Розширювальний бак для опалення пристрій, підбір і розрахунок моделі

Види розширювальних баків і їх порівняння

В опалювальній системі можуть бути встановлені різні види розширювальних баків.

Відкриті розширювальні баки

Розширювальний бак відкритого типу - це відкрита ємність, в яку завжди можна долити теплоносій. Він не вимагає наявності запірної арматури, гумової мембрани і навіть кришки. Зазвичай відром через нього «доливають» в систему рідина, хоча від водопроводу завжди можна вивести водозабірних кран.

Розширювальний бак для опалення пристрій, підбір і розрахунок моделі

Схема роботи розширювального бака відкритого типу: 1 - корпус бака; 2 - рівень теплоносія; 3 - холодна труба; 4 - спускна труба; 5 - запобіжний клапан; 6 - запірний вентиль; 7 - верхня точка в стояку трубопроводу опалювальної системи

Кілька десятиліть тому повсюдно використовувалися відкриті конструкції, що компенсують зміну обсягу теплоносія при природної циркуляції. Однак постійний контроль рівня рідини і її «доливання», складності монтажу у верхній точці, низький тиск і корозія металу - все це призвело до виходу на перший план закритих систем і баків.

Закриті розширювальні баки

Там, де циркуляцію теплоносія забезпечує насос, встановлюють баки закритого типу, іменовані в народі «мембраннікамі». Він завжди забарвлений в червоний колір і конструкційно являє собою герметичну ємність, всередині якої встановлена мембрана з технічної гуми. А ось в синіх баках, призначених для організації гарячого водопостачання, використовується менш довговічна харчова гума.

Пристрій розширювального бака наступне: мембрана у вигляді балона або діафрагми розділяє ємність на дві частини. У верхню закачаний інертний газ або повітря, а інша відводиться для надлишків теплоносія.

З ростом температури надлишки розширюється теплоносія потрапляють в ємність. Обсяг повітряної камери зменшується, і збільшується тиск в камері з повітрям, яке якраз компенсує високий тиск в системі. При зниженні температури теплоносія спостерігається зворотний процес.

При низькій температурі теплоносія бак порожній, а мембрана займає максимальної можливий обсяг. При нагріванні рідина починає заповнювати порожнину між мембраною і ємністю. Остигаючи, теплоносій стискається, і повітря починає «виштовхувати» його назад в систему

Закритий розширювальний бак системи опалення може оснащуватися фланцевої (змінної) або незмінною мембраною. Єдине, але суттєву перевагу останнього типу - його низька вартість. Мембрана жорстко закріплена по периметру ємності. У вихідному положенні вона притиснута до внутрішньої поверхні, та як газом заповнений весь обсяг. При попаданні теплоносія в розширювальний бак тиск збільшується.

При пуску системи існує ризик розриву діафрагми, оскільки тиск зростає різко. Надалі показання на манометрі змінюються плавно і не становлять загрози для її цілісності.

Для того, щоб запобігти пошкодженню мембрани, в опалювальних системах великого обсягу тиск контролюють за допомогою манометра. Запобіжний клапан спрацьовує при досягненні максимально допустимого значення. Зазвичай воно знаходиться в межах від трьох з половиною до чотирьох бар для приватних будинків.

Фланцеве розширювальний бак має кілька переваг:

максимальна величина тиску значно більше, ніж у бака з незмінною діафрагмою;
можливість заміни мембрани через фланець в разі її пошкодження або розриву;
вертикальне і горизонтальне виконання виробів. Це дає більше варіантів розміщення в умовах маленької котельні.

Який краще - відкритий або закритий?

Якщо порівнювати експлуатаційні та споживчі властивості відкритого і закритого типів, то перевага останнього доводять наступні факти:

закритий бак коли виноситься наверх, отже, можна заощадити на трубах;
мембранні баки мають менші габаритні розміри;
теплоносій із закритого бака точно не випарується;
мінімальні тепловтрати, на відміну від що вимагає додаткової ізоляції відкритого бака;
захист труб і вузлів систем від корозії, яка забезпечується за рахунок відсутності повітря;
закрита система опалення може працювати при високому тиску, тоді як відкрита тільки при низькому;
експлуатаційні витрати мембранніка нижче, що у відкритого бака.

Ну а взагалі, звичайно - вибирати вам.

Місце бака в системі опалення

Розширювальний бак системи опалення служить для того, щоб компенсувати збільшення обсягу теплоносія в результаті його температурного розширення.

Якщо циркуляція примусова, то тиск в точці підключення агрегату одно статичному тиску в цій точці при даній температурі (правило діють тільки при наявності одного мембранніка). Якщо припустити, що воно зміниться, то вийде, що в закритій системі з'явилося нізвідки деяка кількість рідини. Це суперечить здоровому глузду.

Відкрита система опалення - це посудина, яка має складну форму, зі специфічними конвекційними потоками. Всі вузли повинні забезпечувати швидкий підйом гарячого теплоносія в верхню точку і наступний самопливний слив його через радіатори в котел. Крім цього конструкція системи не повинна перешкоджати переміщенню пухирців повітря вгору.

Розташовують розширювальний бак в цьому випадку завжди в найвищій точці однотрубної системи, як правило, вгорі розгінного колектора.

Розрахунок обсягу розширювального бака опалення

Визначити обсяг розширювального бака можна декількома способами. По-перше, свої послуги пропонують численні проектувальні бюро і окремі фахівці. Вони для розрахунків використовують спеціальне програмне забезпечення, яке дозволяє врахувати всі чинники, що впливають на стабільну роботу системи опалення. Це все, звичайно, чудово, але дорого.

По-друге, можна самостійно виконати розрахунок розширювального бака за формулами. Тут потрібно бути особливо уважним, тому що найменша помилка може істотно спотворити підсумкові значення. Враховується все: обсяг системи опалення, вид теплоносія і його фізичні характеристики, тиск.

По-третє, можна скористатися он-лайн калькуляторами для виконання розрахунків. Правда, в цьому випадку, краще перевірити ще раз результати на кількох ресурсах, щоб виключити ймовірність некоректної роботи сторінки.

По-четверте, можна прикинути на око - питому ємність системи опалення прирівняти до 15 л / кВт. Це орієнтовні цифри. Такий спосіб годиться тільки на стадії техніко-економічного обґрунтування. Вже безпосередньо перед покупкою обов'язково проводять більш точні розрахунки.

Спосіб # 1 - розрахунок за формулами

Основна формула для розрахунку виглядає наступним чином:

де С - загальний обсяг теплоносія в опалювальній системі, л;
Pa min - Настроювальна (початкове) абсолютний тиск в розширювальному баку, бар;
Pa max - максимальне (граничне) абсолютний тиск, яке можливо в розширювальному баку, бар.

При розрахунку загального обсягу опалювальної системи враховуються всі труби і радіатори, теплі підлоги і котел, а також інші елементи. Зразкові значення вказані в таблиці:

Примітка:
* Без урахування обсягу акумулюючих рідин;
** усереднена величина.

У таблиці наведені значення коефіцієнта βt - показника температурного розширення теплоносія, які відповідають максимальній різниці температур в працюючої і непрацюючої системи.

Тепер розраховуємо Pa min і Pa max за формулами:

За першою формулою розраховується абсолютне Настроювальна тиск (h2 підставляється зі знаком «мінус» при розташуванні бака нижче точки врізки). За другою формулою визначається абсолютне максимально можливий тиск в розширювальному баку.

Спосіб # 2 - онлайн калькулятор для розрахунку

* - краще брати максимально точну цифру. Якщо даних немає, тоді 1 кВт потужності дорівнює 15 л;
** - має дорівнювати статичному тиску системи опалення (0,5 бар = 5 м);
*** - це тиск, при якому спрацьовує клапан безпеки.

Ця методика значно спрощена і годиться тільки для розрахунку індивідуальних систем опалення. Поетапно розберемо схему на конкретному прикладі:

визначаємо тип теплоносія: в даному випадку це вода. Коефіцієнт її температурного розширення становить 0,034 при температурі 85С;
розраховуємо обсяг теплоносія в системі. Наприклад, для котла потужністю 40 кВт об'єм води складе 600 літрів (15 літрів на 1 Квт потужності). Можна, і це буде більш точна цифра, підсумовувати обсяг теплоносія в котлі, трубах і радіаторах (якщо такі дані є);
максимально допустимий тиск в системі задається граничним значенням, при якому спрацьовує клапан безпеки;
тиск зарядки (початкова) розширювального бака може бути більше або дорівнює (але ні в якому разі не менше) гідростатичного тиску опалювальної системи в точці врізки мембранніка;
обсяг розширення (V) розраховується за формулою V = (C * βt) / (1- (Pmin / Pmax));
розрахунковий обсяг округляємо в більшу сторону (це ніяк не позначиться на роботі системи).

Розширювальний бак підбирається так, щоб компенсувати цей самий розрахунковий обсяг (див. Таблицю):

Кілька порад наостанок

Важливим критерієм вибору розширювального бака є настройка клапана безпеки (запобіжного), який є елементом обов'язковим для Експанзомати (СП 41-101-95 «Проектування теплових пунктів»). Граничне значення, після якого спрацьовує захист, більше допустимого для самого «слабкої ланки» системи на 10% (такі настройки враховують різницю висот мембрани і клапана).

Щоб мати можливість регулювати гранично допустимий тиск в системі, віддавайте перевагу клапанів з можливістю регулювання. Обов'язковою вимогою до всіх таким захисним пристроям є наявність пристрою «підриву» (примусового відкривання). Воно дозволяє періодично перевіряти працездатність клапана і не допустити залипання золотника

Підбір розширювального бака здійснюється з урахуванням якості, стійкості до дифузії і експлуатаційних характеристик мембрани (діафрагми), діапазону робочих температур, терміну експлуатації. Обов'язково переконайтеся, що порогові значення тиску в котлі і баку збігаються, а також перевірте відповідність мембранніка вимогам безпеки і якості, що пред'являються до таких агрегатів.

Я мав досвід експлуатації тільки відкритого розширювального бака і ніяких особливих проблем з ним не пригадаю. Труб на його винесення вище пішло трохи, розмірами він був невеликий, теплоносій випаровувався дуже повільно, тепловтрати не відчували, а експлуатаційні витрати були не так вже щоб сильно вище. Виходячи з усього вище перерахованого я не бачу наявності критичних переваг розширювального бака системи опалення закритого типу. Як на мене дешевизна, а також простота в монтажі та використанні бака відкритого типу з лишком компенсують всі його слабкі сторони і дозволять йому проіснувати на ринку ще довго.

Навігатор по сайту