Содержание
Калькулятор расчёта объёма расширительного мембранного бака для системы отопления:
Методика расчёта объёма расширительного мембранного бака для системы отопления:
Представленный ниже расчет предназначен для индивидуальных систем отопления и значительно упрощен. Его точность составляет 10%. Мы считаем, что этого вполне достаточно
1. Определим, какой тип жидкости Вы будете использовать в виде теплоносителя. Для примера расчета в качестве теплоносителя мы возьмем воду. Коэффициент температурного расширения воды принят равным 0,034 (это соответствует температуре 85 o С)
2. Определим объем воды в системе. Приблизительно его можно рассчитать в зависимости от мощности котла из расчета 15 литров на каждый киловатт мощности . Например, при мощности котла 40 кВт, объем воды в системе будет равен 600 литрам
3. Определим величину максимального допустимого давления в системе отопления. Она задана порогом срабатывания клапана безопасности в системе отопления
4. Также в расчетах используется величина первоначального давления воздуха в расширительном баке Ро. Давление Ро не должно быть меньше , чем гиростатическое давление системы отопления в точке расположения расширительного бака
5. Полный объем расширения V можно подсчитать по формуле:
6. Выбирать бак нужно, округляя расчетный объем в большую сторону (бак большего объема не повредит)
7. Теперь подберем бак, обеспечивающий компенсацию этого объема. Учитывая, что коэффициент заполнения водой расширительного бака с фиксированной несменной мембранной при этих условиях равен 0,5 (таблица), то для рассмотренной системы подойдет 80-литровый расширительный бак:
80 литров x 0,5 = 40 литров
Коэффициент заполнения (полезный объём) расширительного мембранного бака
| Предельное давление в системе Рmax, бар |
Первоначальное давление в баке , Ро бар | ||||||||
| 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | ||
| 1 | 0,25 | – | – | – | – | – | – | – | |
| 1,5 | 0,40 | 0,20 | – | – | – | – | – | – | |
| 2,0 | 0,50 | 0,33 | 0,16 | – | – | – | – | – | |
| 2,5 | 0,58 | 0,42 | 0,28 | 0,14 | – | – | – | – | |
| 3,0 | 0,62 | 0,50 | 0,37 | 0,25 | 0,12 | – | – | – | |
| 3,5 | 0,67 | 0,55 | 0,44 | 0,33 | 0,22 | – | – | – | |
| 4,0 | 0,70 | 0,60 | 0,50 | 0,40 | 0,30 | 0,20 | – | – | |
| 4,5 | – | 0,63 | 0,54 | 0,45 | 0,36 | 0,27 | 0,18 | – | |
| 5,0 | – | – | 0,58 | 0,50 | 0,41 | 0,33 | 0,25 | 0,16 | |
| 5,5 | – | – | 0,62 | 0,54 | 0,47 | 0,38 | 0,30 | 0,23 | |
| 6,0 | – | – | – | 0,57 | 0,50 | 0,42 | 0,35 | 0,28 | |
Мембранные расширительные баки для систем отопления Wester
| Общий вид фронт | Общий вид сзади | Вид сверху | Вид снизу |
| Все объемы | |||
|
Производитель: Wester Heating – Предназначены для компенсации температурных расширений теплоносителя в замкнутых системах отопления. Расширительный бак – обязательный компонент любой схемы отопления. Расширительный бак компенсирует тепловое расширение теплоносителя. Нужно качественно подсчитать объем расширительного бака отопления, в другом случае он не будет выполнять свою функцию. Неверный подбор объема расширительного бака для системы отопления приведет к повреждению приборов отопления, теплогенератора и коммуникаций. В случае открытой конфигурации схемы неверный расчет может повлечь разлив теплоносителя. Алгоритм действия расширительного бакаРасширительные баки применяются для устранения теплового расширения, принятия избытка теплоносителя, поддержания стабильного гидравлического давления в оборудовании. В закрытых схемах отопления устанавливаются герметичные баки с резиновой мембраной, для открытой – полые сосуды, соединенные с окружающей средой. В системах отопления открытого типа лишний объем нагретой воды вытесняется в открытое пространство расширителя. В случае переполнения организуется перелив из расширителя в канализацию. Открытый сосуд устанавливается на верхней точке системы и одновременно выполняет функцию отвода воздушных пробок из системы отопления. Размер расширительного бака для отопления по открытой схеме при организации перелива теплоносителя выбирается произвольно, но не менее 5% от общего объема теплоносителя. В схемах с естественной циркуляцией (при отсутствии водопровода) бак используется для залива воды (теплоносителя). Мембранный экспанзомат – герметичный сосуд, разделенный мембранной перегородкой на две камеры. К одной камере подключается отвод от системы отопления, в другую при производстве через специальный клапан закачивается воздух с давлением от 0,4 – 1,6 атмосфер. Объем бака зависит от общей вместимости оборудования по теплоносителю. Теплоноситель (вода), разогреваясь, расширяется и образовавшийся лишний объем его выдавливается в водяную камеру экспанзомата, создавая давление на мембранную перегородку. Мембрана выгибается в направлении воздушной камеры, усилие теплоносителя компенсируется давлением воздуха (воздух при этом сжимается). По этому принципу происходит компенсация давления в системе отопления. Гибкость мембраны и давление воздуха бачка расширительного бака для отопления закрытого типа поддерживает постоянную величину давления в системе. Способы расчета расширительного бака для отопленияКак рассчитать объем расширительного бака? Существует способ общего подбора – объем мембранного сосуда подбирают из расчета 10% от общего внутреннего объема всего отопительного комплекса. Чаще используют точный расчет по формулам. Его под силу провести любому человеку с помощью калькулятора. Объем расширительного бака для отопления рассчитывается по формуле: А = ВхС/К, где В – объем теплоносителя; С – показатель теплового расширения теплоносителя; К – показатель эффективности мембранного бака. Расчет объема теплоносителя производят тремя методами:
Обобщенный метод имеет уточненную модификацию в зависимости от типа приборов отопления. При использовании радиаторов количество воды в них составляет в среднем 11 литров, в конвекторах – 7 литров, в контуре теплого пола – до 18 литров. Объем теплообменника указан в паспорте оборудования, количество воды в трубопроводах можно определить, посчитав их протяженность и внутренний объем. Эти показатели суммируются (котел, трубы, приборы) – результат составляет общий объем комплекса отопления. После расчета объема системы производится по следующей формуле: К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1), где ДБ – максимальное давление теплоносителя, обычно принимается равным давлению срабатывания предохранительного клана на группе безопасности (3 атм.); ДБ – установленное давление воздуха в воздушной камере расширительного бака. Показатель теплового расширения воды составляет 4% при нагреве до 95 градусов Цельсия. В случае наличия в составе теплоносителя незамерзающих фракций показатель увеличивается в зависимости от процентного содержания добавок. При 10% добавки в общем объеме показатель воды 4% умножают на поправочный коэффициент 1.1, при 30% – на 1.3 и так далее. Расчет экспанзомата для системы с котлом мощностью 31 кВтПеред проведением расчетов по подбору расширительного бака следует знать, что большинство настенных котлов оборудованы встроенными расширительными баками. Объем встроенного бака указан в технической документации котла. При пересчете объема системы отопления по мощности котла (умножением 1кВт мощности по теплу на 15 литров) сверяют соответствие бака объему сооружаемой системы. При недостатке устанавливается дополнительный бак. Его объем рассчитывается за вычетом встроенного экспанзомата. Напольные котлы, как правило, не имеют встроенного оборудования. Расчет выглядит следующим образом: К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1) = (3,0 – 1,5)/(3,0 – 1) = 0,375 3,0 – давление в системе, максимальное, атм.; 1,5 – давление воздуха за мембраной, атм.; 0,375 – показатель эффективности бака, К. Объем теплоносителя: В = 31х15 = 465 литров. Тогда объем бака составит: А = 465х0,04/0,375 = 49,6 литра. Выбирается расширительный бак объемом не менее 50 литров с давлением воздуха в 1,5 атм. Общий способ подбора (10% от А) показывает необходимость применения бака объемом не менее 46,5 литров. В таком случае размер экспанзомата всегда округляется до большего объема – 50 литров. Давление воздуха, включенное в расчет (1,5 атмосферы), можно изменить. На расширительных баках имеется встроенный клапан для заполнения воздухом. К нему можно подключить ручной насос и поднять давление в случае, если заводское давление составляет меньшую величину. При этом необходимо соблюдать осторожность – при значительном повышении давления можно повредить мембрану, поэтому процесс нужно контролировать по манометру. Клапан также выполняет функцию сброса давления при его поднятии до предельных значений. Расчет объема расширительного бака выполняется по специальной методике. Ниже приведены алгоритмы вычислений для систем отопления открытого и закрытого типа. Применение представленных рекомендаций поможет получить точный результат без обращения к профильным специалистам и калькулятору. Расчет расширительного бака для закрытого типа отопленияСпециальные емкости применяют для компенсации увеличения теплоносителя при повышении температуры. В закрытой системе отопления устанавливают мембранный бак.
Ниже приведены особенности типовой конструкции с назначением типовых функциональных компонентов:
Мембранный расширительный бак устанавливают в любом удобном для пользователей месте. Следует обеспечить удобство доступа для обслуживания. С помощью встроенного штуцера с клапаном добавляют (стравливают) воздух, создавая необходимое давление. Расчет расширительного бака для закрытой системы отопления начинают с определения количества жидкости в системе. Самые точные данные можно получить на стадии заполнения. Также применяют последовательное сложение емкостей трубопроводов, радиаторов, иных компонентов.
Чтобы рассчитать общий объем теплоносителя быстро, профильные специалисты часто применяют ориентировочные пропорции. Ниже приведены значения (в литрах) на 1 кВт мощности котла при подключении разных видов оборудования:
Если для отопления частного дома применяют комбинацию из разных нагревательных приборов, берут 15 л/ 1 кВт. При мощности газового котла 7,5 кВт получится следующий результат вычислений: 7,5*15=112,5 л. Подходящие размеры расширительного бака для отопления закрытого типа зависят от нескольких параметров:
При заполнении отопительной системы водой происходит увеличение объема на 4% в процессе повышения температуры от 0 С до +95 С. Для предотвращения замерзания в зимний период теплоноситель дополняют этиле Такая смесь расширяется на 10% больше по сравнению с рассмотренным выше примером (на 4,4%). Аналогичные поправки делают при монтаже холодоснабжения. В сводной таблице представлены коэффициенты расширения воды (смеси). Эти данные помогут сделать точный выбор расширительного бака: |
| Концентрация этиленгликоля в % | Температура теплоносителя, °С | ||||
| 0 | 20 | 60 | 80 | 100 | |
| 0 | 0,00013 | 0,00177 | 0,0171 | 0,0290 | 0,0434 |
| 20 | 0,0064 | 0,008 | 0,0232 | 0,0349 | 0,0491 |
| 40 | 0,0128 | 0,0144 | 0,0294 | 0,0407 | 0,0543 |
Расчет расширительного бака для отопления (О)выполняют по формуле О = (Ос х Кр) / Э, где:
- Ос – суммарный объем функциональных компонентов;
- Кр – поправочный коэффициент (из таблицы для определенного состава теплоносителя);
- Э – эффективность бака.
Последнюю позицию вычисляют следующим образом Э = (Дс-Дб)/ (Дс+1), где Д – это давления:
- Дс – максимальное в системе ГВС (норматив для частных домов 2-3 атм);
- Дб – компенсирующее, которое принимают равным статическому (0,1 атм на каждый метр высоты строения).
Пример расчета
Пример ниже показывает, как выбрать расширительный бак для отопления коттеджа со следующими параметрами:
- площадь общая – 180 м кв.;
- количество этажей – 3;
- высота потолков – 2,5 м;
- теплоноситель – вода с добавлением этиленгликоля 20%;
- рабочее давление – 2,5 атм;
- максимальная температура – не более +80С.
Расчет объема расширительного бака:
- устанавливают суммарную высоту отапливаемых помещений: 3*2,5 = 7,5 м;
- компенсирующее давление составит: Дб = 7,5*0,1 = 0,75 атм;
- определяют эффективность: Э = (2,5-0,75)/(2,5+1) = 0,5;
- для отопления такого здания понадобится котел мощностью 18 кВт (один кВт на каждые 10 кв. м площади);
- без точного измерения можно установить приблизительное количество теплоносителя следующим образом: 18*15=270;
- подставив значения в формулу, вычисляют объем расширительного бака для отопления: О = (270*0,0349)/0,5 = 18,846 л.
Далее подберем подходящую модель в списке актуальных предложений. Необходимо приобрести бак с запасом по емкости, чтобы исключить проблемы в процессе эксплуатации.
Расчетным параметрам, например, соответствует Reflex NG 25 со следующими характеристиками:
- объем бачка – 25 л;
- способ монтажа – настенный;
- максимальное давление – 6 атм;
- температура теплоносителя – не более +120 С;
- соединительные размеры подводки – 3⁄4 дюйма;
- диаметр х высота – 28 х 50 см;
- вес пустого изделия – 4 кг.
Аналогичным образом приобретают расширительный бак водоснабжения: выбор, установка соответствуют приведенным выше рекомендациям. Главное отличие – использование в транспортной системе только чистой воды, чтобы бак для водоснабжения был подобран корректно.
Следует использовать в ходе вычислений необходимые коэффициенты расширения. В формулах учитывают емкость транспортной системы и котла.
Расширительный бак для водоснабжения (горячего) рассчитан на меньшую эксплуатационную температуру по сравнению с рассмотренным выше аналогом (до +70 С). Чтобы исключить ошибки производители применяют голубую и красную окраску внешней поверхности корпуса (ГВС и отопление соответственно).
Вместе с тем повышают прочность, чтобы исключить повреждение гидроударами. Серийные изделия способны выдержать увеличение напора до 10-12 атм.
Подбор расширительного бака для ГВС выполняют одновременно с запорными устройствами, манометрами, другими сопутствующими деталями.
Как рассчитать объем расширительного бака для открытой системы отопления
В системе открытого типа специалисты советуют установить бак в самой высокой точке. Такое решение вместе с компенсацией расширения обеспечит удаление воздуха без дополнительных приспособлений. Разумеется, помещение должно быть отапливаемым. Если решено использовать свободное пространство под кровлей, понадобится соответствующее утепление.
Точный расчет расширительного бака системы отопления в этом случае не требуется. Для предотвращения аварийных ситуаций патрубок, встроенный в стенку емкости на определенном уровне, соединяют с канализацией.