительным устройством или предохранительным клапаном.

Формула расчета экспанзомата

На первый взгляд – это сложно и занимает много времени. На самом деле, выполнить данные вычисления способен любой человек, знающий таблицу умножения.

V бака = (V сист * k ) / N

где:
V сист –объём всей СО.
K –температурный коэффициента жидкости в СО
N – величина эффективности экспанзомата.

В низкотемпературной системе нагрева горячей воды, связанной с атмосферой, теплогенераторы должны быть подключены к расширительному сосуду под открытым небом и к вентиляционной трубе. Что касается низкотемпературных систем нагрева горячей воды без связи с атмосферой, они должны иметь защиту от недостатка воды, причем каждый генератор также должен быть оснащен хотя бы одним предохранительным клапаном и, в зависимости от его мощности, ограничителя давления.

Функция ограничения температуры или давления

Давление в парогенераторе с максимальным установленным значением, а в случае установок с низким давлением пара - не менее 0, 5 бар; эта функция обеспечивается предохранительным устройством. С этой целью низкотемпературная система нагрева горячей воды, сообщающаяся с атмосферой, должна иметь ограничивающий термостат или специальное соединение расширительного бака на отопительных контурах; низкотемпературная система нагрева горячей воды без связи с атмосферой должна быть оборудована предохранительным термостатом.

Первое , что понадобиться сделать – это рассчитать объем теплоносителя в системе. Сделать это можно:

закачав ее водой (гликолевым антифризом), после чего слив и измерив объем жидкости (при помощи расходомера или измерительной емкости).
рассчитав объем самостоятельно.

Первый способ требует много времени и сил. Второй способ не требует трудозатрат. Рассчитывается общий объем СО исходя из мощности теплогенератора.

В противном случае он считается только частью «правил техники». Давление надувания представляет собой давление в расширительном баке, который еще не содержит воды, например, до того, как он подключен к установке. Он должен быть выбран таким образом, чтобы при полной охлаждении системы в самой высокой точке установки все еще присутствовало избыточное давление 0, 5 бар.

Специальные условия для проверки

С минимум 0, 5 бар. Следующие два условия также должны быть проверены, если.

Во избежание кавитации циркуляторов

Кавитация - это образование пузырьков пара, разрывающихся в некоторых участках циркуляционного колеса. Это явление является источником шума, уменьшает головку циркулятора и повреждает его.

Важно! На 1 кВт мощности котельной установки требуется экспанзомат с емкостью 15 л.

Например: мощность котлоагрегата в СО – 30 кВт. Исходя из этого, общий объем системы будет равняться: 30 кВт х 15л. = 450 л.Итак: первая величина для расчета объема расширительного бака для отопления (Vсист) = 450л.

Второе значение (К) является постоянной величиной. Выяснить ее можно через справочную литературу.

Во избежание кипения в котле

Он появляется, когда вакуум поддерживается на всасывании циркулятора. Это минимальное давление, которое должно наблюдаться на входе в насос, чтобы избежать кавитации. Минимальное давление на расширительном баке не должно опускаться ниже. Аналогичная ситуация возникает, когда производитель котла накладывает минимальное давление в котле, чтобы избежать кипения воды, которая может вызвать шум и повреждение.

Способ #2 - онлайн калькулятор для расчёта

Если следовать техническим документам изготовителей, объем расширительного бака определяется исключительно в отношении объема расширения гидравлической системы и давления азота расширительного бака. Этот подход не является хорошим, расширительный бак используется не только для получения воды путем расширения, но также действует как резервуар воды для компенсации потерь из-за утечек в гидравлической системе. Определенный период времени.

Важно! Для воды константа равна 4%, для 10-ного этиленгликоля, – 4,4%; для 20%-ного 4,8%; Величина действительна для СО, в которых теплоноситель разогревается до 95°С.

На таблице представлена зависимость теплового расширения гликолевых антифризов от температуры нагрева и процентного содержания активного вещества в водном растворе.

С традиционным открытым расширительным баком потери утечки воды автоматически заменяются высотой резервуара и, следовательно, более высоким статическим давлением наполнения воды. В случае закрытого мембранного резервуара объем буферного азота на другой стороне диафрагмы должен компенсировать потери воды, возникающие при нормальных условиях эксплуатации.

Однако это возможно только тогда, когда. Давление гидравлической системы, даже когда система холодная, всегда выше статического давления. Соотношение между давлением в гидравлической системе и диафрагмой расширительного бака таково, что независимо от условий эксплуатации в расширительном бачке всегда будет доступная вода и из-за давления Из азота будет возвращаться в гидравлическую систему даже в случае утечки воды в гидравлической системе. В размерах расширительного бака дается достаточное количество воды. . Для достижения этой ситуации система отопления требует установки более крупного расширительного сосуда и должна быть заполнена даже в холодном состоянии до давления, превышающего начальное давление азота в расширительном сосуде.

Третье значение (N), чаще всего, хорошие производители указывают в документах к эспанзомату. Если данных нет, то произведем вычисления самостоятельно по формуле:

N = (P max — P n) / (P max + 1)

где:
P max – значение максимально допустимого давления в СО.

Важно! В автономных СО квартир и частных домов, верхние пределы давления находятся в пределах 2,5-3 кг/см 2 . Для того чтобы узнать точное максимально допустимое давление необходимо посмотреть настройку предохранительного клапана в группе безопасности.
Начальное давление газа в баке
Рис. 1 и 2 объясняют предыдущие неправильные методы наполнения, которые не обеспечивают хороший запас воды в резервуар.
Давление наполнения в системе и начальное давление азота одинаковы.

Невозможно обеспечить водохранилище.

Начальное давление наполнения установки больше, чем давление азота.

Потеря воды автоматически заменяется.

Каким должен быть резервуар для воды?

Расчет объёма расширительного бака отопления
Рекомендуется, чтобы бак дополнительно содержал 1% всего объема воды с минимальным количеством 2 или 3 литров, независимо от типа гидравлической системы. Поскольку начальное давление азота не всегда совпадает с статическим давлением гидравлической системы, необходимо.

P n – начальное давление в емкости. Расчет делается исходя из 0,5 кг/см 2 на каждые 5м высоты СО.

Например: теплоноситель – вода; высота системы не более 5м.; допустимое давление 3 кг/см 2 тогда:

N = (3 — 0,5) / (3 + 0,5) = 0,71

Теперь, имея на руках исходные данные, можно начинать вычисления.

K = (450л x 0,04) / 0,71 = 25,35л

Совет: при вычислении объема экспанзомата в СО с водой в качестве теплоносителя, увеличьте расчетные значения на 15-20%. Если в СО будет циркулировать антифриз, то увеличьте расчетный показатель емкости расширительного бака на 50%.

Давление гидравлической системы увеличивается до значения давления в объеме азота, давление азота регулируется или уменьшается до давления статической высоты гидравлической системы. Первый метод рекомендуется, потому что он не требует каких-либо специальных инструментов.

Расчет диафрагмы расширительного сосуда может быть выполнен очень легко, применяя одну из следующих двух формул. Результат изменения объема в соответствии с этой формулой расчета можно получить на диаграмме ниже в зависимости от температуры в рабочем режиме.

Как вы можете видеть в этом примере, хотя установка имеет только статическую высоту 6 м, она обрабатывается так, как если бы она имела статическую высоту 10 м, чтобы удовлетворить расчет стандартным начальным давлением азота От 1, 0 бар. Теперь можно точно рассчитать давление наполнения, необходимое для заполнения расширительного бака системы, но этот процесс неуклюж, рекомендуется действовать следующим образом.

Правила выбора экспанзомата

Большинство застройщиков, особенно тех, кто впервые сталкивается с созданием автономных СО, интересует вопрос: «Как выбрать расширительный бак для системы отопления?»

Грамотный подбор данного устройства можно условно разбить на четыре этапа. Алгоритм следующий:

На российском рынке климатической техники есть емкости различного объема, горизонтальной или вертикальной ориентации, рассчитанные на разное рабочее и максимальное давление. Обратите внимание на цвет устройства: синий – для водяной системы; красный – для СО.

Первоначальное наполнение системы должно быть приложено до установочного давления предохранительного клапана, а система отопления должна работать до максимальной рабочей температуры. Таким образом, избыток воды будет высвобожден после охлаждения системы, тогда будет доступен полезный объем расширительного сосуда. В то же время будет проведена проверка функции предохранительных устройств.

Вы должны быть осторожны, чтобы давление холодной системы было на 0, 2 бар выше давления наполнения расширительного бака. Красную иглу манометра следует отрегулировать до давления наполнения азота в баре 0. Почему резервуар для воды так важен? Если система отопления заполнена только при начальном давлении азота расширительного сосуда, как это обычно бывает, и установка затем в нормальном режиме, расширение воды в расширительный бак производит более высокое давление, чем первоначальное давление азота в резервуаре, так что все части гидравлической системы находятся в избыточном давлении, но практически все гидравлические системы теряют воду из-за утечек или Дегазационные операции, особенно в первые месяцы эксплуатации.

И последнее. Подбор расширительного бака для отопления – это достаточно ответственный процесс, от которого зависит стабильность работы СО. Доверьте выбор профессионалам.

Для балансировки автономной системы отопления используется расширительный бак.

Кроме того, каждая нить или другое оборудование представляет собой потенциальную утечку. В этих местах пар постоянно расширяется, в зависимости от температуры и герметичности этих соединений. Вода, которая вытекает из гидравлической системы этим процессом, дополняется водой, содержащейся в расширительном баке.

Если система затем остывает из-за условий работы, таких как ночное сокращение или в периоды полусезона, например, недостаточно воды, чтобы система полностью заполнилась и неизбежно стала более высокой частью системы. Нагрев, будут страдать от условий низкого давления.

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.

Это низкое давление, особенно в местах, где установлены автоматические устройства для дегазации, даже в воздухозаборниках, способствует обогащению отопительной воды кислородом. Разумеется, нет необходимости спрашивать экспертов подробно объясните влияние кислорода и воды на такие компоненты, как стальные трубопроводы, поэтому важно, чтобы каждая система отопления, независимо от местоположения или условий эксплуатации, Достаточное давление.

Расположение расширительного сосуда. Расширительный бак должен быть подключен к возврату котла как можно ближе к нему и перед циркулятором. В цепях, оборудованных регулирующим клапаном, расширительный бак размещается на возврате гидравлического контура и как можно ближе к котлу.

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.

Независимо от размера установки запрещается размещать несколько расширительных баков в разных точках установки. Если установлено несколько ваз, они должны быть расположены рядом друг с другом и соединены с общей трубой, соединенной с возвратом гидравлического контура. Это будет иметь место для крупных установок или расширительных баков, которые будут разделены пополам, чтобы гарантировать безопасную работу в случае отказа одного из двух.

Для чего нужен расширительный бак?

Вы можете воспользоваться налоговым вычетом, предусмотренным законом. Панели солнечных батарей внутри труб, внутри которых течет жидкость, которая при воздействии солнца нагревается. Блок управления измеряет температуру, достигаемую жидкостью в панели, и температуру воды, содержащейся в резервуаре. Если жидкость в панелях теплее воды в резервуаре, блок управления запускает насос, который толкает жидкость внутри контура так, чтобы он проходил через катушку внутри бака. Через этот змеевик отвод тепла из жидкости в воду бака переходит в санитарный водяной контур дома.

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.

В отопительной системе должен быть установлен в обязательном порядке. Для чего это нужно, читайте на сайте.

Схема отопления двухэтажного дома представлена . В чем принципиальное отличие от отопительной системы двухэтажного дома?

Методы стравливания воздуха из отопительной системы описаны .

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.

Коэффициент увеличения объема воды/водогликолевой смеси в зависимости от температуры

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 95 0 С 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

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.

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

Отопление с естественной циркуляцией применяется все реже из-за явных недостатков данной системы. обладает целым рядом преимуществ.

Схему монтажа циркуляционного насоса в систему отопления вы можете посмотреть .

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.

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.

Расширительный бак закрытого типа необязательно устанавливать в наивысшей точке системы.

Главное преимущество мембранных компенсаторов как раз и заключается в возможности его размещения в месте, наиболее удобном для монтажа и эксплуатации.

Маленькие бачки объемом 20-25 литров устанавливают обычно в системы с циркуляционным насосом, мощность которого составляет 1,2 кВт. Увеличения емкости до 20-60 литров приведет к увеличению мощности насоса до 2,0 кВт.

В продаже есть компенсирующие устройства объемом 100-200 литров. Помимо их прямого назначения они могут играть роль накопительного резервуара для теплой воды. Правда, использовать их в таком ключе можно лишь в случае отключения основного источника ГВС на короткий срок.

Типоразмеры расширительных баков занимают довольно широкий диапазон. Среди них попадаются модели с габаритами настолько большими, что стандартные дверные проемы не позволяют внести их внутрь помещения. В такой ситуации лучше одну огромную емкость заменить на несколько маленьких. Главное, чтобы их суммарный объем равнялся расчетному.