Расширительный бак — обязательный элемент каждого отопительного контура. Расширительный бак компенсирует тепловое расширение теплоносителя. Объем расширительного бака необходимо правильно рассчитать, иначе он не будет выполнять свою функцию. Неправильный подбор емкости расширительного бака для системы отопления приведет к повреждению радиаторов, теплогенератора и коммуникаций. В случае конфигурации разомкнутого контура некорректные расчеты могут привести к утечке теплоносителя.
Алгоритм действия расширительного бака
Схема расширительных баков
Расширительные баки используются для устранения теплового расширения, поглощения избыточного теплоносителя и поддержания стабильного гидравлического давления в устройствах. В закрытых системах отопления устанавливаются герметичные емкости с резиновой мембраной, в открытых — пустые емкости, связанные с окружающей средой.
В открытых системах отопления избыточная нагретая вода вытесняется в открытое пространство расширения. В случае перелива расширитель переливается в слив. Открытый бачок устанавливается в самой высокой точке установки и одновременно предназначен для удаления воздушных карманов из системы отопления. Размер переливающего бака для системы отопления с открытым контуром не обязателен, но не менее 5% от общего объема теплоносителя. В системах с естественной циркуляцией (при отсутствии гидравлики) бак используется для наполнения водой (теплоносителем).
Мембранный расширительный бак представляет собой герметичный сосуд, разделенный на две камеры мембранной перегородкой. Одна камера подключается к системе отопления, а другая через специальный вентиль заполняется воздухом 0,4 — 1,6 атмосферы. Вместимость бака зависит от общей мощности установки теплоносителя. Теплоноситель (вода) расширяется во время нагрева, и образовавшийся избыточный объем выталкивается в водяную камеру расширителя, создавая давление на мембранную пластину. Диафрагма изгибается в сторону воздушной камеры, сила теплоносителя компенсируется давлением воздуха (воздух сжимается). Так выравнивается давление в системе отопления. Гибкость диафрагмы и давление воздуха в закрытом расширительном баке поддерживают постоянное давление в системе.
Способы расчета расширительного бака для отопления
Расширительные баки для системы отопления
Как рассчитать объем расширительного бака? Есть общий метод выбора — объем расширительного бака выбирается из расчета 10% внутреннего объема всей системы отопления.
Чаще используется точный расчет по формулам. Сделать это может любой желающий с помощью калькулятора. Вместимость расширительного бака для отопления рассчитывается по формуле:
A = B x C / K, где B — объем теплоносителя; C — коэффициент теплового расширения теплоносителя; К — емкость мембранного бака.
Объем теплоносителя можно рассчитать тремя способами:
- Геометрический — исходя из внутреннего объема радиаторов, котла и труб;
- При заполнении установки — по манометру или вручную добавляя объем;
- Обобщенный метод — на 1 кВт тепловой мощности котла в объеме системы берется 15 литров.
Обобщенный способ имеет модификацию в зависимости от типа отопительных приборов. В случае использования радиаторов среднее количество воды составляет 11 литров, конвекторов 7 литров, а теплых полов до 18 литров. Емкость теплообменника указана в паспорте оборудования, количество воды в трубах можно определить, рассчитав их длину и внутренний объем. Эти значения складываются (котел, трубы, приборы) — получается общий объем отопительной системы.
После расчета объема системы используется следующая формула:
K = (DM — DB) / (DM + 1), где DB — максимальное давление теплоносителя, обычно принимается равным давлению срабатывания предохранительного клапана на группе безопасности (3 атм); DB — установленное давление воздуха в воздушной камере расширительного бака.
Вода имеет коэффициент теплового расширения 4% при нагревании до 95 градусов Цельсия. В случае незамерзающих фракций в теплоносителе это значение увеличивается в зависимости от процентного содержания добавок. Для 10% добавок в общем объеме значение 4% воды умножается на поправочный коэффициент 1,1, для 30% & # 8211 — на 1,3 и т. Д.
Расчет экспанзомата для системы с котлом мощностью 31 кВт
Строительство газового котла со встроенным расширительным баком.
Перед тем как приступить к расчетам, связанным с выбором расширительного бака, следует отметить, что большинство настенных котлов оборудовано встроенным расширительным баком. Объем расширительного бака указан в инструкции к котлу. При преобразовании объема системы отопления в соответствии с мощностью котла (умножением 1 кВт тепловой мощности на 15 литров) проверьте, соответствует ли резервуар объему устанавливаемой системы. В случае нехватки устанавливается дополнительный бак. Его объем рассчитывается после вычитания встроенной расширительной камеры. Напольные котлы, как правило, не оснащаются расширительным баком.
Расчет выглядит следующим образом:
К = (DM — DB) / (DM + 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 — емкость бака, К.
Емкость теплоносителя: B = 31×15 = 465 литров.
Тогда объем бака будет:
А = 465х0,04 / 0,375 = 49,6 л.
Подбирается расширительный бак объемом не менее 50 литров и давлением воздуха 1,5 атм. Общий метод подбора (10% А) указывает на необходимость бака емкостью не менее 46,5 л. В этом случае размер расширительной камеры всегда округляется до большего объема — 50 литров.
Давление воздуха, входящее в расчет (1,5 атм), можно изменять. Расширительные баки имеют встроенный воздушный заправочный клапан. К нему можно подключить ручной насос, который повысит давление, когда заводское давление будет ниже. Будьте осторожны — при значительном повышении давления возможно повреждение диафрагмы, поэтому за этим процессом следует следить с помощью манометра. Клапан также действует как предохранительный клапан, когда давление поднимается до предела.
