Как провести расчет расширительного бака для отопления

Отопление частного дома » Монтаж отопления » Расчет систем отопления

Бак для отопления Reflex

Расширительный бак в системе отопления играет роль балансировочного элемента. Он выравнивает объем теплоносителя при его расширении под действием высоких температур, а также поддерживает необходимое в системе давление. Но перед потребителем всегда встает вопрос, связанный с объемом бачка. Как правильно выбрать прибор именно по этому показателю? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо провести расчет расширительного бака для отопления. Дело это не такое уж простое, и здесь используется формула, составляющие которой определяются опытным путем. Но давайте все по порядку.

Типы расширительных баков

Как и сама отопительная система, баки делятся на открытые и закрытые. Открытые приборы очень громоздки, и в последнее время их популярность практически сведена к нулю за счет низкой эффективности. Закрытые приборы более практичны. Это герметично сделанные бачки, которые разделены внутри резиновой мембраной. В нижнюю часть заходит теплоноситель, изменяясь в объеме за счет повышения температуры, а в верхнюю часть закачан воздух, что делается на заводе в процессе изготовления. Давление воздуха внутри составляет 1,5 атм.

Нагреваясь, вода увеличивается в объеме, и эти излишки заполняют нижнюю часть расширительного бака. При этом вода давит на мембрану, которая поднимается до определенного уровня. Давящий сверху воздух создает в системе отопления закрытого типа давление, равное 1,5 атм., что является необходимым условием эффективной ее работы.

• Форма расширительного бака может быть округлой в виде баллона или плоской.
• В нем используется термостойкая резина в качестве мембраны. Она может быть диафрагмового типа или плоская — баллонного типа.
• При выборе расширительного прибора необходимо уделить внимание именно мембране, а точнее, сроку ее службы и возможности выдерживать необходимое давление. Не забывайте о температурах теплоносителя, которые будут действовать на нее. Диффузионные процессы также негативно могут влиять не ее качество.

Расчет объема

И все же основа выбора — это объем. Давайте остановимся на зависимости объемного параметра прибора и тех показателей, которые влияют на его изменения:

1. Чем больше объем теплоносителя в закрытой системе отопления, тем большего размера необходимо приобретать расширительный бак.
2. Чем выше температура теплоносителя, тем больше вместимость прибора.
3. Чем выше давление теплоносителя (берется допустимое значение показателя), тем меньших размеров емкость можно приобретать.

Три основные зависимости. Теперь можно переходить непосредственно к расчету. Скажем прямо, дело это непростое, но с ним стоит разобраться. Потому что небольшое отклонение может привести к неприятным последствиям. К примеру, предохранительный клапан будет постоянно сбрасывать.

Итак, формула, по которой проводится расчет:

Vб=(Vс * К)/D, где

Vб — вместимость прибора.

Vс — объем теплоносителя в системе отопления.

К — коэффициент расширения теплоносителя. Для воды этот показатель равен 4%, поэтому в формуле используется 1,04.

Таблица с формулами

D — эффективность расширения самого бачка. Изготовленный из металла и под действием перепада температур он может незначительно изменять свои размерные параметры. Для точного установления «D» можно использовать следующую формулу:

D = (Pmax — Pнач)/ (Рmax + 1), где Pmax — это максимальное давление внутри системы отопления, Рнач — это давление внутри резервуара, запланированное заводскими параметрами (обычно 1,5 атм.). Кстати, по максимальному показателю планируется настройка предохранительного клапана.

Получается, что объем расширительного бака зависит от прочностных и температурных характеристик самого прибора. Отметим, что все эти показатели и характеристики не должны превышать допустимые нормы. Объем расширительного прибора должен быть равен или быть чуть больше полученных результатов.

Полезные советы

• Бачок емкостью 20–25 литров обычно устанавливают с циркуляционным насосом мощностью 1,2 кВт. При объеме 50–60 литров мощность насоса увеличивается до 2,0 кВт. Есть на рынке расширительные баки емкостью 100–200 литров. Их можно использовать не только по прямому назначению, но и в качестве резервуара для теплой воды при небольших по срокам отключениях ее в водопроводе.
• Размерные показатели баков колеблются в широком диапазоне. Есть такие, которые не помещаются в проемы, чтобы можно было занести их во внутренние помещения. Поэтому совет — используйте несколько маленьких баков, чем один огромный. Здесь важно соответствие объемов.
• Существует несколько стандартных показателей, которые определяют количество отдаваемой энергии на определенный вмещаемый объем. К примеру, радиатор отопления — 10,5 кВт, конвектор водяной — 7 л/кВт, водяной теплый пол — 17 л/кВт.

Теперь вы знаете, для чего нужен расширительный бачок закрытого типа. Но куда его можно врезать? Вопрос остается открытым. Это закрытый прибор, и для него нет никакой разницы, как будет проведена его установка. Здесь важнее другое — удобство эксплуатации. А значит, монтаж лучше проводить в том месте, где подход будет свободным. И не так уж важно, в какой точке будет расположен бак — в самой высокой или нет. В этом его универсальность.

Комментарии и отзывы к материалу

Как рассчитать объем расширительного бака для отопления?

В статье про расширительные баки я уже рассказывал, как должен выбираться объём расширительного бака для отопления по соотношению с общим объёмом системы. В этой статье разберём этот вопрос подробно.

Каким должен быть объем расширительного бака для отопления?

Итак, напомню, что объем расширительного бака для отопления зависит от вида теплоносителя и рассчитывается по такому алгоритму:

Возможно, у кого-то остался вопрос: как узнать объём системы отопления? Ответ ниже.

Как рассчитать объем системы отопления и расширительного бака?

Если мы заливаем теплоноситель в систему вручную (например, ведром, лейкой и т. д.), то посчитать объем всей отопительной системы (хотя бы примерно) легко:

V1 * n = V,

- где V1 – объём одного ведра (или чем вы там заливаете?), n – количество залитых вёдер, V – общий объём системы отопления.

При заполнении же системы из водопровода, например, шлангом, нужно вспоминать школьную математику. В том смысле, что нужно сложить:

1) объём внутренней части котла (см. паспорт к котлу);

2) объём теплоносителя в трубах.

Для определения объёма теплоносителя в трубах нужно знать два размера: длину труб и внутренний их диаметр. Замеряем рулеткой.

Трубопровод – это ни что иное как цилиндр. Объём цилиндра находится так:

V = S * H,

- где V – объём цилиндра, S – площадь его основания, H – высота цилиндра.

Применительно к трубопроводу формула будет выглядеть так:

V = 3.14*R*R*L,

- где R – половина внутреннего диаметра (радиус) вашей трубы, L – длина всего трубопровода.

3) объём всех радиаторов (тоже в паспорте; бывает, что для экономии денег купили радиаторы б/у, без паспорта, тогда меряем, заливая воду посудой известного объёма).

Рассчитав объём системы, умножаем полученное число на 0.15 или на 0.20.

Предположим, объем всей системы равен 50 литров, тогда объем расширительного бака для отопления выбираем равным 50 х 0.15 = 7.5 л для воды или 50 х 0.20 = 10 л для антифриза.

Однако лучше иметь небольшой запас и купить бак на размер больше.

Неприятная особенность расширительного бака в настенных газовых котлах

В настенных газовых котлах расширительные баки уже имеются, что само по себе хорошо.

Однако объём их ограничен размерами котла, и бывает, что этого объёма не хватает (при большом количестве радиаторов или если вместо радиаторов сварные регистры из толстых труб, из-за чего объём теплоносителя в системе большой).

Выход простой: нужно установить внешний расширительный бак в любом месте системы, о чём напоминалось во многих статьях про схемы подключения котлов.

Итак, объем расширительного бака для отопления высчитали. Но есть вторая важная характеристика расширительного бака: давление в нём. Это тема следующей статьи.

объем расширительного бака для отопления

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 температуры 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.

Расширительный бак открытой системы отопления компенсирует тепловое расширение теплоносителя. Для снижения сопротивления циркуляции теплоносителя расширительный бак сообщается с атмосферой. Естественно это вызывает испарение теплоносителя. Поэтому расширительные баки для открытой системы изготавливают с крышкой. Она обеспечивает возможность долива теплоносителя.

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.

Объем расширительного бака равный 5% от объема всей системы отопления это теоретический объем. В реальности к теоретическому объему расширительного бака необходимо добавить объем теплоносителя, который будет испаряться, например, из расчета долива раз в неделю или месяц, это примерно 2% от объема системы отопления.

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.

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.

Часто расширительный бак открытой системы отопления устанавливают на чердаке здания это экономит место жилого пространства. Однако на неутепленном чердаке будут большие потери тепла, что увеличит затраты на отопление. Расширительный бак должен быть установлен не только в самой верхней точке, его место расположение должно позволять доливать и контролировать уровень теплоносителя.

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

Расширительный бак системы отопления один из важнейших элементов системы. Его главная функция — это предохранение системы отопления от избыточного давления теплоносителя. Кроме того, через расширительный бак происходит наполнение системы и дозаправка, а также контроль уровня теплоносителя в системе. Чтобы система отопления работала стабильно и не требовалось постоянного ухода необходимо правильно рассчитать объем расширительного бака и установить его в самой высокой точке системе, при этом оставив бак в доступности для обслуживания и доливки теплоносителя.