Методика расчета и подбора баков для систем отопления. Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления — с необходимыми комментариями

Методика расчета и подбора баков для систем отопления. Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления — с необходимыми комментариями

Система отопления закрытого типа имеет немало преимуществ.

Она намного компактнее, так как не требует соблюдения правила установки расширительного бака в высшей точке, легче поддаётся регулировкам, работает экономичнее, а теплоноситель не испаряется и не контактирует с воздухом, то есть не насыщается кислородом, что очень важно для долговечности металлических элементов котла и радиаторов.

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Компенсация температурного расширения воды происходит за счет установки мембранного расширительного бака, который может быть смонтирован, например, на «обратке» в непосредственной близости от котла. Необходимо лишь правильно определиться с параметрами этого важного элемента системы. В этом нам поможет калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления.

Необходимые разъяснения по выполнению вычислений – ниже самого калькулятора.

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Пояснения по проведению вычислений объема бака

Понятно, что при монтаже системы отопления, особенно в условиях дефицита места, хочется по максимуму сэкономить свободное пространство. Тем не менее, объем расширительного бака не может быть меньше расчетного значения.

В основу расчета положена следующая формула:

Vb = Vt × Kt / F

Vb — рассчитываемый объем расширительного бака.

Vt — объем теплоносителя в системе.

Как быть с ним?

• Практический способ – засечь по водомеру во время пробного заполнения системы.
• Самый точный способ – просуммировать внутренние объемы всех элементов системы – котла, труб, радиаторов и т.п.
• Простейший «теоретический» метод — не боясь совершить серьезную ошибку, можно принять соотношение 15 литров теплоносителя на каждый киловатт мощности котла отопления. Именно эта зависимость и заложена в калькулятор расчета.

Kt — коэффициент, принимающий во внимание тепловое расширение применимого теплоносителя.

Этот показатель зависит от содержания в теплоносителе антифризных  добавок, и изменяется и с процентным соотношением этих добавок, и с ростом температуры,  причем — нелинейно.

Существуют специальные таблицы, но в нашем случае эти данные уже внесены в калькулятор – из расчёта среднего нагрева теплоносителя до +70÷80 ºС (это наиболее оптимальный режим работы автономной системы отопления).

Если в системе применяется вода, то это необходимо отметить в соответствующем поле калькулятора.

F — так называемый коэффициент эффективности мембранного расширительного бака. Он выражается следующей зависимостью:

F = (Pmax – Pb) / (Pmax + 1)

F — вычисляемый коэффициент эффективности бака.

Pmax — максимальное давление в системе, которое соответствует порогу срабатывания аварийного клапана в «группе безопасности». ЭтоТ параметр обязательно указывается в паспортных данных котельного оборудования.

Pb — давление подкачки воздушной камеры расширительного бачка. Изделие может поступать уже предварительно накачанное – тогда этот параметр будет указан в паспорте.

Обратите внимание

Впрочем, эту величину можно и изменять – воздушная камера поДкачивается, например, автомобильным насосом, или, наоборот, из нее стравливается избыточный воздух – для этого на баке имеется специальный ниппель.

Как правило, в автономных системах отопления рекомендуют закачивать воздушную камеру до уровня одной – полутора атмосфер.

Расчет бака расширительного. Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Система отопления закрытого типа имеет немало преимуществ. Она намного компактнее, так как не требует соблюдения правила установки расширительного бака в высшей точке, легче поддаётся регулировкам, работает экономичнее, а теплоноситель не испаряется и не контактирует с воздухом, то есть не насыщается кислородом, что очень важно для долговечности металлических элементов котла и радиаторов.

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Компенсация температурного расширения воды происходит за счет установки мембранного расширительного бака, который может быть смонтирован, например, на «обратке» в непосредственной близости от котла. Необходимо лишь правильно определиться с параметрами этого важного элемента системы. В этом нам поможет калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления.

Необходимые разъяснения по выполнению вычислений – ниже самого калькулятора.

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Пояснения по проведению вычислений объема бака

Понятно, что при монтаже системы отопления, особенно в условиях дефицита места, хочется по максимуму сэкономить свободное пространство. Тем не менее, объем расширительного бака не может быть меньше расчетного значения.

В основу расчета положена следующая формула:

Vb = Vt × Kt / F

Vb — рассчитываемый объем расширительного бака.

Vt — объем теплоносителя в системе.

Как быть с ним?

• Практический способ – засечь по водомеру во время пробного заполнения системы.
• Самый точный способ – просуммировать внутренние объемы всех элементов системы – котла, труб, радиаторов и т.п.
• Простейший «теоретический» метод — не боясь совершить серьезную ошибку, можно принять соотношение 15 литров теплоносителя на каждый киловатт мощности котла отопления. Именно эта зависимость и заложена в калькулятор расчета.

Kt — коэффициент, принимающий во внимание тепловое расширение применимого теплоносителя. Этот показатель зависит от содержания в теплоносителе антифризных  добавок, и изменяется и с процентным соотношением этих добавок, и с ростом температуры,  причем — нелинейно. Существуют специальные таблицы, но в нашем случае эти данные уже внесены в калькулятор – из расчёта среднего нагрева теплоносителя до +70÷80 ºС (это наиболее оптимальный режим работы автономной системы отопления).

Если в системе применяется вода, то это необходимо отметить в соответствующем поле калькулятора.

Цены на расширительные баки для системы отопления

расширительный бак для системы отопления

Что может использоваться в качестве теплоносителя?

Для частных домов, которые могут оставляться хозяевами в зимнее время на длительное время с выключенным отоплением, целесообразнее применять незамерзающие жидкости – антифризы. О разнообразии теплоносителей для систем отопления , об их свойствах, достоинствах и недостатках – в специальной публикации нашего портала.

F — так называемый коэффициент эффективности мембранного расширительного бака. Он выражается следующей зависимостью:

F = (Pmax – Pb) / (Pmax + 1)

F — вычисляемый коэффициент эффективности бака.

Pmax — максимальное давление в системе, которое соответствует порогу срабатывания аварийного клапана в «группе безопасности». ЭтоТ параметр обязательно указывается в паспортных данных котельного оборудования.

Pb — давление подкачки воздушной камеры расширительного бачка. Изделие может поступать уже предварительно накачанное – тогда этот параметр будет указан в паспорте. Впрочем, эту величину можно и изменять – воздушная камера поДкачивается, например, автомобильным насосом, или, наоборот, из нее стравливается избыточный воздух – для этого на баке имеется специальный ниппель. Как правило, в автономных системах отопления рекомендуют закачивать воздушную камеру до уровня одной – полутора атмосфер.

Какие еще элементы обязательны в системе отопления закрытого типа?

Чтобы правильно спланировать и смонтировать отопление в доме или квартире, необходимо знать его устройство и взаимосвязь всех основных приборов и элементов. Подробно о системе отопления закрытого типа рассказывает специальная публикация нашего портала.

Расчет расширительного бака для открытой системы отопления. Установка расширительного бака в системе отопления открытого и закрытого типа

В современных отопительных системах для компенсации температурного расширения теплоносителя устанавливаются расширительные баки открытого либо закрытого типа, которые имеют особые требования к монтажу, условиям эксплуатации и обладают различными преимуществами и недостатками.

В данной статье рассмотрим основные моменты выбора и установки расширительного бака в системе отопления с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя.

Основным параметром бака является его полезный объем, который должен превышать величину изменения объема жидкости системы в результате максимального изменения ее температуры.

Объем жидкости в системе отопления не является постоянным, так как в процессе работы теплоноситель может расширяться и сжиматься. Нагрев теплоносителя, а соответственно и увеличение его объема при постоянном размере внутреннего пространства системы отопления приводит к увеличению давления на стенки трубопроводов и отопительного оборудования, что может стать причиной их разрушения.

Для компенсации изменения объема жидкости и стабилизации давления на внутренние стенки компонентов системы отопления в её схему вводят расширительный бак (также известный как экспанзомат, от англ. глагола «expanse», что означает «расширять»). При расширении теплоносителя, его количество, превышающее объем внутреннего пространства системы, поступает в расширитель, а после падения температуры – возвращается обратно.

Расчет расширительного бака закрытого типа калькулятор. Как выполнить расчет объема расширительного бака системы отопления

Эффективно функционировать автономная система отопления может только в случае правильного подбора оборудования, грамотно выполненного, согласно СНиП, монтажа. Замкнутый контур, по которому циркулирует теплоноситель с определенной массой, имеет устойчивые параметры. Любое повышение или понижение температуры жидкости влечет изменение ее объема, а значит, и рабочего давления. При нагреве воды или другой жидкости до максимально возможных значений, эта величина достигает критического значения. Так как при нагреве вода практически не сжимается, это чревато разрывом радиаторов или трубной разводки.

Зачем нужен расширительный бачок

Чтобы этого не произошло, следует соединить контур с емкостью, наполненной воздухом.

• Наличие расширительного бака для отопления при увеличении объема теплоносителя компенсирует скачки давления: оно возрастает незначительно. Нивелирующие давление резервуары монтируются в системах автономного отопления любого вида. Они покрывают объем отопительного контура, вызванного тепловым расширением жидкости внутри его, устраняют избыток давления.
• Расширительные емкости предусматриваются также в схеме отопления открытого типа. В этом случае происходит прямое взаимодействие с атмосферным воздухом. Можно встретить расширительные бачки при централизованной подаче тепла (верхний разлив). Емкость в таких случаях монтируется в чердачном помещении, соединяясь с линией, подающей теплоноситель.
• Бачок предотвращает гидравлические удары в системе, освобождает ее от воздушных пробок. Они возникают от перепадов высот между подающей и обратной линией отопления и невозможности выдавить их циркулирующим теплоносителем. Бак собирает в своем объеме воздух, выходящий во время запуска тепловой системы со всех труб и радиаторов. Для его удаления используется воздушный кран, который периодически открывается, воздух стравливается. При открытом варианте системы воздух сразу уходит в атмосферу.

Расчет расширительного бака системы отопления онлайн. Расчет расширительного бака для закрытого типа отопления

Специальные емкости применяют для компенсации увеличения теплоносителя при повышении температуры. В закрытой системе отопления устанавливают мембранный бак.

Мембранный бак для закрытой системы

Ниже приведены особенности типовой конструкции с назначением типовых функциональных компонентов:

• гибкая герметичная перегородка делит рабочий объем на две части;
• одну – через патрубок подсоединяют к магистрали теплоснабжения;
• в другую закачивают под необходимым давлением воздух;
• для создания корпуса применяют устойчивые к процессам коррозии материалы;
• фиксацию в горизонтальном положении крупных моделей обеспечивает подставка.

Мембранный расширительный бак устанавливают в любом удобном для пользователей месте. Следует обеспечить удобство доступа для обслуживания. С помощью встроенного штуцера с клапаном добавляют (стравливают) воздух, создавая необходимое давление.

Расчет расширительного бака для закрытой системы отопления начинают с определения количества жидкости в системе. Самые точные данные можно получить на стадии заполнения. Также применяют последовательное сложение емкостей трубопроводов, радиаторов, иных компонентов.

Чтобы рассчитать общий объем теплоносителя быстро, профильные специалисты часто применяют ориентировочные пропорции.

Ниже приведены значения (в литрах) на 1 кВт мощности котла при подключении разных видов оборудования:

• стальные конвекторы (6-8);
• алюминиевые, чугунные радиаторы (10-11);
• теплый пол (16-18).

Если для отопления частного дома применяют комбинацию из разных нагревательных приборов, берут 15 л/ 1 кВт. При мощности газового котла 7,5 кВт получится следующий результат вычислений: 7,5*15=112,5 л.

Подходящие размеры расширительного бака для отопления закрытого типа зависят от нескольких параметров:

• суммарного объема водопровода и подключенных устройств;
• типа теплоносителя;
• максимального давления;
• температурного режима.

При заполнении отопительной системы водой происходит увеличение объема на 4% в процессе повышения температуры от 0 С до +95 С. Для предотвращения замерзания в зимний период теплоноситель дополняют этиле нгликолем.

Такая смесь расширяется на 10% больше по сравнению с рассмотренным выше примером (на 4,4%). Аналогичные поправки делают при монтаже холодоснабжения.

В сводной таблице представлены коэффициенты расширения воды (смеси).

Эти данные помогут сделать точный выбор расширительного бака:

Расчет расширительного бака для отопления (О)выполняют по формуле О = (Ос х Кр) / Э, где:

• Ос – суммарный объем функциональных компонентов;
• Кр – поправочный коэффициент (из таблицы для определенного состава теплоносителя);
• Э – эффективность бака.

Расчет давления в расширительном баке отопления. Какое должно быть давление в расширительном бачке отопления

Манометр

В этой статье рассматривается серьезная тема, касающаяся давления в расширительном бачке отопления. Вам будут представлены несколько вариантов расчета давления. Также будут описаны: конструкция изделия, принцип его работы и возможные проблемы, возникающие при эксплуатации. В итоге вы ознакомитесь с правилами настройки герметичного мембранного резервуара.

Виды контуров

Чтобы стабилизировать скачки стрелки манометра в контур ставятся специальные компенсирующие бачки. Давление в расширительном бачке отопления   вытесняет рабочую жидкость обратно в трубу. Они бывают двух видов. Конструктивные отличия позволяют применять их в системах разных типов:

• с доступом теплоносителя к воздуху;

В контурах открытого типа циркуляция рабочей жидкости происходит благодаря гравитации. То, какое давление в расширительном бачке системы отопления открытого типа не имеет ключевого значения, важнее его объём. Эти системы проектируются таким образом, чтобы в самой ее высокой точке находился расширительный резервуар. Это сосуд определенных габаритов из металла или пластика. Он негерметичный и теплоноситель в нём контактирует с воздухом. Резервуар открытого типа может быть без крышки, но все же лучше когда она есть. Благодаря ей в него не будет попадать мусор или насекомые, если таковы имеются в хозяйстве;

• без доступа рабочей жидкости к воздуху;

Давление в расширительном бачке отопления закрытого типа выше, чем у обычного. В закрытых контурах вода прокачивается электрическим насосом , который и является первопричиной появления давления. Без насоса циркуляция невозможна. Схемы таких систем предполагают установку герметичного расширительного резервуара. Он может быть установлен в любой точке контура, за исключением отрезков:

• после электрического насоса;
• после нагревателя.

Также имеет значение расположение его в пространстве. Воздушные пузыри выталкиваются теплоносителем вверх. Нельзя чтобы они попали в бак. Так как это повлияет на то, какое давление будет в расширительном бачке герметичной системы отопления.

В сети часто заводят разговор о том, какое должно быть давление в расширительном баке системы отопления. Чтобы узнать последнее рядовому обывателю придется перелопатить приличное количество информации, так как ответы участников часто противоречат. Попытаемся разложить все по полочкам и начнем с конструкции.

Конструкция и принцип действия

Схема бака

Давление в герметичном расширительном бачке отопления закрытого типа создается благодаря его конструкции. Он состоит из двух камер, которые разделены между собой резиновой мембраной. В одной из камер находится теплоноситель, она соединена с общим контуром, а в другой, герметичной – воздух. Его количество регулируется в зависимости от характеристик отопительной системы. Для этого в воздушном отсеке предусмотрен ниппель, к которому подходит обычный машинный насос. Связи воздуха с теплоносителем нет. Чтобы теплоноситель из контура мог попасть в   расширительный бачок для отопления закрытого типа и обратно, давление   должно быть правильно отрегулировано. Это обязательное условие, чтобы компенсировать расширение жидкости при нагревании. Увеличиваясь в объёме, она с большей силой воздействует на стенки труб. Потихоньку  лишний теплоноситель вытесняется в резервуар. После того как температура рабочей жидкости снизится и она уменьшится в объёме, воздух в газовой камере вытеснит ее обратно в контур.

Подбор расширительного бака для отопления. Расширительный бак в системе отопления открытого типа

Специфика расположения открытого бака

Особенности такой системы уже, наверное, понятны исходя из ее названия. Контур, безусловно, замкнут, но он не изолирован от атмосферы, негерметичен, и избыточного давления в нем не может быть по определению. А расширительный бак представляет собой обычную ёмкость, врезанную в контур. Главное условие – она должна расположиться выше самой высокой точки системы.

Цены на расширительные баки

расширительный бак

Обычное место расширительного бака открытого типа – наивысшая точка на трубе подачи теплоносителя.

Почему именно высшая точка? Все просто – в противном случае жидкость просто будет выливаться по закону сообщающиеся сосудов.

Кроме того, такое расположение способствует выполнению еще одной важной функции – расширительный бачок открытого типа становится эффективным воздухоотводчиком. В воде всегда имеется растворенный воздух, который способен перейти в привычное для себя газообразное состояние. Кроме того, к выделению газов могут приводить и химические реакции между теплоносителем и материалом труб и теплообменников. А скопление газа способно запереть радиатор или даже целый участок отопительного контура. Так что своевременное удаление газовых пузырьков – чрезвычайно важная задача.

Правда, иногда открытые расширительные баки врезаются в магистраль обратки (по тем или иным компоновочным соображениям). Но все равно – это высшая точка системы , к которой просто прокладывается вертикальная труба. В таком случае функция газоотводчика не работает, и это потребует установки дополнительных клапанов на радиаторах и, опять же, в самой высокой точке системы на трубе подачи.

Варианты конструкции

Какова конструкция открытого расширительного бака? Она может быть простейшей или иметь те или иные усовершенствования. В любом случае это емкость определённого объема , которая обычно сверху прикрывается крышкой. Крышка нужна исключительно для защиты от попадания в воду мусора или пыли, и никогда не является герметичной. То есть в баке всегда выдерживается текущее атмосферное давление. А в саму емкость врезаны патрубки – от одного в самом простом исполнении, до нескольких, различного предназначения.

Расширительные баки открытого типа можно приобрести в готовом виде – в магазинах представлен довольно широкий ассортимент изделий различного объема . Чаще всего они изготовлены из листовой нержавеющей или оцинкованной стали – чтобы не допускать развития коррозии.

Для примера – несколько моделей предлагаемых в продаже открытых расширительных баков

Но многие мастера предпочитают изготавливать такие баки самостоятельно. Емкость вполне можно сварить из листового материала, а нередко в ход пускаются уже готовые – например, металлические или даже пластиковые бочки или канистры, старые газовые баллоны и т.п . Все это обойдется очень недорогого, а сделать соответствующую врезку патрубков — тоже для хорошего хозяина труда не составит.

Давайте посмотрим на несколько возможных схем таких баков:

Самая простая схема – в емкость просто врезан снизу патрубок, который подключается к контуру отопления.

Самая простая схема расширительного открытого бака – никаких «излишеств»

Понятно, что при такой конструкции никакой циркуляции теплоносителя через бак не будет. При заполнении системы добиваются того, что уровень воды в баке располагается примерно посередине его высоты. И колебания объёма жидкости в системе будут отражаться повышением и понижением этого уровня.

Безусловно, за уровнем теплоносителя в баке необходим контроль – испарение,  так или иначе, будет, и если не пополнять воду, то можно вызвать воздушную закупорку контура системы или « завоздушивание » радиаторов. Так что заглядывать в расширительный бак такой простой конструкции регулярно, чтобы при необходимости произвести подпитку.

Чтобы облегчить визуальный контроль, применяют различные хитрости. В частности, можно с боковой стороны бака врезать  патрубок небольшого диаметра, на который надевается короткий отрезок прозрачного шланга. Понятно, что уровень воды в шланге будет соответствовать уровню в баке – достаточно взгляда, чтобы оценить ситуацию.