Расчет расширительного бака. Как сделать расчёт расширительного бака для закрытой системы отопления

Монтажные работы

Точное соблюдение правил монтажа при оснащении расширителем отопительной системы открытого или закрытого типа обеспечит безопасность и эффективность работы оборудования.

Установка расширительного бака открытого типа

Выше уже было сказано о том, что расширительный бак для открытой системы монтируется в самой высокой точке. Это требование обусловлено двумя факторами:

Подъем теплоносителя в расширитель и слив его обратно в систему отопления должен осуществляться самотеком, ведь циркуляционный насос в таких системах как правило отсутствует.
Такое расположение расширительного бачка позволяет эффективно осуществлять и его дополнительную функцию – отведение воздуха. Пузырьки всегда поднимаются наверх.

Схема подключения мембранного бака в системе отопления открытого типа

Особенностью установки расширителя в открытой системе является отсутствие необходимости оснащать бак запорной арматурой. Как правило, резервуар снабжается только двумя патрубками, через один из которых в емкость поступает теплоноситель, а через другой он возвращается в систему. Даже наличие крышки у резервуара не является принципиальным, хотя ее отсутствие может привести к увеличению потерь объема воды от испарения, а также попаданию в систему мусора и пыли.

Установка бака закрытого типа

Установка расширительного бака для отопления в системах закрытого типа несколько сложнее, так как он является полностью герметичным прибором. В отличие от открытых расширителей, которые нередко пользователи изготавливают самостоятельно, такие агрегаты создаются только в заводских условиях, поэтому придется расширительный бак для системы отопления купить, если она у вас этого типа.

На фото расширитель в закрытой системе отопления

Существует несколько правил, следуя которым можно выполнить монтаж расширительного бака отопления грамотно.

В большинстве случаев расширители закрытых систем устанавливаются на обратной линии перед циркуляционным насосом, если рассматривать последовательность элементов по ходу движения теплоносителя. Если по какой-либо причине такая установка невозможна, выбирают участок, на котором параметры движения потока близки к ламинарному течению. Основное и обязательное требование горизонтальное расположение и прямолинейность участка обвязки.
Оптимальным вариантом станет приобретение и установка бачка с предохранительным клапаном. Такое дополнительное приспособление предназначено для сброса давления, если его значение превышает максимально допустимую величину. Таким образом повышается безопасность эксплуатации оборудования, однако, следует знать, что при ошибке в расчетах (в меньшую сторону) объема расширительного бака, предохранительный клапан станет срабатывать слишком часто. Решением проблемы может стать замена расширителя на более вместительный или параллельная установка дополнительного резервуара.

Принцип работы расширительного бака закрытого типа с предохранительным клапаном

Для удобства контроля за работой системы лучше всего оснастить расширительный бак при установке манометром.

О том, какие радиаторы отопления выбрать для частного дома и на что обращать внимание при покупке, вы можете узнать из отдельной статьи. Критерии выбора накопительных водонагревателей приведены здесь

Зачастую в частных домах предпочтение отдают именно им

Критерии выбора накопительных водонагревателей приведены здесь. Зачастую в частных домах предпочтение отдают именно им.

Подбор устройства согласно расчету

Перед тем как приступить к расчету мембранника, нужно знать, что чем больше объем отопительной системы и выше максимальный температурный показатель теплоносителя, тем большего объема должен быть сам бак.

Существует несколько способов, по которым проводят расчет: обращение к специалистам в бюро по проектированию, проведение расчетов самостоятельно по специальной формуле или расчет при помощи онлайн калькулятора.

Формула

Расчетная формула выглядит так: V = (VL x E) / D, где:

VL – объем всех магистральных деталей, включая котел и остальные нагревательные приборы;
Е – коэффициент расширения теплоносителя (в процентах);
D – показатель эффективности мембранника.

Определение объема

Самый простой способ определения среднего объема отопительной системы – по мощности обогревательного котла из расчета 15 л/кВт. То есть, при мощности котла 44 кВт объем всех магистралей системы будет равен 660 л (15х44).

Если в трубы залит антифриз, то прибегают к такому расчету:

10% — 4% х 1,1= 4,4 %;
20% — 4% х 1,1= 4,8% и т.д.

Показатель эффективности (D) основан на начальном и наибольшем давлении в системе, а также стартовом давлении воздуха в камере. Предохранительный клапан всегда настраивается на максимальное давление. Чтобы найти значение показателя эффективности, нужно провести следующий расчет: D = (PV — PS)/(PV+1), где:

PV – максимальная отметка давления в системе, для индивидуального отопления показатель равен 2,5 бар;
PS – давление зарядки мембранника обычно составляет 0,5 бар.

Теперь осталось собрать все показатели в формулу и получить окончательный расчет:

VL = 15х44=660 л;
D = (2,5 – 0,5) / (2,5+1) = 0,58;
E = 4% = 0,04;
V = (660×0,04) / 0,58 = 45,5 л.

Полученное число можно округлить и остановить свой выбор на модели расширительного бака начиная от 46 литров. Если в качестве теплоносителя будет использована вода, то объем бака будет составлять не менее 15% от вместимости всей системы. Для антифриза этот показатель равен 20%. Стоит отметить, что объем прибора может быть несколько больше расчетного числа, но ни в коем случае, не меньше.

Расчет объема расширительного бака для отопления

Расширительные баки (они же – гидроаккумуляторы) в отопительных трубопроводных системах выполняют ряд важнейших вспомогательных функций: компенсация теплового расширения теплоносителя, его накопление, защита системы от гидроударов, снижение нагрузки на насосы. Но правильно выполнять эти функции может лишь правильно подобранный по размеру расширительный бак

Поэтому важно знать, как произвести расчёт объема расширительного бака для отопления, что вы и узнаете из нашей статьи

С точки зрения отопительной системы, можно поставить самый большой доступный бак и не прогадать: здесь лучше переборщить, чем недобрать. Но пространство всегда ограничено, как и бюджет: чем больше бак, тем выше его цена. Умный не будет переплачивать за объем, который не будет использовать его система.

Как рассчитать объем расширительного бака для отопления в зависимости от теплоносителя

Как правило, в отопительных трубопроводных системах с расширительными баками в качестве теплоносителя используется либо вода, либо антифриз. В зависимости от этого, а также от общего объема системы, и будет зависеть необходимая вместимость расширительного бака. Для систем одинакового объема, но с разными теплоносителями, необходимый объем бака будет разный:

Если в качестве теплоносителя используется вода, то объем расширительного бака должен быть 15% от общего объема всей системы (Объем системы * 0,15 = объем бака).
Если используется антифриз, то 20% объема системы (Объем системы * 0,2 = объем бака).

Основные сложности возникают как раз в подсчёте объема трубопроводной системы. Но зная нужную формулу, вы легко его найдёте, а мы с радостью её расскажем.

Как посчитать объем отопительной трубопроводной системы?

Расширительный бак в системе отопления, прикреплённый к стене

Проще всего посчитать общий объем отопительной системы ещё до её заполнения теплоносителем. Тогда вам просто нужно посчитать объем залитого вещества. Это легко сделать, если вы заливаете жидкость пятилитровыми бутылками, тогда просто умножаете количество залитых бутылок на 5 литров.

Допустим, вы залили 20 штук пятилитровых бутылок антифриза, тогда объем системы будет равен 100 литрам. Умножаем 100 на 0,2, получаем 20, это и есть необходимый объем расширительного бака в литрах.

Тогда нужно знать объем отопительного котла, который можно узнать в к изделию, объемы всех радиаторов и общий объем труб. Нужно всё это сложить. Если с котлом всё просто, то объем труб нужно будет измерять вручную.

Объем радиаторов и отопительного котла, если не удаётся найти их с указанными объемами, придется измерять вручную, заливая в них жидкость из ёмкостей известного объёма.

Общий объем трубопровода вычисляется по формуле V = 3,14 * r² * L, где:

r – радиус проходного отверстия трубы (делим диаметр условный ДУ трубы в сантиметрах пополам, получаем радиус);
L – общая длина трубопровода. Можно либо припомнить, какой длины отрезки труб вы покупали, и сколько их понадобилось, либо замерить вручную с помощью рулетки;
V – объем трубопровода;
3,14 – число π, применяемое в том числе для измерения площади окружности и объема цилиндров.

Обратите внимание! Все величины должны быть в сантиметрах. Если вы знаете ДУ трубы в дюймах, то переведите в сантиметры

Один дюйм равен 2,54 сантиметра. В результате вы получите число в кубических сантиметрах. Разделите его на 10 и получите объём в литрах, поскольку литр это кубический дециметр (10 см³).

Теперь, когда вы знаете объем котла, всех радиаторов и трубопровода, сложите все эти величины. Это общий объём вашей трубопроводной системы. Умножьте его на 0,15 или 0,2 в зависимости от использованного теплоносителя. Это и будет объем расширительного бака, идеально подходящего под вашу отопительную систему. Наверняка вы не найдете бак точно такого объема, поэтому покупайте бак большего ближайшего доступного объема к полученному числу.

Функции расширительного бака

Согласно законам физики, вода при нагревании на 10 градусов, увеличивается в объёме на 0.3%.

Для небольшого количества воды это явление малозаметное, но для тонны или нескольких тонн, которые находятся в отопительной системе, это существенный показатель.

Появление дополнительного объёма воды может повлиять на состояние труб отопления или даже привести к их повреждениям. Для предупреждения такой ситуации устанавливается расширительный бак.

Его функции состоят в следующем:

Удаляет из системы излишек воды при её нагревании.
Обеспечивает необходимое давление и предотвращает его скачкообразные повышения (гидроудары).
Удаляет из отопительной системы воздух, который действует на неё разрушительно.

Воздух, изначально растворенный в воде, при её нагревании начинает активно выделяться (при высокой температуре показатель достигает 90%). Вместе с теплоносителем этот воздух перемещается к баку, где скапливается, а затем выводится вовне.

Расширительный бак открытой системы отопления расчет и правила установки

Расширительные баки применяются во всех схемах систем индивидуального отопления. Главное назначение расширительного бака — это компенсация объема системы отопления вызванное тепловым расширением теплоносителя.

Особенности бака открытой системы отопления

Дело в том, что объем теплоносителя при увеличении давления увеличивается и если не предусмотреть дополнительную емкость куда бы избыточный объем мог бы уместится, то в системе отопления давление может возрасти на столько, что произойдет прорыв. Для устранения избыточного давления системы применяют расширительный бак.

Ко всему сказанному расширительный бак открытой системы отопления отличается от баков, предназначенных для закрытых систем. В закрытых системах используются баки, не сообщающиеся с атмосферой. В открытой системе применение такого бака невозможно, так как избыточное давление в баке будет создавать большое сопротивление циркуляции теплоносителя. Поэтому для открытых систем отопления применяют открытые баки.

Отсюда возникает большой недостаток открытых систем отопления — это испарение теплоносителя из бака. Как следствие периодически необходимо контролировать уровень теплоносителя в баке и в случае необходимости восполнять потери.

Кроме того, для открытых систем отопления важно не только, чтобы бак мог сообщаться с атмосферой, но и правильный расчет объема бака и грамотная установка, и подключение к системе отопления

Расчет объема открытого расширительного бака

Традиционно объем расширительного бака определяют, как 5% объема всей системы отопления. Это связано с тем, что при увеличении температуры воды до 80 градусов ее объем увеличивается приближённо на 4%. Прибавив к этому небольшое пространство чтобы, вода не переливалась через края бака еще 1%, в сумме получаем величину объема расширительного бака в процентном соотношении от объема всей системы отопления.

Если в открытой системе применяется другой теплоноситель, то следует скорректировать объем бака исходя из величины температурного расширения применяемого теплоносителя.

Больше всего сложностей возникает с подсчетом объема теплоносителя в системе отопления. Для подсчета объема системы необходимо просуммировать внутренний объем всех элементов системы труб радиаторов, отопления и котла. Так же объем системы можно определить косвенно по мощности котла, исходя из того, что 1 Квт мощности котла необходим для подогрева 15 литров теплоносителя.

Установка и подключение открытого расширительного бака

В отличии от закрытого расширительного бака, для открытого существуют определенные правила

Самое важное правило – бак должен быть расположен выше всей системы отопления. В противном случае по принципу сообщающихся сосудов из него будет вытекать вода. Это обстоятельство и приводит за частую к отказу от устройства системы отопления открытого типа, т.к

не всегда удается удобно установить расширительный бак

Это обстоятельство и приводит за частую к отказу от устройства системы отопления открытого типа, т.к. не всегда удается удобно установить расширительный бак.

Второй важной особенностью является то, что бак должен быть подключен к обратке. Дело в том, что на обратке температура воды меньше, а, следовательно, вода будет медленнее испаряться. Кроме того, учитывая не высокую температуры воды в обратке, соединить расширительный бак с системой можно с помощью прозрачного шланга, что облегчит контроль количества воды в системе

Кроме того, учитывая не высокую температуры воды в обратке, соединить расширительный бак с системой можно с помощью прозрачного шланга, что облегчит контроль количества воды в системе.

Дополнительно у расширительного бака могут быть предусмотрены специальные патрубки для исключения перелива и контроля уровня воды в баке.

Баки с мембраной баллонного типа.

В этом случае воздушная камера находится по периметру всего резервуара и окружает резиновую камеру для теплоносителя. При его поступлении последняя начинает расширяться подобно надуваемому шарику. Благодаря такому устройству бака удаётся более точно контролировать давление в системе.

Хочется отметить, что баллонные мембраны можно заменять по мере износа, а диафрагменные замене не подлежат. Очень важен материал, из которого сделана мембрана. Она должна обладать термоустойчивостью и при этом высокой эластичностью. При выборе бака следует ознакомиться с такими характеристиками мембраны, как долговечность, рабочая температура, водостойкость и соответствие санитарно-гигиеническим нормам.

Схема работы расширительного бака

Комплектация и принцип работы

Расширительный бак, помимо корпуса, включает в себя мембрану (баллон или диафрагму), верхняя часть которой заполнена инертным газом или воздухом. Нижний отсек герметичной емкости предназначен для теплоносителя.

Вместе с увеличением температурных показателей вода расширяется, и избыточная масса теплоносителя попадает в мембранник. Объем камеры с воздухом уменьшается, и давление в этой части закрытой системы возрастает, компенсируя напор в магистрали. Когда температура теплоносителя снижается, наблюдается обратный процесс.

Расширительный бак может быть укомплектован сменной (фланцевой) или постоянной мембраной. Второй вид изделий стоит дешевле.

Мембрана в бачке плотно прижата к внутренней стенке, так как весь его объем наполнен газом.

Когда внутрь попадает вода, давление увеличивается. В момент запуска отопления существует риск повреждения диафрагмы от скачка давления, а затем манометр постепенно изменяет показания и целостность детали вне опасности.

Чтобы избежать повреждения мембраны, необходимо установить предохранительный клапан манометра, который реагирует на возросшее давление (для частных домов нормой является от3,5 до 4 бара).

Преимущества фланцевой модели

К преимуществам фланцевых приборов можно отнести следующие характеристики:

выдерживает большее давление внутри системы, нежели устройство с постоянной диафрагмой;
возможна замена мембраны при ее повреждении;
горизонтальный и вертикальный монтаж прибора.

Сколько литров воды в трубе диаметром 50, 32, 20, 16 мм (длиной 1 метр)?

Объем теплоносителя в различных трубопроводах, таких как полиэтилен низкого давления (ПНД труба) полипропиленовые трубы, металлопластиковые трубы, стальные трубы, необходимо знать при подборе какого либо оборудования, в частности расширительного бака.

К примеру в металлопластиковой трубе диаметр 16 в метре трубы 0,115 гр. теплоносителя.

Вы знали? Скорее всего нет. Да и вам собственно зачем это знать, пока вы не столкнулись с подбором, к примеру расширительного бака.Знать объем теплоносителя в системе отопления необходимо не только для подбора расширительного бака, но и для покупки антифриза. Антифриз продается в неразбавленном до -65 градусов и разбавленном до -30 градусов виде. Узнав объем теплоносителя в системе отопления вы сможете купить ровное количество антифриза. К примеру, неразбавленный антифриз необходимо разбавлять 50*50 (вода*антифриз), а значит при объеме теплоносителя равном 50 литров, вам.

Для того, что бы узнать, какой объем жидкости в одном метре трубы, существуют специальные таблицы, в том числе прилагаемые к трубам. К примеру, в одном метре трубы с внутренним диаметром тринадцать целых и две десятых миллиметра, жидкости будет в объёме ноль целых, сто тридцать семь тысячных литра. А вот к примеру у трубы с внутренним диаметром порядка семидесяти миллиметров, объем жидкости составит порядка четырех литров. Таким образом, зная протяженность трубопровода можно получить итоговое значение, перемножив объем жидкости приходящейся на один метр трубы, на всю длину трубопровода. Так же следует учесть, что помимо трубопровода, жидкость в системе содержится и в радиаторах, коллекторах, и прочих агрегатах и арматуре.

Чтоб узнать количество воды в трубе можно конечно высчитать площадь, потом объём и потом посчитать сколько её там всего, но можно поступить гораздо проще.

Нужно знать какая у вас труба и её.

Иногда требуется рассчитать количество воды, которое находится в трубе отопления или в трубе водоснабжения, либо просто рассчитать объём трубы. Так вот труба представляет собой геометрическую фигуру — цилиндр, только большой высоты, в случае с трубой это длина. Чтобы посчитать сколько воды находится в трубе, нужно воспользоваться формулой вычисления объёма цилиндра. Вычисляется объём цилиндра по следующей.

Широкое применение металлопластиковых труб в бытовых системах водоснабжения и отопления стало возможным благодаря уникальной конструкции, совмещающей в себе положительные черты металлических и пластиковых труб одновременно.

Металлопластиковые трубы – технические характеристики которых, несмотря на популярность изделий, знакомы далеко не каждому, отличаются высокими антикоррозионными свойствами, гибкостью и остаются при этом все такими же прочными. В данной статье мы дадим более подробную характеристику металлопластиковым трубам, опишем их строение и особенности использования.

Металлопластиковые трубы и фитинги для их соединения

Конструкция металлопластиковых труб

Состав труб из металлопластика

В качестве основы металлопластиковой трубы выступает внутренний слой полиэтилена, который придает трубе прочность и выполняет несущую функцию.

К нему посредством клеевого состава прикрепляется слой алюминиевой фольги, препятствующий диффузии.

Правильно определиться с диаметром труб для внутреннего трубопровода не менее важно, чем с материалом для труб. Ведь недостаточный диаметр труб вызывает турбулентность (извилистость) течения воды в них. Как следствие, движение воды в трубе будет сопровождаться сильным шумом, а на её внутренней поверхности в большом количестве будут откладываться известковые отложения

Как следствие, движение воды в трубе будет сопровождаться сильным шумом, а на её внутренней поверхности в большом количестве будут откладываться известковые отложения.

Необходимо знать, что два метра в секунду – это предельная скорость движения жидкости в водопроводной системе. От этого и нужно отталкиваться в расчётах при выборе диаметра труб для водопровода. Исходя из этого и определяют следующие основные зависимости.

Как длина трубопровода влияет на выбор диаметра труб?

• Если длина трубопровода меньше десяти метров, то диаметр труб размером 20 мм будет достаточен.• Протяжённость трубопровода более тридцати метров предполагает использование труб — диаметром 32 мм.• Для трубопровода, длина которого составляет от 10 до 30 метров, лучше использовать.

Как рассчитать объем расширительного бака для системы отопления?