Расчет расширительного бачка для закрытой системы обогрева

Расчет и объем расширительного бачка для отапливания

Прочтя данный материал, вы сумеете раз и насовсем оставить позади проблематику расчёта расширительного бачка для закрытой и открытой отопительных систем. Ниже вы найдете формулы. Также затронута тема предполагаемых проблем из-за неверного выбора данного оборудования.

Одной из основных задач, которую необходимо сделать – это расчет расширительного бачка для закрытой системы обогрева. Со своей стороны, в открытых контурах это не имеет слишком высокого значения. Как правило, расчет несложный, если вы владеете информацией. Не обращая внимания на простоту вычислений, на самом деле бывает допущение ошибок, приводят которые к плохим последствиям. Очень популярная ошибка – это халатное отношение к выбору. Бывает так, что люди не уделяют необходимого внимания расчету объема расширительного бачка для отапливания и начинают разбираться в невидимых моментах, исключительно после того, как появляются первые проблемы и система просит ремонта.

Проблемы которые могут появится

Для начала необходимо рассмотреть результаты неправильного расчета расширительного бачка для закрытой системы обогрева. Возможно, и у вас стоит неподходящий резервуар для вашей системы, а вы про это даже не подозреваете. Если например объём бачка был рассчитывается правильно, в контуре всегда будет постоянное давление. Значения не имеет открытая у вас система, или закрытая, объемного расчет расширительного бачка для отапливания двух видов схож, так как рабочий принцип примерно аналогичный. Смысл в том, что вода в трубах находится в роли носителя тепла.

Другими словами она разносит тепло по всему контуру и отдает его посредствам отопительных приборов, и стенок труб. Вследствии этого в помещении становится тепло. При этом кол-во воды всегда меняется. После того, как она нагревается, ее начинает увеличиваться, а после того, как стынет – меньше. Сдавить воду механическим путем невозможно, значит, необходимо на определенный период времени выводить ее остатки из контура. И в первую очередь в подобных количествах, чтобы системное давление всегда держалось на достаточном уровне, без перепадов. Вот мы и подошли к главному – это перепады давления.

Если в контуре происходят перепады давления – это первые звоночки о неправильном функционировании. Виной этому может быть неверно высчитанный объем расширительного бачка для системы обогрева.

Как происходят перепады

Оба процесса связаны. Увеличение давления в контуре значит, что тепловому носителю некуда деваться после того, как он возрос в объёме. Одной из причин, не единственной, может быть неверный расчет расширительного бачка для отапливания закрытого типа. Как это происходит на самом деле? Возьмём, например, контур, вмещающий сто литров носителя тепла:

в системе находится сто литров холодной жидкости;
включается котел и нагревает тепловой носитель;
вода становится шире и ее становится уже не сто, а примерно сто пять литров;
ненужная жидкость должна куда-то деваться. Для этого в контуре поставлен бак расширительный;
как только тепловой носитель остыл, его в контуре стало не хватать, так как часть вытиснилась в бак. Исходя из этого, воду в трубы нужно вернуть, что и происходит, если все отлично.

Если же объем расширительного бачка для закрытой системы обогрева меньше нужного, то вся жидкость, которая не вместилась, будет выведена наружу. В контуре предусматриваются специализированные клапаны, которые выбрасывают тепловой носитель в случае если давление увеличивается до критического уровня. Такими клапанами оборудованы и современные котлы. Это нужное требование для неопасной эксплуатации теплоснабжения. Увеличение давления может привести даже к взрыву. Только представьте результаты, когда трубы просто рвет и горячая вода летит во все стороны. Кроме того, что можно травмироваться от удара, такое чрезвычайное событие грозит ожогами находящимся рядом людям и животным.

В последующем, после того как остынет, вода уменьшается в объёме. Жидкость из бачка вытесняется назад в трубы, но носителя тепла все равно не хватает. Это так как выведенная вода наружу не вернулась, она ушла безвозвратно. В результате давление в контуре резко падает. Это приводит к следующим результатам:

остановка котла. У нагревателей есть конкретный порог очень маленького давления, при котором он способна работать. Если это значение не выдерживается, он просто не может включиться, автоматика не дает возможность это сделать;
размораживание системы. Если остановка оборудования для отопления случилась во время зимы, а вы не дома, может случиться серьезная авария. Система замерзнет в течении пары часов, в зависимости от уровня тепловой изоляции вашего жилья;
необходимость подпитки. Нужно подлить недостающее кол-во воды в контур.

Это результаты грубых ошибок, допущенный во время расчета расширительного бачка для отапливания, или если вы понадеялись на резервуар, встроенный в котел.

В современных котлах есть установленные бачки, объёма которых очень часто недостаточно. Непременно нужно учесть данный факт и если понадобится ставьте вспомогательные резервуары.

Случается и так, что бачок полностью заполняется, давление увеличивается, однако не доходит до критического уровня. Стрелка прибора для определения величины давления балансирует на грани рабочего предела контура, при этом все функционирует. Данных случаев очень много. Люди довольно часто задают вопросы по поводу подобных вот перепадов. Естественно, подобные процессы их волнуют, так как они не считаются нормой. При подобных повышениях контур не прекращает работу в сложных условиях, что приводит к его скорейшему изнашиванию. Также подобные процессы плохо воздействуют на котел, а он наличных средств стоит и больших.

Выбор объёма

Рассмотрим в отдельности как высчитать расширительный бачок для отапливания герметичного и открытого типов. Так как конструкция и рабочий принцип подобных резервуаров совсем разные, хотя оба исполняют одинаковую функцию.

Размеры расширительного бачка для открытой системы обогрева, по большому счёту, формируют его объём, так как конструкция подобного резервуара неимоверно проста. Он изготавливается из листового металла. В нем есть отверстие, через которое тепловой носитель проникает внутрь и уходит снова в трубы. Также они оснащают отверстием для перелива, через которое ненужная вода выводится в канализацию.

Бывает, что в резервуар подводят автоматическую подпитку. Но основное, как рассчитывается расширительный бачок в системе обогрева, а точнее, его объём. Возьмём все ту же систему со ста литрами воды. После нагревания жидкость становится больше процентов на пять, может больше, в зависимости от температуры в контуре. Получается, что объем расширительного бачка для такой открытой системы обогрева обязан быть не менее пяти литров, лучше больше. И расчет расширительного бачка для системы обогрева сводится к следующему методу:

пять литров – это расширение воды;
пару литров должно в любой момент быть в бачке – это чтобы воздух не попадал в контур;
литра три нужно сделать на всякий случай.

По результатам расчёта объема расширительного бачка для отапливания получает десять литров. К слову, это очень простой и популярный способ выбора – десять процентов от численности воды в контуре.

Самый обыкновенный способ, как высчитать объем расширительного бачка для отапливания — это вычисление десятой части от всего количества носителя тепла. Это значение с нужным запасом, при котором все будет работать как часы.

Для закрытых систем кроме обычного, народного, способа расчета объема расширительного бачка системы обогрева, есть более точные способы. Чтобы воспользоваться ими, необходимо знать несколько значений. Сюда можно отнести:

насколько возрастает объём воды (ОВ) при нагреве. Ответ: на пять процентов. Значение округлено до целого числа без дробей, для комфорта. Если в вашем контуре двигается незамерзающая жидкость, антифриз, то это значение будет побольше;
сколько всего воды в контуре (ВК). Эти данные обязаны быть уже с этапа проектирования. Так как выбор нагревателя выполняется исходя из данной величины. Если произошло так, что вы не знаете, сколько там литров, остается лишь вымерять. Самое первое что на ум приходит – это слить полностью всю жидкость из контура и заполнить его снова. Кол-во литров можно померять ведрами, а воспользуйтесь специализированным счетчиком, который ставится на потоке;
на какое максимальное давление рассчитывается контур и котел (ДК). Это значение можно прочесть в документах нагревателя, или на нем самом. Навряд ли случится так, что нет ни документов, ни информации на корпусе котла. Однако если уж так вышло, то интернет вам помогут;
какое давление в воздушной камере расширительного резервуара (ДБ). Это тоже отмечено в техдокументации.

Чтобы высчитать какой объем расширительного бачка нужен для отапливания, необходимо выполнить простое математическое вычисление:

ОВ х ВК х (ДК + 1) / ДК – ДБ

По результатам расчета емкости расширительного бачка для отапливания вы получите точное значение. Остается открытым вопрос о полезности подобных непростых подсчетов. Безусловно, по результатам этой формулы расчёта бака расширительного системы обогрева, выйдет меньшее значение, чем по результатам «народного» способа. Но погрешность в большую сторону не считается ошибкой. Если резервуар больше нужного – не бойтесь, просто необходимо правильно его настроить.

До какого уровня накачивать воздушную камеру

Главное правильно настроить бак расширительный для отапливания закрытого типа. Расчет вместительности — это, естественно, серьёзный нюанс, однако даже если он составлен грамотно, бачок все равно способна работать неподобающим образом. Чтобы с данным разобраться, кратко остановимся на его конструкции. Он состоит из 2-ух отделений, между которыми есть прокладка из резины. Связи между камерами нет. В отделении для воздуха есть ниппель.

Во время эксплуатации вода заполняет объём камеры бачка, при этом мембранная ткань тянется. Если давление в воздушной камере чрезмерно высокое, оно просто не даст резинке изменяться. В конце концов, бачок не работает. В воздушной камере должно быть на две десятых атмосферы меньше, чем рабочее давление котла. Либо же для настройки воспользуйтесь советами изготовителя.

Как установить и высчитать объем расширительного бачка в системе обогрева

Объем носителя тепла в сети отопления меняется в зависимости от его температуры. При нагреве он становится шире и повышает собственный объем. Это расширение может привести к тому, что стены оборудования для отопления и труб разрушатся из-за возросшего давления. Чтобы этого не случилось, теплоснабжение должно иметь расширительный бачок, способный принять в себя остатки носителя тепла и предохранить ее от разрушительных процессов. В данной заметке обговорим, как установить расширительный бачок в системе обогрева.

Рабочий принцип

Чтобы возместить расширение носителя тепла и сберечь давление системы на рабочем уровне (каким оно обязано быть узнать можно из данной статьи), в нее приходится встраивать расширительный бачок. При нагреве часть жидкости, превышающая внутренний объем системы, проникает в него, а после уменьшения температуры поступает обратно.

В зависимости от оборудования, входящего в состав сети теплоснабжения, ее размера и ряда прочих моментов для приема излишков носителя тепла применяются расширители закрытого и открытого типов. Они отличаются по конструкции и варианту монтажа, однако, их главной характеристикой является тот объем носителя тепла, который они могут поместить. Бачок при этом должен поместить весь избыток носителя тепла, который выделится из системы при высоком нагреве.

Расчет необходимого объема

Прежде чем установить расширительный бачок в системе обогрева, требуется выбрать его размер. Для начала нужно сосчитать водный объем, который вмещает система отопления. Этот объем мы получаем, сложив объемы всех приборов с функцией нагрева и трубо-проводов. Данные по приборам есть в их документации, а объем труб можно подсчитать, воспользовавшись данными из таблицы. Объем 1 метра трубы в зависимости от ее материала и размера составляет следующие величины (в литрах).

Таблица объемов 1 метра трубы в зависимости от ее материала и размера

Помножив эти значения на общую длину сети, приобретаем внутренний объем трубо-проводов в системе.

Потом осуществляется выбор необходимого расширителя по таблице, в зависимости от полученного объема системы и расчетного давления в ней.

Таблица для выбора расширителя в зависимости от объема и расчетного давления системы

Таблица готова для сетей, содержащих воду. Если же предстоит установка расширительного бачка в теплоснабжение с незамерзайкой, то получившийся внутренний объем нужно помножить на показатель изменения, вычисляемый как отношение плотности воды к плотности используемого антифриза.

Если во время расчета объема расширительного бачка для отапливания исходники оказались между табличными показателями, то подбирается ближайшее большое значение.

Типы расширителей

Теплоснабжение в индивидуальном доме предполагает использование 2-ух типов бачков:

Расширитель открытого типа

Расширитель закрытого типа

Открытые расширители устанавливаются в высшей точке сети отопления и собой представляют негерметичную емкость. Она может быть сделана фактически из любых материалов, так как не подвергается давлению и необходима лишь для приема носителя тепла. Только одно требование – держать температуру носителя тепла без потери формы.

Закрытые бачки производятся в виде герметичного баллона, разделенного подвижной мембранной тканью на 2 половины. В одной находится закачанный под давлением газ, а остальная нужна для приема носителя тепла. После охлаждения носителя тепла сжатый газ выдавливает его назад в теплоснабжение.

Расширитель открытого типа

Кроме важной задачи по нейтрализации лишнего давления, открытые расширители предназначаются для убирания воздуха из сети и пополнения самых разных потерь воды (парообразование, утечки и т.п.).

Расширительный бачок для открытой системы обогрева может быть сделан из самых разных материалов и иметь самую разнообразную форму, ведь перед ним не стоит задачи держать внутреннее давление. Он располагается в ее высшей точке и снабжается крышкой для долива воды, удобства обслуживания и защиты от проникания загрязнений.

Кроме нейтрализации лишнего давления, открытые расширители предназначаются для убирания воздуха из сети и пополнения самых разных потерь воды

Если высота строения предоставляет возможность поставить расширительный бачок для отапливания в жилой части, к примеру, на втором или третьем этажах, то можно его поставить в ванной или туалете либо отвести для него индивидуальное помещение. В другом случае расширитель придется располагать на чердаке и надежно теплоизолировать.

Специфике монтажа

В схеме с самотечной циркуляцией, как мы уже говорили, бак расширительный системы обогрева врезается в ее высшей точке. Если же система имеет напорный насос, то для того чтобы избежать застаивания воды в расширителе, нужно заставить ее циркулировать.

Схема системы с открытым расширительным бачком

Монтаж расширительного бачка системы обогрева предполагает наличие циркуляционного контура из 2-ух труб между ним и трубами обратки. Выход расширительной трубы при этом обязан быть находится на 5-10 сантиметров выше входа циркуляционной. Циркуляционный контур врезается в теплоснабжение на линии обратной подачи, что позволяет выводить из воды пузырьки воздуха.

Для контроля водного уровня в расширителе можно собрать водомерную трубку или два контрольных реле, размещенных на наименьшем и наибольшем допустимом ее уровне.

Плюсы и минусы

К главным преимуществам открытого бачка можно отнести такие:

конструкционная простота;
низкая цена;
автоматизированный сброс давления в системе;
отвод пузырьков воздуха из носителя тепла.

Минусов у подобных систем намного выше, чем положительных качеств, благодаря этому открытые расширители используются все реже

Среди главных минусов следует вспомнить:

необходимость тепловой изоляции;
установка возможна только в наивысшей точке сети;
нужны вспомогательные магистрали из труб при применении насоса циркуляционного;
постоянное парообразование воды просит контроля за ее уровнем и периодичное пополнение.

Как видно, минусов у подобных систем намного выше, чем положительных качеств, и благодаря этому они используются все реже.

Расширитель закрытого типа

Бачки, которые не имеют связи с атмосферой, называются закрытыми. Это герметичные сосуды, часть объема которых заполнена газом под давлением, а часть заполняется излишком носителя тепла, поступающим из системы. В зависимости от того, как они делятся между собой, закрытые расширителя делятся на:

Безмембранные

В виду того, что в подобных баках нет физического деления между носителем тепла и газом, происходит их контакт между собой, благодаря чему часть газа может растворяться в тепловом носителе. Газовое давление в данных расширителях поддерживает отдельный баллон с газом или нагнетатель воздуха. Это затрудняет конструкцию, и безмембранные бачки в закрытой отопительной системе в настоящий момент уже практически не применяются.

Мембранные

В самых новых моделях закрытых расширителей газ и тепловой носитель делятся пластичной мембранной тканью. Она может быть 2-ух типов:

баллонной (грушевидной);
тарельчатой (диафрагмой).

Тарельчатая мембранная ткань устанавливается изготовителем в середине бачка и имеет выгнутую форму, напоминающую полусферу. В зависимости от разности давлений в разделяемых ею частях бачка она выгибается в одну или обратную сторону.

Устройство закрытых расширителей

Грушевидная мембранная ткань напоминает воздушный шарик, помещенный вовнутрь бачка. Только вовнутрь него поступает не воздух, а избыток носителя тепла от его увеличения. Между стенками грушевидной мембранной ткани и корпусом бачка закачан газ. В результате тепловой носитель не соприкасается со стенками расширителя, что увеличивает рабочий срок конструкции.

Эта схема дает возможность проводить замену мембранной ткани в случае выхода ее из строя.

Тарельчатые конструкции замене не подлежат.

Специфике монтажа

Установка мембранного расширительного бачка имеет пару свойств:

Монтаж проходит в удобной точке сети. Но прекрасным вариантом будет место перед напорным насосом на линии обратки.
Лучше ставить мембранный расширительный бачок для отапливания так, чтобы подвод жидкости был сверху. При подобном положении воздушные пузырьки будут выходить назад в систему. Более того, даже после повреждения мембранной ткани бачок остается работоспособным.

Лучше ставить мембранный расширительный бачок для отапливания так, чтобы подвод жидкости был сверху

Если во время работы системы оказалось, что размера существующего бачка для отапливания недостаточно, то взамен демонтажа старого разумнее будет просто установить очередной меньшего размера.
Система с самотечной циркуляцией просит монтажного процесса автоматизированного клапана для стравливания скопившегося воздуха.

Плюсы и минусы

Мембранный бак расширительный системы обогрева имеет чуть-чуть минусов:

высокая цена;
необходимость периодического измерения давления и его восстановления если понадобится.

Мембранные баки расширительные как правило будут работать в сетях с большим давлением

Положительных качеств же у него намного больше:

маленькие размеры;
малые потери тепла;
работа в сетях с большим давлением;
монтаж в произвольной точке сети;
тепловой носитель не соприкасается с атмосферой.

Работа расширителей

Обслуживание открытого бачка находится в следующем:

внешний осмотр;
проверка тепловой изоляции;
контроль уровня носителя тепла.

Расширительные бачки нужно иногда смотреть на возможность повреждений

Расширительный бачок для отапливания закрытой схемы просит таких работ:

внешний осмотр;
проверка уровня давления;
контроль цельности разделительной мембранной ткани.

Заключение

Качественный монтаж расширительного бачка системы обогрева – один из очень важных компонентов гарантии хорошей работы теплоснабжения, благодаря этому на него нужно обратить большое внимание.

Очень интересные публикации из рубрики:

Обвязка котла на твердотопливных элементах отопления: главные схемы
Промывание системы обогрева всевозможными вариантами
Опрессовка системы обогрева: что такое, как опрессовать
Как развоздушить систему обогрева

Выбор, расчет расширительного бачка для отапливания

Устраивая систему индивидуального отопления, следует подумать о покупке специализированного расширительного бачка, предназначенного поглощать лишнее давление, образующееся в результате увеличения носителя тепла под влиянием большой температуры. Монтаж такого оборудования просит хорошего подхода, очень важно правильно сделать расчет расширительного бачка для отапливания, так как собственно от данного компонента зависит трудоспособность всей обогревающей системы закрытого типа, которые признаны самыми эффективными, так как из-за отсутствия контакта с кислородом, вся система меньше предрасположена процессам коррозии и окислению.

Более того, собственно закрытая отопительная сеть позволяет разместить расширительный бачок в любом удобном для вас месте, в отличии от открытой, где бачок должен пребывать в самой верхней точке системы.

Для чего нужен такой бачок и как он функционирует:

Рабочий принцип устройства компенсирующего переизбыток давления носителя тепла не имеет каких-то непростых технических решений и очень прост, но, не обращая внимания на это, даже маленькая ошибка в расчете расширительного бачка для отапливания может привести к неисправности оборудования и выходу из строя всей системы отопления.

Бачок поделен на 2 половины, между которыми находится эластическая мембранная ткань. В ходе изготовления бачка в верхнюю – воздушную часть накачивается воздух, который выполняет первое давление в расширительном баке теплоснабжения. Потом бачок подсоединяется к сети и в нижнюю камеру начинает подаваться вода из самой системы, в момент, когда эластическая мембранная ткань становится в нулевое, спокойное положение и как бы ложиться на поверхность воды, система отопления является абсолютно заполненной и готовой к запуску.

В момент увеличения воды в результате нагрева, тепловой носитель начинает поступать в расширительный бачок, таким образом действуя на мембранную ткань, которая в свою очередь уменьшается за счёт сжатия заполненного в нее воздуха, подобным образом делая больше пространство внутри бачка и принимая в него излишек теплонесущей жидкости. Как только тепловой носитель стынет и идет назад к первоначальному объему, действие на мембранную ткань заканчивается и воздух в верхней камере не испытывая влияния возвращает мембранную ткань в спокойное положение, таким образом автоматично регулируя давления в системе.Необходимо подчеркнуть что, приобретая расширительный бачок системы обогрева крайне важно сделать правильный выбор модели, так как очень большой бак не сумеет создать достаточного давления в системе отопления, а совсем маленький наоборот не примет весь излишек носителя тепла.

Как правильно высчитать требуемый объем бака расширительного:

Дабы провести хороший и точный расчет расширительного бачка для отапливания следует высчитать объем отопительной сети. Чтобы это сделать требуется сложить объем обогревательного котла, объем всех труб связанных в систему отопления, а еще объем добавочных обогревателей, если они присутствуют.Формула для расчета объема расширительного бачка K = (KE x Z) / N, в которой:

КЕ — это объем всей системы отопления
Z — постоянное значения увеличения жидкости носителя тепла
N — величина эффективности гидроаккумулятора

Замечательно правильный расчет объема расширительного бачка для отапливания и всей системы отопления сделать как правило невозможно. Ну а приблизительно он рассчитывается исходя из значения, что 1 кВт мощности оборудования для отопления равён 15 литрам объема носителя тепла. В общем выходит, что средняя мощность для привычного дома равна 44 кВт. Если из этого исходить, по формуле выходит КЕ = 15х44 = 660л.Константа увеличения жидкости около 4%, для систем где применяется простая вода с самой большой температурой нагрева 95 градусов по Цельсию. Нередко в системы закачивается не вода, а этиленгликоль в различном процентном соответствии. В этом случае показатель увеличения рассчитывается по формуле:

10% — 4% х 1,1 = 4,4%20% — 4% х 1,2 = 4,8%

Очень часто, результативность работы мембранного бака указана изготовителем, но и самому ее высчитать не трудно:

N= (DV-DS) / ( DV+1) где:DV — самое большое допустимое значения давления в системе, в основном, оно равно возможному давлению клапана предохранительного и для обыкновенных бытовых отопительных систем нечасто превосходит показатель в 2,5 — 3 бар.DS — это значения давления начальной зарядки гидроаккумулятора исходя из непрерывного значения в пол атмосферы на 5 метров длине системы отопления.

В конце концов выходит, что если вся площадь помещения, в котором оснащается отопительная система, равна 400 кв. м., самая большая верхняя точка системы равна 5 м, и расчётная мощность оборудования 44 кВт, то требуемый объем бака при подобных 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 данных которые получились, следует выбирать расширительный бачок для отапливания объемом 50 литров, с начальным давление в 0,5 бар. К примеру, гидроаккумулятор Reflex NG 50.Также для типовых компонентов системы отопления есть типовые приблизительные значения: