Расширительный бачок для системы обогрева
Расширительный бачок – обязательный элемент любой отопительной схемы. Расширительный бачок возмещает температурное расширение носителя тепла. Необходимо качественно подсчитать объем расширительного бачка теплоснабжения, в ином случае он не будет делать собственную функцию. Неправильный выбор объема расширительного бачка для системы обогрева приводит к повреждению отопительных систем, теплогенератора и коммуникаций. В случае открытой комбинации схемы неправильный расчет повлечет разлив носителя тепла.
Метод действия расширительного бачка
Расширительные бачки используются для устранения температурного расширения, принятия излишка носителя тепла, поддержания стабильного гидродавления в оборудовании. В закрытых схемах теплоснабжения ставятся герметичные бачки с резиновой мембранной тканью, для открытой – пустые сосуды, объединенные с внешней средой.
В системах обогрева открытого типа лишний объем воды которая нагрелась вытесняется в свободное пространство расширителя. В случае переполнения организуется перелив из расширителя в канализацию. Открытый сосуд ставится на верхней точке системы и в это же время создает роль отвода воздушных пробок из системы обогрева. Размер расширительного бачка для отапливания по открытой схеме при организации перелива носителя тепла подбирается произвольно, однако не менее 5% от всего объема носителя тепла. В схемах с конвективной циркуляцией (при отсутствии водомерного узла) бачок применяется для залива воды (носителя тепла).
Мембранный экспанзомат – герметичный сосуд, разделенный мембранной перегородкой на две камеры. К одной камере подсоединяется отвод от отопительной системы, в иную при изготовлении через специализированный клапан закачивается воздух с давлением от 0,4 – 1,6 атмосфер. Объем бачка зависит от всей вместимости оборудования по тепловому носителю. Тепловой носитель (вода), разогреваясь, становится шире и появившийся лишний объем его выдавливается в водяную камеру экспанзомата, создавая давление на мембранную перегородку. Мембранная ткань выгибается по направлению камеры с воздухом, усилие носителя тепла возмещается давлением воздуха (воздух при этом сжимается). По данному принципу происходит компенсация давления в системе обогрева. Гибкость мембранные ткани и давление воздуха бака расширительного бачка для отапливания закрытого типа поддерживает постоянную величину давления в системе.
Способы расчета расширительного бачка для отапливания
Как высчитать объем расширительного бачка? Есть способ общего выбора – объем мембранного сосуда выбирают в расчете 10% от всего внутреннего объема всего отопительного комплекса.
Очень часто применяют правильный расчет по формулам. Его под силу провести каждому человеку при помощи калькулятора. Объем расширительного бачка для отапливания рассчитывается по формуле:
А = ВхС/К, где В – объем носителя тепла; С – показатель температурного расширения носителя тепла; К – показатель эффективности гидроаккумулятора.
Объемного расчет носителя тепла делают тремя способами:
- Геометрический – по внутреннему объему радиаторов, котла и трубо-проводов;
- При заполнении системы – по учетному прибору или сложением при ручном заполнении;
- Обобщенный способ – на 1 кВт теплопроизводительности котла принимается 15 литров в объеме системы.
Обобщенный способ имеет уточненную модификацию в зависимости от типа отопительных систем. При эксплуатации отопительных приборов кол-во воды в них составляет примерно 11 литров, в конвекторных обогревателях – 7 литров, в контуре пола с подогревом – до 18 литров. Объем трубного змеевика указан в паспорте оборудования, кол-во воды в трубопроводах можно определить, посчитав их протяженность и внутренний объем. Данные показатели суммируются (котел, трубы, приборы) – результат составляет объем комплекса теплоснабжения.
После расчета объема системы выполняется по следующей формуле:
К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1), где ДБ – максимальное давление носителя тепла, в большинстве случаев принимается равным давлению срабатывания предохранительного клана на группе безопасности (3 атм.); ДБ – установленное давление воздуха в воздушной камере расширительного бачка.
Показатель температурного расширения воды составляет 4% при нагревании до 95 градусов по Цельсию. В случае наличия в составе носителя тепла незамерзающих фракций показатель становится больше в зависимости от процентного содержания добавок. При 10% добавки в общем объеме показатель воды 4% умножают на поправочный показатель 1.1, при 30% — на 1.3 и так дальше.
Расчет экспанзомата для системы с котлом мощностью 31 кВт
Перед проведением расчетов по выбору расширительного бачка необходимо знать, что большинство навесных котлов оснащены вмонтированными расширительными бачками. Объем встроенного бачка указан в техдокументации котла. При пересчете объема системы обогрева по мощности котла (умножением 1кВт мощности по теплу на 15 литров) сверяют соответствие бачка объему возводимой системы. В случае дефицита ставится добавочный бачок. Его объем рассчитывается за вычетом встроенного экспанзомата. Котлы напольного исполнения, в основном, не имеют встроенного оборудования.
Расчет выглядит так:
К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1) = (3,0 – 1,5)/(3,0 – 1) = 0,375
3,0 – системное давление, максимальное, атм.;
1,5 – давление воздуха за мембранной тканью, атм.;
0,375 – показатель эффективности бачка, К.
Объем носителя тепла: В = 31х15 = 465 литров.
Тогда объем бачка будет составлять:
А = 465х0,04/0,375 = 49,6 литра.
Подбирается расширительный бачок объемом не меньше 50 литров с давлением воздуха в 1,5 атм. Общий способ выбора (10% от А) демонстрирует необходимость использования бачка объемом не меньше 46,5 литров. В этом случае размер экспанзомата всегда округляется до большего объема – 50 литров.
Давление воздуха, включенное в расчет (1,5 атмосферы), можно поменять. На расширительных баках есть встроенный клапан для наполнения воздухом. К нему можно присоединить ручной насос и поднять давление например если заводское давление составляет меньшую величину. При этом нужно віполнять предостороженность – при значительном увеличении давления можно повредить мембранную ткань, благодаря этому процесс необходимо контролировать по прибору для определения величины давления. Клапан также создает роль сброса давления при его поднятии до предельных значений.
Ради постоянности системы нужны вычисления: как высчитать расширительный бачок для отапливания?
Расширительный бачок (экспансомат) — ключевой элемент системы обогрева, выравнивающий показатель давления и поддерживающий объем носителя тепла при его температурных расширениях и сжатиях.
Перед монтажем прибора, нужно согласно правилам высчитать его объём.
Функции расширительного бачка
Согласно законам физики, вода при нагреве на 10 градусов, становится больше в объёме на 0.3%.
Для минимального количества воды явление это малозаметное, однако для тонны или нескольких тонн, которые находятся в отопительной системе, это значительный показатель.
Возникновение добавочного объёма воды может оказать влияние на состояние отопительных труб либо даже привести к их повреждениям. Для предостережения подобной ситуации ставится расширительный бачок.
Его функции заключаются в следующем:
- Убирает из системы избыток воды при её нагревании.
- Обеспечивает нужное давление и предохраняет его скачкообразные увеличения (гидроудары).
- Убирает из системы для отопления воздух, который действует на неё разрушительно.
Воздух, с самого начала растворенный в водной массе, при её нагревании начинает активно выделяться (при большой температуре показатель может достигать 90%). Одновременно с тепловым носителем этот воздух передвигается к бачку, где накапливается, а потом выводится вовне.
Разновидности
В зависимости от конструкции разделяют на закрытые и открытые.
Это резервуары цилиндрической или четырехугольной формы, которые устанавливаются в верхней точке системы обогрева (очень часто на чердаке). Ёмкость подсоединяется к водомерному узлу для пополнения запаса воды и к системе канализации для отвода избыточного носителя тепла.
Фото 1. Бак расширительный открытого типа. Аппарат четырехугольной формы, поставлен в верхней точке системы обогрева.
Минус этой разновидности оборудования в том, что отсутствует автоматическая регулировка водного уровня. Нужно будет контролировать кол-во жидкости в ней зрительно, а чтобы добавить воду, открывать вентиль перед входным отрезком трубы. Ещё одно замешательство — сложный процесс установки, ведь бачок обладает немалым весом, а его нужно будет приподнимать на чердачный этаж. Из-за описанных невидимых моментов данный тип оборудования был практически вытеснен бачками закрытого типа.
Конструкция шаровидной или овальной формы с 2-мя камерами изнутри: одна для воздуха, а остальная — для воды, идущей из системы обогрева. Они отделены один от одного мембранной тканью, которая собой представляет резиновый резервуар в виде мешка, способный увеличиваться и сжиматься.
При поступлении воды В первые камеру мембранная ткань тянется и воздух из второй камеры выходит через специализированный клапан. При остывании жидкости мембранная ткань начинает возвращаться в изначальное положение и выдавливает воду назад в систему обогрева.
Фото 2. Довольно простое устройство расширительного бачка закрытого типа. Стрелками указаны важные части.
Все зависит от вида мембранные ткани, отличают два типа закрытых расширительных резервуаров:
- Оборудованные несъемной диафрагменной мембранной тканью
Конструкция выделяется значительной прочностью за счёт изготовления способом холодной штамповки. К тому же бачки данного типа обладают противокоррозионной защитой поверхности с внутренней и внешней стороны. Полость бачка делит на две камеры пластичная мембранная ткань. Тепловой носитель поступает из системы в нижнюю камеру. Когда мембранная ткань занимает необходимое положение, — окажется на поверхности жидкости, — устройство готово к работе.
- С фланцевым крепежом
Мембранная ткань прикрепляется к входному отрезку трубы при помощи фланцевого крепежа, что позволяет менять износившуюся мембранную ткань на новую. Тепловой носитель находится изнутри мембранные ткани и не граничит со стенками бачка, что предоставляет возможность не склоняться к антикоррозионным мероприятиям.
Расширительные резервуары закрытого типа часто устанавливаются рядом с отопительными котлами. Другой вариант — установка возле электрического водонагревателя, если предполагается процесс установки двухконтурной системы для отопления, предусматривающей горячее водообеспечение.
Как высчитать объем расширительного бачка
Ёмкости для увеличения воды (или экспанзоматы) используются для поддерживания давления в системе обогрева на указанном уровне, что исключает возможность появления непредвиденных (аварийных) обстоятельств. Эти баки могут иметь два разных выполнения: открытое и закрытое. К свойствам изделий открытого вида необходимо отнести наличие непосредственного контакта жидкости с атмосферой. В баках закрытого типа тепловой носитель изолирован от воздуха, а при расширении занимает добавочный объём за счёт сжатия газа, отделённого от него пластичной мембранной тканью.
Устройство бака расширительного
Устройство расширительной ёмкости определяется её типом, и также характерностями обслуживаемой системы. Так, в оборудовании открытого типа увеличение носителя тепла возмещается за счёт поглощения избытков жидкости в свободных местах бачка, приготовленных конкретно для этих целей.
Закрытые ёмкости делаются в виде герметичного баллона, который разделён при помощи мембранные ткани на две механически изолированные части. При решении подобрать подобную модель нужно в виду иметь, что в одну из них под давлением закачивается газ, а остальная создает роль приёмника носителя тепла.
По мере охлаждения жидкости в системе её объём уменьшается, благодаря чему она выдавливается из бака газом, восполняя появившийся минус. При её нагреве встречается обратный процесс, при котором тепловой носитель становится шире и занимает свободное пространство в бачке, ограничиваемое давлением сжатого газа.
В отличии от закрытых баков, резервуары открытого типа имеют конкретные ограничения, которые связаны с местом их установки. Они должны монтироваться в верхних частях помещения, что дает прекрасную возможность движения носителя самотёком при снижении его объёма. независимо от типа и свойств подобных устройств перед их выбором понадобится обязательный расчёт главных показателей расширителя.
Исходники
Расчет расширительного бачка возможен исключительно при наличии следующих начальных данных:
- самый маленький диаметр подводящей трубы;
- величина нормального давления в ёмкости для увеличения;
- усредненное (рабочее) давление в системе отопления.
Такой расчёт может быть произведён программным или простым (ручным) способом. В результате клиент должен получить значение ёмкости расширителя, удовлетворяющее свойствам системы для отопления и особенностям конструкции самого бачка.
Главное! При эксплуатации программного способа онлайн-калькулятора результат имеет большую погрешность, не всегда подходящую с функциональной точки зрения. К тому же такая услуга очень часто не бесплатная.
Из-за перечисленных минусов во время выбора способа расчёта удобнее смотреть на ручной подход, реализуемый при помощи обыкновенных формул. В основу такого способа заложен принцип зависимости показателей жидкости от её температуры.
Формула для расчёта
Соответственно с вышеуказанным принципом воспользуемся следующей формулой и рассчитаем объем расширительного бачка для отапливания:
V бачка = (V сист. * К) / N, где:
V сист. – общий объём трубо-проводов системы для отопления.
К – показатель, учитывающий специфики применяемого носителя.
N – показатель, определяющий рабочую эффективность бака.
Известны методики расчёта системы для отопления приватного дома предполагают следующие подходы. Согласно одному из них в трубы в первую очередь закачивается вода или гликолевый антифриз, после этого это все сливается с дальнейшим измерением объёма слитой жидкости.
Добавочная информация: для оценки данной величины воспользуйтесь специализированным прибором (расходомером) или ёмкостью известного объёма.
Самый распространенный вариант расчёта базируется на применении следующих опытных данных. Известно, что на единицу мощности котельной приходится ёмкость отопительных труб, равная ориентировочно 15 литрам. С учитыванием этого при имеющемся в личном доме котле мощностью 30 киловатт общий показатель для всей системы будет равным 450 литрам.
Величину коэффициента (К) можно выбрать в специализированных справочниках (для воды его значение составляет 4%). Результативность бака (N) в большинстве случаев указывается в прилагаемых к изделию документах. Ее можно высчитать также по формуле:
(Р1-Р2)/(Р1+1), где Р1 – максимальное давление для клапана предохранительного, а Р2 – давление изнутри бака (в большинстве случаев 1,5 бар). При Р1=8 бар приобретаем N=0,72, а V бачка=25 л.
Можно еще исходить из того, что водный объем в системе при нагревании становится больше на 5-10%. В результате приобретаем диапазон от 23 до 45 л.
В работе расширительный бачок на 25 л можно установить при силы насоса 1,2 кВт. Можно применять пару маленьких бачков взамен одного очень объемного.
Характерность гидроаккумулятора
При выборе расширительного бачка стоит обратить собственное внимание на следующие специфики мембранных изделий. Поступающие в продажу экспанзоматы данного класса как правило оснащаются мембранными тканями 2-ух типов: заменяемой и несменной (фиксированной).
Особенностью первой из данных моделей считается то, что поступающий в бак расширительный тепловой носитель размещается в границах мембранного объёма, не имея контакта со стальной поверхностью самого изделия. Если понадобится ремонта либо замены перегородки доступ к ней обеспечивается через специализированный фланец, фиксируемый на корпусе 2-мя соединениями болтового типа.
В изделиях второго типа внутренняя полость бака при помощи жёстко закреплённой на основании (фиксированной) диафрагмы делится на 2 половины, размещенные изнутри корпуса изделия. Снять такую мембранную ткань с расширительного бачка нельзя, но рвется она от увеличения давления очень редко.
Напоследок обзора напомним, что во время выбора того либо другого типа бака первым делом должен предусматриваться объём обслуживаемой им системы, определяющий общую массу циркулирующего в ней носителя тепла.
