Розрахунок розширювального бака для закритої системи опалення — приклади

Розрахунок розширювального бака для закритої системи опалення — приклади

Для балансування автономної системи опалення використовується розширювальний бак.

Його завдання – вирівнювати обсяг теплоносія, нагрітого до високих температур, і підтримувати заданий тиск.

Надійність виконання покладених на цей елемент функцій залежить від того, наскільки правильно підібраний його обсяг.

Цей параметр не є константою і залежить від конкретних умов. Нижче розглянемо, як проводиться розрахунок розширювального бака для закритої системи опалення.

Зміст

  • 1 Принцип дії розширювального бака
  • 2 Орієнтовні значення вмісту води у системах опалення
  • 3 Обсяг розширювального бака
  • 4 Коефіцієнт збільшення об’єму води/водогліколевою суміші залежно від температури
  • 5 Розрахунок обсягу розширювального бака для опалення
    • 5.1 Приклад розрахунку
  • 6 Рекомендації фахівців
  • 7 Відео на тему

Принцип дії розширювального бака

Принцип дії компенсуючого пристрою простий, в ньому немає ніяких складних технічних рішень. Проте найменша помилка в розрахунках може спричинити за собою вихід з ладу опалювальної системи в цілому.

Внутрішній простір бака розділене на дві частини еластичною мембраною. Верхня порожнина називається повітряною – у неї закачується повітря. Мета цієї операції – створити початковий тиск в ємності. Вода із системи подається в нижню порожнину. Як тільки мембрана займе стійке положення – ляже на поверхню рідини, система може вважатися готовою до роботи.

Розрахунок розширювального бака для закритої системи опалення — приклади

Принцип роботи закритого розширювального бака

Розігрітий теплоносій розширюється, і його надлишок надходить в бак, зміщуючи мембрану в бік повітряної камери. Як тільки вода починає остигати, мембрана під тиском повітря повертається у вихідне положення, підтримуючи тим самим заданий тиск в системі опалення.

Занадто великий розширювальний бак не в змозі створити потрібніше тиск в системі. Недостатня місткість компенсуючого пристрою не дозволить прийняти весь надлишок розширеної води.

Тому так важливо правильно розрахувати оптимальний обсяг цього важливого елемента автономної опалювальної системи.

Орієнтовні значення вмісту води у системах опалення

Для визначення обсягу розширювального бака необхідно знати, яка кількість теплоносія вміщується в опалювальній системі. Цей параметр дорівнює сумі обсягів котла, трубопроводів і опалювальних приладів.

Орієнтовно на 1 кВт потужності системи доводиться:

  • 7 літрів – при використанні в системі конвекторів;
  • 10,5 літрів – якщо в якості опалювальних приладів встановлені радіатори.

Наявність теплих підлог вимагає об’єму теплоносія в кількості 17 л/кВт.

Розрахунок місткості опалювальної системи досить складний, виконати його під силу лише фахівцям. Споживач, який не володіє інженерними знаннями, може скористатися приблизної залежністю – 1 кВт потужності котла = 15 літрів об’єму теплоносія.

Наприклад, при потужності котла, що дорівнює 25 кВт, обсяг води в системі складе:

25 х 15 = 375 (літрів).

Обсяг розширювального бака

Вибір розміру розширювального бачка залежить від трьох основних параметрів:

  • об’єму теплоносія в системі – чим він більший, тим більшими повинні бути розміри бака;
  • температури теплоносія – чим вище розігрів, тим більше повинна бути місткість розширювальної ємності;
  • тиску в системі – чим вище його допустимий показник, тим менше повинен бути обсяг бачка.

Іншими словами, обсяг розширювального бака знаходиться в прямій залежності від кількості теплоносія і його температури, і в зворотній – від тиску в опалювальній системі.

Коефіцієнт збільшення об’єму води/водогліколевою суміші залежно від температури

Як відомо із законів фізики, всі рідини при нагріванні розширюються (як, втім, і будь-які тіла). Цей факт необхідно враховувати при розрахунку обсягу розширювального бака.

Вода збільшується в об’ємі при нагріванні до 950С на 4%. Це твердження досить точне, тому їм можна оперувати в розрахунках без побоювань.

Якщо в якості теплоносія використовується водогліколева суміш, картина дещо змінюється залежно від вмісту етиленгліколю.

Розрахунок розширювального бака для закритої системи опалення — приклади

Розширювальна ємність в опалювальній система

В такому випадку коефіцієнт розширення робочої рідини визначається наступним чином:

  • 4% х 1,1 = 4,4% — при утриманні етиленгліколю в кількості 10% від загального обсягу теплоносія;
  • 4% х 1,2 = 4,8% — якщо обсяг етиленгліколю в суміші становить 20%, і т. д.

Вищенаведені величини будуть змінюватися в залежності від того, до якої температури нагрівається теплоносій. Наприклад, при 80 градусах коефіцієнт розширення води становитиме 0,0290. Якщо 10 відсотків її обсягу замістити етиленгліколем, коефіцієнт буде дорівнювати 0,0320. Суміш гліколя навпіл з водою (50%) характеризується коефіцієнтом розширення 0,0436.

Розрахунок обсягу розширювального бака для опалення

Основна формула, за якою можна розрахувати необхідний об’єм розширювального бака, виглядає так:

V = (v l x E) / D, де

Розрахунок розширювального бака для закритої системи опалення — прикладиVL – сумарна ємність системи опалення, що включає в себе об’єм котла, всіх акумуляторів тепла (конвекторів, радіаторів та ін) і трубопроводу;

  • Е – коефіцієнт розширення робочої рідини (теплоносія);
  • D – ефективність розширювального бака (мембранного).

Останній параметр залежить від двох величин – тиску:

  • PV — максимального робочого в системі;
  • PS — зарядки мембранного бачка.

Для котеджів прийнято вважати достатнім PV = 2,5 бар.

PS має дорівнювати статичному тиску опалювальної системи і приймається 0,5 бар = 5 м.

Приклад розрахунку

В якості прикладу розглянемо систему опалення котеджу площею 300 кв. м. для забезпечення автономного опалення встановлений котел потужністю 30 кВт. Крім того, задіяний теплоакумулятор об’ємом 1000 літрів. Висота системи становить 5 метрів.

Спочатку розрахуємо загальний обсяг теплоносія:

VL = 30 х 15 + 1000 = 1450 (літрів), де

  • 30 – потужність котла, кВт;
  • 15 – питомий об’єм теплоносія на 1 кВт потужності котла, літри;
  • 1000 – об’єм акумулюючої ємності.

Далі переходимо до розрахунку ефективності мембранного бака:

D = (PV – PS) / (PV + 1)

У нашому прикладі:

  • PV = 2.5 бар;
  • PS = 0.5 бар.

Отже, D = (2.5 – 0.5) / (2.5 + 1) = 0.57

Тепер можна визначити об’єм бака:

V = 1450 х 0,04 / 0,57 = 101,75 (літри), де

0,04 – коефіцієнт розширення теплоносія (в нашому випадку це – вода без додавання гліколя).

Виробники випускають розширювальні баки певного розмірного ряду, тому далеко не завжди є можливість купити ємність, об’єм якої дорівнює розрахунковому.

У таких випадках результат розрахунку необхідно округляти в більшу сторону. У нашому випадку найближче стандартне значення буде 110 літрів. Саме такий бак і треба купувати.

Рекомендації фахівців

Розрахунок розширювального бака для закритої системи опалення — прикладиРозширювальний бак закритого типу необов’язково встановлювати в найвищій точці системи.

Головна перевага мембранних компенсаторів як раз і полягає в можливості його розміщення в місці, найбільш зручному для монтажу та експлуатації.

Маленькі бачки обсягом 20-25 літрів встановлюють зазвичай, системи з циркуляційним насосом, потужність якого становить 1,2 кВт. Збільшення ємності до 20-60 літрів призведе до збільшення потужності насоса до 2,0 кВт.

У продажу є компенсуючі пристрої обсягом 100-200 літрів. Крім їхнього прямого призначення вони можуть грати роль накопичувального резервуара для теплої води. Правда, використовувати їх у такому ключі можна лише у разі відключення основного джерела ГВП на короткий термін.

Типорозміри розширювальних баків займають досить широкий діапазон. Серед них трапляються моделі з габаритами настільки великими, що стандартні дверні прорізи не дозволяють внести їх всередину приміщення. У такій ситуації краще одну величезну ємність замінити на кілька маленьких. Головне, щоб їх сумарний обсяг дорівнював розрахунковому.

Відео на тему

Сподобалася стаття? Поділитися з друзями: