Автономні системи водяного опалення з кожним роком стають дедалі популярнішими серед вітчизняних споживачів.
завдяки своїм конструктивними особливостями, Доступності та можливості реалізації безлічі схем, подібні системи цікаві і ефективні в роботі.
Однією зі складових практично будь-якої схеми опалення для приватного будинку є розширювальний бак. Це пристрій допомагає забезпечити високий рівень продуктивності системи, оберігає її від підвищеного тиску.
Для того щоб елемент схеми опалення працював нормально і виконував свої функції, необхідно обов'язково знати як розрахувати розширювальний бак для опалення.
Основні різновиди розширювальних баків і їх функції
В даний час на вітчизняному ринку представлена \u200b\u200bвеличезна безліч різних типів розширювальних баків.
Слід зазначити, що ціна на багато варіанти доступна і зовсім невисока, а тому установка можлива в будь-яку систему автономного опалення, Де в якості теплоносія використовується вода.
Серед основних типів розширювальних баків, популярних на вітчизняному ринку, можна виділити кілька:
- відкриті - як правило, мають квадратну або прямокутну форму. Так як габарити подібних конструкцій досить значні, а ефективність сумнівна, то застосовуються вони порівняно рідко. Основною особливістю можна назвати простою монтаж своїми руками без зайвих витрат часу і фінансів;
- закриті - мембранні баки, що представляють собою плоску або сферичну ємність, герметичну і міцну. Конструктивно це дві половини термостійкої мембрани, виконаної у вигляді діафрагми.
Інструкція передбачає, що функціонування даного типу баків відбувається за рахунок попадання в них розширеного теплоносія і деформації мембрани. Таким чином, кількість повітря в системі знижується, тоді як тиск -підвищується.
Вибираючи розширювальний бак для будь-якої сучасної системи опалення важливо враховувати той факт, що цей продукт має в обов'язковому порядку відповідати деяким певним вимогам - діапазону тиску, відрізнятися високою якістю мембрани, її характеристиками.
До того ж, важливий розрахунок бака, адже від отриманих параметрів багато в чому залежить функціональність і працездатність системи в цілому.
Як розрахувати розширювальний бак: особливості процесу
У більшості випадків процедура розрахунку мембранного розширювального бака автономної системи опалення має на увазі отримання даних, що стосуються обсягу, самого мінімального діаметра труб системи, а також початкового напору і тиску.
Слід зазначити, що використання всіляких складних методик розрахунків може привести до ряду накладок, в тому числі і багаторазової активації запірного клапана.
Виконуючи розрахунки розширювального бака системи опалення, важливо пам'ятати, що чим більше гранично дозволене стиснення, тим менше будуть габарити самої ємності.
У той же час, величина бака залежить і від температури рідини, адже чим вона буде значнішим, тим розміри конструкції зростуть.
Розраховується обсяг бака (як можна бачити на багатьох фото і відео) з використанням декількох основних величин, зокрема, обсягу використовуваного теплоносія в системі, коефіцієнта його лінійного розширення, а також ефективності бака.
У вигляді формули такий розрахунок можна представити в наступному вигляді:
V \u003d Vсіс * К / D, де
Vсіс - загальний обсяг теплоносія в системі,
До - коефіцієнт розширення теплоносія;
D- ефективність роботи бака.
У свою чергу, ефективність розширювального мембранного бака залежить від декількох параметрів: початкового та максимального тиску в системі, початкового повітряного тиску камери.
Слід зазначити, що саме на саме високий тиск проводиться налагодження запобіжного клапана.
Бак для опалення Reflex
Грає роль балансування елемента. Він вирівнює обсяг теплоносія при його розширенні під дією високих температур, А також підтримує необхідний в системі тиск. Але перед споживачем завжди постає питання, пов'язаний з об'ємом бачка. Як правильно вибрати прилад саме за цим показником? Щоб відповісти на це питання, необхідно провести розрахунок розширювального бака для опалення. Справа ця не така вже й проста, і тут використовується формула, складові якої визначаються дослідним шляхом. Але давайте все по порядку.
Типи розширювальних баків
Як і сама опалювальна система, баки діляться на відкриті і закриті. Відкриті прилади дуже громіздкі, і останнім часом їх популярність практично зведена до нуля за рахунок низької ефективності. Закриті прилади практичніші. Це герметично зроблені бачки, які розділені всередині гумовою мембраною. У нижню частину заходить теплоносій, змінюючись в обсязі за рахунок підвищення температури, а в верхню частину закачано повітря, що робиться на заводі в процесі виготовлення. Тиск повітря всередині становить 1,5 атм.
Нагріваючись, вода збільшується в об'ємі, і ці надлишки заповнюють нижню частину розширювального бака. При цьому вода тисне на мембрану, яка піднімається до певного рівня. Давить зверху повітря створює в системі опалення закритого типу тиск, що дорівнює 1,5 атм., Що є необхідною умовою ефективної її роботи.
- Форма розширювального бака може бути округлої у вигляді балона або плоскою.
- У ньому використовується термостійкий гума в якості мембрани. Вона може бути діафрагмового типу або плоска - балонного типу.
- При виборі розширювального приладу необхідно приділити увагу саме мембрані, а точніше, терміну її служби і можливості витримувати необхідний тиск. Не забувайте про температурах теплоносія, які будуть діяти на неї. Дифузійні процеси також негативно можуть впливати не її якість.
розрахунок обсягу
І все ж основа вибору - це обсяг. Давайте зупинимося на залежності об'ємного параметра приладу і тих показників, які впливають на його зміни:
- Чим більше обсяг теплоносія в закритій системі опалення, тим більшого розміру необхідно придбавати розширювальний бак.
- Чим вище температура теплоносія, тим більше місткість приладу.
- Чим вище тиск теплоносія (береться допустиме значення показника), тим менших розмірів ємність можна купувати.
Три основні залежності. Тепер можна переходити безпосередньо до розрахунку. Скажімо прямо, справа ця непроста, але з ним варто розібратися. Тому що невелике відхилення може привести до неприємних наслідків. Наприклад, запобіжний клапан буде постійно скидати.
Отже, формула, за якою проводиться розрахунок:
Vб \u003d (Vс * К) / D, де
Vб - місткість приладу.
Vс - обсяг теплоносія в системі опалення.
К - коефіцієнт розширення теплоносія. Для води цей показник дорівнює 4%, тому у формулі використовується 1,04.
Таблиця з формулами
D - ефективність розширення самого бачка. Виготовлений з металу і під дією перепаду температур він може незначно змінювати свої розмірні параметри. Для точного встановлення «D» можна використовувати наступну формулу:
D \u003d (Pmax - Pнач) / (Рmax + 1), де Pmax - це максимальний тиск всередині системи опалення, Рнач - це тиск всередині резервуара, заплановане заводськими параметрами (зазвичай 1,5 атм.). До речі, по максимальному показнику планується настройка запобіжного клапана.
Виходить, що обсяг розширювального бака залежить від міцності і температурних характеристик самого приладу. Відзначимо, що всі ці показники і характеристики не повинні перевищувати допустимі норми. Обсяг розширювального приладу повинен бути рівний або бути трохи більше отриманих результатів.
- Бачок ємністю 20-25 літрів зазвичай встановлюють з циркуляційним насосом потужністю 1,2 кВт. При обсязі 50-60 літрів потужність насоса збільшується до 2,0 кВт. Є на ринку розширювальні баки ємністю 100-200 літрів. Їх можна використовувати не тільки за прямим призначенням, але і в якості резервуара для теплої води при невеликих за термінами відключеннях її в водопроводі.
- Розмірні показники баків коливаються в широкому діапазоні. Є такі, які не поміщаються в отвори, щоб можна було занести їх у внутрішні приміщення. Тому порада - використовуйте кілька маленьких баків, ніж один величезний. Тут важливо відповідність обсягів.
- Існує кілька стандартних показників, які визначають кількість віддається енергії на певний вміщує обсяг. Наприклад, радіатор опалення - 10,5 кВт, конвектор водяний - 7 л / кВт, водяна тепла підлога - 17 л / кВт.
Тепер ви знаєте, для чого потрібен розширювальний бачок закритого типу. Але куди його можна врізати? Питання залишається відкритим. Це закритий прилад, і для нього немає ніякої різниці, як буде проведена його установка. Тут важливіше інше - зручність експлуатації. А значить, монтаж краще проводити в тому місці, де підхід буде вільним. І не так уже й важливо, в якій точці буде розташований бак - в найвищій чи ні. У цьому його універсальність.
При роботі опалювальної системи замкнутого циклу відбувається зміна температури теплоносія - води або антифризу. У міру впливу теплового випромінювання котла, вода розширюється, збільшуючись в обсязі. Якщо в системі опалення не передбачити механізм регулювання тиску теплоносія, то може статися аварійна ситуація. кращим способом уникнути цього є установка розширювального бака, про нюанси вибору якого і піде мова.
Розширювальний бак - це пристрій, який компенсує тиск в трубах під час нагрівання і розширення рідини в них. Показники збільшення обсягу води залежать від її складу і характеристик. Для нормальної рідини показник розширення дорівнює 0,3% на кожне підвищення температури на 10 ° С.
конструкції баків
Для вирішення питання компенсації можна просто встановити в самій верхній частині трубопроводу окремо виводить трубу. Але вона не буде виконувати всі функції розширювального бака в повній мірі. Щоб зрозуміти чому, варто розглянути різні типи конструкції і цього компенсатора.
відкритого типу
Така конструкція, в більшості своїй, виготовляється кустарним способом. Типова схема бака відкритого типу показана на малюнку:
Конструкція бака відкритого типу
Вона являє собою сталеву ємність, яка монтується в найвищій точці трубопроводу системи опалення. Бак підключається до системи через розширювальний патрубок, а для забезпечення руху води передбачений циркуляційний патрубок.
У міру заповнення системи водою, вона досягає сигнального патрубка, на якому встановлюють кран. Для забезпечення контролю розширення води передбачений переливної патрубок. Він забезпечує вільне переміщення повітря всередині бака.
Для розрахунку обсягу бака відкритого типу необхідно знати обсяг води в системі. Якщо ж такої інформації немає, можна відштовхуватися від потужності котла - на 1 кВт приблизно відповідає 15 л води. Тобто для 24 кВт котла максимальний обсяг теплоносія складе 360 л. При підвищенні температури до 70 ° С, вода при такому обсязі розшириться на 9 літрів. А при максимальній в 95 ° С - на 15 л. Обсяг бака до рівня переливного патрубка повинен бути не менше 15 л.
Закритий мембранний бак
Є і більш досконала система компенсування тиску в системі - мембранний бак. Його конструкція являє собою закритий сталевий резервуар.
Розширювальний мембранний бак
Ізольований корпус розділений на 2 частини, одна з якої має підключення до системи опалення. Друга ж заповнена інертним газом - азотом. Для установки рівня тиску всередині неї передбачений ніпель, за допомогою якого можна зменшувати (підбурювання) або збільшувати (насосна підкачка) величину тиску всередині.
При підключенні до і активації системи вода, після розігріву, потрапляє в камеру бака. При досягненні певного значення тиску рухома мембрана збільшує обсяг водяний камери. Цей тип конструкції більш зручний як в експлуатації, так і при монтажних роботах. Основними перевагами бака мембранного типу є:
- Відсутність контакту води з повітрям, що значно зменшує ймовірність корозії.
- Бак може монтуватися в будь-якому місці теплової магістралі.
- Так як система повністю герметична - втрати теплоносія мінімальні.
- Зменшення теплових втрат, в порівнянні з баком відкритого типу.
Але для цієї системи є один обов'язковий фактор - розрахунок оптимального обсягу бака. Це важливий етап в проектуванні системи опалення в цілому.
Розрахунок потужності бака
При розрахунку обсягу розширювального бака мембранного типу необхідно враховувати наступні параметри:
- Тип теплоносія. Коефіцієнт теплового розширення (Е) для різних рідин відрізняється. Тому важливо знати цю величину.
- Загальний обсяг теплоносія в системі - С. Приблизний розрахунок був вказаний вище.
- Початковий тиск в системі Рмін.
- Максимально допустима величина тиску Рмакс.
- Коефіцієнт заповнення бака при різних значеннях тиску (Кзап). Він може бути розрахований по таблиці:
Обсяг розширення теплоносія може бути розрахований за такою формулою:
Розглянемо приклад розрахунку даної формули для конкретної системи:
- Коефіцієнт розширення для води Е - 0,034 (при 85 ° С).
- Обсяг системи опалення С- 360 л
- Початковий тиск Рмін - 1,5 атм
- Максимальне значення тиску Рмакс - 4 атм
- Згідно таблиці, коефіцієнт наповнюваності бака Кзап дорівнює 0,5
Це стандартний об'єм бака для невеликого будинку.
При виборі розширювального бака необхідно звертати увагу на якість виготовлення. Найкраще порадитися з фахівцями, так як виробників цих конструкцій безліч, а визначити якість для тієї чи іншої моделі без досвіду і практики дуже важко.
розміри баків
Прочитавши цей матеріал, ви зможете раз і назавжди залишити позаду проблему розрахунку розширювального бака для закритої і відкритої систем опалення. Нижче ви зможете знайти формули. Також порушено тему можливих проблем через неправильне вибору цього обладнання.
Однією з ключових завдань, яке потрібно виконати - це розрахунок розширювального бака для закритої системи опалення. У свою чергу, в відкритих контурах це не має такого великого значення. В принципі, розрахунок нескладний, якщо ви володієте інформацією. Незважаючи на простоту обчислень, на практиці трапляється допущення помилок, які призводять до негативних наслідків. Найпоширеніша помилка - це недбале ставлення до вибору. Буває так, що люди не приділяють достатньої уваги розрахунку обсягу розширювального бака для опалення та починають розбиратися в нюансах, тільки після того, як з'являються перші проблеми і система вимагає.
Можливі проблеми "\u003e Можливі проблеми
Для початку давайте розглянемо наслідки неправильного розрахунку розширювального бака для закритої системи опалення. Можливо, і у вас коштує непридатний резервуар для вашої системи, а ви про це навіть не підозрюєте. У разі якщо обсяг бака був розрахований правильно, в контурі завжди буде стабільний тиск. Не має значення відкрита у вас система, або закрита, розрахунок обсягу розширювального бака для опалення обох видів схожий, так як принцип їх роботи приблизно однаковий. Суть в тому, що вода в трубах виступає в ролі теплоносія.
Тобто вона розносить тепло по всьому контуру і віддає його посредствам, і стінок труб. Завдяки цьому в приміщенні стає тепло. При цьому кількість води завжди змінюється. Після того, як вона нагрівається, її стає більше, а після того, як остигає - менше. Здавити воду механічним шляхом неможливо, значить, потрібно на час виводити її надлишки з контуру. І обов'язково в таких кількостях, щоб тиск в системі завжди трималося на необхідному рівні, без перепадів. Ось ми і підійшли до головного - це перепади тиску.
Якщо в контурі відбуваються перепади тиску - це перші дзвіночки про неправильне функціонування. Виною цьому може бути неправильно розрахований обсяг розширювального бака для системи опалення.
Яким чином відбуваються перепади "\u003e Яким чином відбуваються перепади
Можливі варіанти:
- підвищення;
- зниження.
Обидва процеси взаємопов'язані. Збільшення тиску в контурі означає, що теплоносія нікуди діватися після того, як він збільшився в обсязі. Однією з причин, не єдиною, може бути неправильний розрахунок розширювального бака для опалення закритого типу. Яким чином це відбувається на практиці? Візьмемо, наприклад, контур, що вміщає сто літрів теплоносія:
- в системі знаходиться сто літрів холодної рідини;
- включається котел і нагріває теплоносій;
- вода розширюється і її стає вже не сто, а приблизно сто п'ять літрів;
- зайва рідина повинна кудись діватися. Для цього в контурі встановлений розширювальний бачок;
- після того як теплоносій охолов, його в контурі стало не вистачати, тому що частина витиснути в бачок. Відповідно, воду в труби треба повернути, що і відбувається, якщо все добре.
перепади тиску
Якщо ж обсяг розширювального бака для закритої системи опалення менше необхідного, то вся рідина, яка не вмістилася, буде виведена назовні. У контурі передбачаються спеціальні клапани, які викидають теплоносій в тому випадку, якщо тиск підвищується до критичного рівня. Такими клапанами оснащені і сучасні котли. це необхідна умова для безпечної експлуатації опалення. Підвищення тиску може призвести навіть до вибуху. Уявіть собі наслідки, коли труби просто розриває і гаряча вода летить на всі боки. Крім того, що можна отримати травму від удару, таку надзвичайну подію загрожує опіками перебувають поблизу людям і тваринам.
Надалі, після охолодження, вода зменшується в об'ємі. Рідина з бака витісняється назад в труби, але теплоносія все одно не вистачає. Це тому що виведена вода назовні не повернулася, вона пішла безповоротно. В результаті тиск в контурі різко падає. Це призводить до наступних результатів:
- зупинка котла. У нагрівачів є певний поріг мінімального тиску, при якому він може працювати. Якщо це значення не витримується, він просто не може включитися, автоматика не дозволяє це зробити;
- розморожування системи. якщо зупинка опалювального обладнання сталася взимку, а ви не вдома, може статися серйозна аварія. Система замерзне за кілька годин, в залежності від рівня теплоізоляції вашого житла;
- необхідність підживлення. Треба підлити відсутню кількість води в контур.
Це результати грубих помилок, допущений при розрахунку розширювального бака для опалення, або якщо ви сподівалися на резервуар, вбудований в котел.
У сучасних котлах є вбудовані баки, обсягу яких часто недостатньо. Обов'язково враховуйте цей факт і при необхідності встановлюйте додаткові резервуари.
Буває і так, що бак повністю заповнюється, тиск продовжує зростати, але не доходить до критичного рівня. Стрілка манометра балансує на межі робочого максимуму контуру, при цьому всі функціонує. Таких випадків не злічити. Люди дуже часто задають питання з приводу таких ось перепадів. Звичайно, такі процеси їх хвилюють, так як вони не є нормою. При таких збільшеннях контур працює в екстремальних умовах, що призводить до його якнайшвидшого зносу. Також такі процеси несприятливо впливають на котел, а він грошей коштує і не малих.
Підбір обсягу "\u003e Підбір обсягу
відкритий бак
Розміри розширювального бака для відкритої системи опалення, за великим рахунком, визначають його обсяг, так як конструкція такого резервуара досить проста. Він робиться з листового металу. У ньому є отвір, через яке теплоносій потрапляє всередину і йде знову в труби. Також вони можуть бути оснащені отвором для переливу, через яке зайва вода виводиться в каналізацію.
Буває, що в резервуар підводять автоматичну підживлення. Але головне, що розрахований розширювальний бак в системі опалення, а точніше, його обсяг. Візьмемо все ту ж систему з ста літрами води. Після нагрівання рідина збільшиться відсотків на п'ять, може більше, в залежності від температури в контурі. Виходить, що обсяг розширювального бака для цієї відкритої системи опалення повинен бути не менше п'яти літрів, краще більше. І розрахунок розширювального бака для системи опалення зводиться до наступного алгоритму:
- п'ять літрів - це розширення води;
- пару літрів має завжди бути в баку - це щоб повітря не потрапляло в контур;
- літра три треба зробити про запас.
За підсумками розрахунку обсягу розширювального бака для опалення отримує десять літрів. До речі, це найпростіший і найпоширеніший спосіб підбору - десять відсотків від кількості води в контурі.
Для закритих систем крім простого, народного, способу розрахунку обсягу розширювального бака системи опалення, є більш точні методи. Щоб скористатися ними, потрібно знати кілька значень. До них відносяться:
- наскільки збільшується обсяг води (ОВ) при нагріванні. Відповідь: на п'ять відсотків. Значення округлено до цілого числа без дробів, для зручності. Якщо у вашому контурі циркулює рідина, що не, антифриз, то це значення буде більше;
- скільки всього води в контурі (ВК). Такі дані повинні бути вже з етапу. Так як підбір нагрівача здійснюється виходячи з цієї величини. Якщо трапилося так, що ви не знаєте, скільки там літрів, залишається тільки заміряти. Перше що приходить на розум - це злити повністю всю рідину з контуру і заповнити його заново. Кількість літрів можна виміряти відрами, а можна скористатися спеціальним лічильником, який встановлюється на потоці;
- на яку максимальну тиск розрахований контур і котел (ДК). Це значення можна прочитати в документах нагрівача, або на ньому самому. Навряд чи трапиться так, що немає ні документів, ні інформації на корпусі котла. Але якщо вже так вийшло, то інтернет вам на допомогу;
- який тиск в повітряній камері розширювального резервуара (ДБ). Це теж вказано в технічній документації.
ОВ х ВК х (ДК + 1) / ДК - ДБ
За результатами розрахунку номінального об'єму для опалення ви отримаєте точне значення. Залишається відкритим питання про доцільність таких складних підрахунків. Безсумнівно, за підсумками цієї формули розрахунку розширювального бачка системи опалення, вийде менше значення, ніж за результатами «народного» методу. Але похибка в більшу сторону не є помилкою. Якщо резервуар більше необхідного - нічого страшного, просто потрібно правильно його налаштувати.
До якого рівня накачувати повітряну камеру "\u003e До якого рівня накачувати повітряну камеру
Важливо правильно налаштувати розширювальний бачок для опалення закритого типу. Розрахунок місткості - це, звичайно, серйозний аспект, але навіть якщо він виконаний правильно, бак все одно може працювати неналежним чином. Щоб з цим розібратися, коротко зупинимося на його конструкції. Він складається з двох відділень, між якими є гумова прокладка. Зв'язки між камерами немає. У відділенні для повітря є ніпель.
В процесі експлуатації вода заповнює обсяг камери бака, при цьому мембрана розтягується. Якщо тиск в повітряній камері занадто висока, воно просто не дасть гумці деформуватися. У підсумку, бак не працює. У повітряній камері повинно бути на дві десятих атмосфери менше, ніж робочий тиск котла. Або ж для налаштування скористайтеся рекомендаціями виробника.