Расширительный бак расчет: Расчет объёма расширительного бака онлайн. Рассчитать давление в расширительном баке.

Расчет мембранного расширительного бака | Вентпортал

 

РАСЧЕТ МЕМБРАННЫХ РАСШИРИТЕЛЬНЫХ БАКОВ (СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ)

      Для определения рабочего объема мембранного расширительного бака необходимо определить суммарный объем системы отопления VL сложением водяных объемов котла, отопительных приборов и трубопроводов.

 

Ориентировочные значения содержания воды в системах отопления

 

Вид отопительных приборов	Объем системы, литр/кВт
Конвекторы	7,0
Радиаторы	10,5
Греющие поверхности, совмещенные со строительными конструкциями (теплые полы)	17,0

 

Объем расширительного бака V = (VL x E) / D, где

VL — емкость расширительной системы (емкость котла, всех труб и аккумуляторов тепла, если есть)
Е — коэффициент расширения жидкости, %
D — эффективность мембранного расширительного бака

1. Однако емкость системы отопления вычислить достаточно сложно, поэтому приблизительный расчет можно получить, зная мощность системы отопления, использовав формулу — 1КW = 15 л.
Например: мощность котла для коттеджа 30 кВт, тогда емкость системы отопления (без теплоаккумулятора) VL = 15 х 30 = 450 л.

2. Расширение жидкости — 4 % приблизительно, для водяных систем отопления с максимальной температурой до 95°С (данные достаточно точные и неопасные)

      Если в системе в качестве теплоносителя используется этиленгликоль (тосол), то приблизительный расчет коэффициента расширения можно произвести по следующей формуле:
этиленгликоль
10% — 4% х 1,1 = 4,4%

20% — 4% х 1,2 = 4,8% и т.д.;

эффективность мембранного расширительного бака D = (PV — PS) / (PV + 1), где

РV — максимальное рабочее давление системы отопления (расчетное давление предохранительного клапана равно максимальному рабочему давлению), для коттеджей обычно достаточно 2,5 бар;
PS — давление зарядки мембранного расширительного бака (должно быть равно статическому давлению системы отопления; (0,5 бар = 5 метров)
Например: площадь коттеджа составляет 300 м², высота системы 5м, мощность котла 30 кВт, объем теплоаккумулятора 1000 л; тогда объем необходимого расширительного бака составит:
VL = 30 х 15 + 1000 = 1450 л.
PV = 2,5 бар; PS = 0,5 бар;
D = (2,5 — 0,5)/(2,5+1) = 0,57
V = 1450 х 0,04/0,57 = 101,75

Выбираем расширительный мембранный бак 110 л, давление зарядки 0,5 бар

 

Коэффициент увеличения объема воды/водогликолевой смеси в зависимости от температуры

 

Т, °С

Содержание гликоля, %

	0	10	20	30	40	50	70	90
0	0,00013	0,0032	0,0064	0,0096	0,0128	0,0160	0,0224	0,0288
10	0,00027	0,0034	0,0066	0,0098	0,0130	0,0162	0,0226	0,0290
20	0,00177	0,0048	0,0080	0,0112	0,0144	0,0176	0,0240	0,0304
30	0,00435	0,0074	0,0106	0,0138	0,0170	0,0202	0,0266	0,0330
40	0,0078	0,0109	0,0141	0,0173	0,0205	0,0237	0,0301	0,0365
50	0,0121	0,0151	0,0183	0,0215	0,0247	0,0279	0,0343	0,0407
60	0,0171	0,0201	0,0232	0,0263	0,0294	0,0325	0,0387	0,0449
70	0,0227	0,0258	0,0288	0,0318	0,0348	0,0378	0,0438	0,0498
80	0,0290	0,0320	0,0349	0,0378	0,0407	0,0436	0,0494	0,0552
90	0,0359	0,0389	0,0417	0,0445	0,0473	0,0501	0,0557	0,0613
100	0,0434	0,0465	0,0491	0,0517	0,0543	0,0569	0,0621	0,0729

 

Вы можете скачать программу расчета по ссылке ниже:

Расширительный мембранный бак.xls

назначение, расчет объема, 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.

Расширительный бак: расчёт, выбор, установка

Расширительный бак защищает систему отопления от поломки при увеличении объема теплоносителя. Статья поможет рассчитать, выбрать и правильно установить бак.

Владимир Равилов   ⏳ 08-28-2018   06-29-2021

Плоский расширительный бак для отопления, объемом 8 литровПлоский расширительный бак для отопления, объемом 8 литров

Расширительный бак — неотъемлемая часть любой системы отопления потому, что теплоноситель при нагревании увеличивается в объеме, вода и отопительный антифриз в том числе. Расширительный бак принимает на себя увеличивающийся объем жидкости, предохраняя систему отопления от разрушения.

Расширительные баки бывают открытые и мембранные (закрытые). Открытый расширительный бак принято включать в схему классической системы отопления там, где теплоноситель циркулирует по трубам за счет естественной циркуляции. В этом случае расширительный бак устанавливают в самой верхней точке дома, желательно на чердаке. В открытый расширительный бак наливают воду при заполнении системы отопления теплоносителем, в него же заводят воздушник.

Открытый расширительный бак для классической системы отопления

Закрытые, мембранные баки применяются в закрытых системах отопления, которые все время, за исключение ремонта, находятся под избыточным давлением около 1 кгс/см². В этом случае мембранный расширительный бак не только принимает на себя расширяющийся теплоноситель, но и поддерживают давление на постоянном уровне, даже если котел не работает и циркуляции теплоносителя в системе нет. Через мембранный бак не наполняют систему отопления, как в случае с открытым расширительным баком, который служит своеобразной воронкой.

В закрытых системах циркуляция теплоносителя осуществляется за счет циркуляционного насоса, который все чаще встраивается прямо в котел. Не обошла эта участь и расширительные баки — мембранные баки давно стали неотъемлемой частью настенных котлов. Конечно, объем расширительных баков в котлах невелик, порядка 4-8 литров, но для простых систем отопления с малым объемом теплоносителя этого достаточно.

Вообще, перед покупкой мембранного расширительного бака или изготовлением емкости открытого расширительного бака надо сделать расчёт объема бака, чтобы он смог вместить весь объем расширяющейся жидкости.

Мембранный расширительный бак (экспанзомат)

По сути, мембранный бак представляет собой гидроаккумулятор с прочной мембраной, которая способна выдерживать горячую воду без повреждения.

Расширительный бак, экспанзомат, в разрезе. Фото: Day & Nite Plumbing & HeatingРасширительные баки Джилекс различных моделей в разрезе. Иллюстрация: ИЭ 1.1/2017ЛМ

Мембрана делит бак на два отсека: воздушный и водяной. В воздушный отсек компрессором или автомобильным насосом накачивается воздух под давлением 1-1,5 кгс/см², точное давление указано на наклейке, наклеенной на бак или в паспорте экспанзомата. Воздух под давлением выполняет роль пружины, сжимаясь при увеличении объема жидкости в баке.

Срок службы расширительного бака зависит от правильности установки и качества оборудования, в среднем составляет 5-8 лет. Продлить срок службы экспанзомата можно установив бак на обратной линии, перед циркуляционным насосом.

Выбор расширительного бака зависит от ассортимента отопительного оборудования в магазинах вашего региона, поэтому ориентируйтесь на отзывы касательно имеющихся в продаже моделей.

Расчёт расширительного бака для отопления

Выбирая расширительный бак надо знать его объем. Объем можно определить по формулам, а можно воспользоваться таблицей и подобрать бак для вашей системы отопления, если известна ёмкость системы отопления, объем теплоносителя во всех без исключения трубопроводах, радиаторах, котле и др.

Объем расширительного бака должен соответствовать расчетам, либо быть немного больше расчетной величины

В любом случае, рекомендуется покупать бак с запасом 10-15% по объему. Как говорится лишний объем не помешает, особенно если в качестве теплоносителя используется отопительный антифриз, а не вода.

Таблица. Расчет емкости расширительного бака для системы отопления, в зависимости от объема теплоносителя.

Объем теплоносителя в системе отопления, литров	Емкость расширительного бака, литров
15-20	1
25-30	2
35-45	3
50-55	4
60-65	5
70-80	6
85-90	7
95-100	8
105-110	9
120	10
Примечание: расчёт верен, если в качестве теплоносителя используется вода, начальное давление в системе отопления — 1 кгс/см2, максимальное давление — 3 кгс/см2. Точный расчет объема расширительного бака можно сделать на сайте ГК Климатик.

Где и как установить расширительный бак

Мембранные расширительные баки рекомендуется устанавливать на обратной линии системы отопления, недалеко от котла, перед циркуляционным насосом, водяным патрубком вверх (горизонтальные баки: влево или вправо).

Рекомендуемый производителем способ установки мембранного расширительного бака Джилекс: 1-воздухоотводчик; 2-предохранительный клапан; 3-манометр; 4-корпус группы безопасности; 5-расширительный бак; 6-отопительный котел; 7-радиаторы отопления; 8-циркуляционный насос. Иллюстрация: ИЭ 1.1/2017ЛММембранный расширительный бак установлен правильно. Фото: Википедия

Не рекомендуется устанавливать экспанзоматы водяным патрубком вниз — это будет способствовать скоплению воздуха в баке, который будет невозможно удалить из системы. Также не рекомендуется устанавливать бак на напорной линии системы отопления, чтобы продлить срок службы мембраны.

Открытые расширительные баки по традиции монтируются в самом высоком месте дома так, чтобы труба, идущая от бака, входила в обратную линию системы отопления недалеко от входа в котел. Также требуется обеспечить удобство наполнения системы водой и контроль уровня воды в баке без дополнительных ухищрений.

Источники:

1. Расчет мембранных расширительных баков Reflex — www.climatik.su 

Расчет расширительного бака для отопления: формула и коэффициенты зависимости

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.

Расчет расширительного бака отопления

+ отличие между открытым и закрытым бачками

Какой бы расширительный бак в системе отопления вы не выбрали, его следует надежно крепить: вес этого элемента системы отопления может значительно возрастать во время эксплуатации

Итак, в вашей системе отопления находится некоторый объем теплоносителя. Как известно, при нагревании жидкость имеет свойство расширяться, соответственно, ее объем будет расти и его нужно где-то помещать. Чтобы ваша система не стала похожей на бомбу, и используют расширительный бак: в него попадают излишки жидкости.

Конечно, размер расширительного бака в системе отопления будет зависеть от количества теплоносителя в системе, поэтому для каждого отдельного случая его надо рассчитывать отдельно.

«Как же так? – спросят владельцы настенных двухконтурных котлов. – У меня никакого бака нет!» или «Мне специально никто ничего не рассчитывал!» На самом деле такая емкость, конечно, имеется: спрятана в корпусе котла и имеет объем 8-12 литров – почти ведро воды.
Дело в том, что производитель котла позаботился, чтобы рассчитать расширительный бак с запасом. Зная мощность котла, можно предугадать размер помещения, которое он будет отапливать, а также приблизительное количество жидкости в системе. В современных системах отопления, в которых и используют настенные котлы, количество теплоносителя невелико (до 100 литров), поэтому расширительный бак вполне может уместиться в корпусе котла. Конечно, в случае необходимости его можно заменить на более вместительную модель.

Какие бывают типы расширительных баков отопления?

Раньше наиболее распространенными были баки открытого типа. В сущности, это «кастрюля с крышкой» – емкость с ввареной трубой. По ней поступает излишек воды в случае нагрева, и по ней же уходит назад в систему, когда котел выключен и теплоноситель остывает.

Некоторые баки открытого типа оснащают переливом – еще одной трубой наверху, по которой избыток жидкости может уходить, например, в канализацию.

В сущности, можно обходиться и без такого бака, просто установив в самой высокой точке системы «перелив». Однако, тогда придется периодически доливать в систему отопления воду, которая утекла.

Недостатки открытого расширительного бака в системе отопления:

* необходимо устанавливать в самой верхней точке системы

* теплоноситель теоретически может вылиться плюс контакт теплоносителя с открытым воздухом – его испарение и коррозия бака.

Преимущества открытого расширительного бака:

* дешевизна и исключительная надежность вследствие предельно простой конструкции.

Частый вопрос: можно ли использовать в системе с открытым расширительным баком циркуляционный насос?

Да. Вода от этого не станет «выскакивать» наружу – проверено на опыте.

Расширительный бак закрытого типа содержит внутри две полости – ту, в которой циркулирует теплоноситель, и емкость с газом (азот, воздух), разделенные гибкой мембраной. Если объем теплоносителя в системе увеличивается – объем емкости с газом уменьшается. Давление в системе остается практически прежним.

Преимущества закрытого расширительного бака:

* теплоноситель не контактирует с воздухом, т. е. не испаряется, не насыщается кислородом.

* такой бак можно ставить в любом месте системы, а не обязательно в ее самой высокой точке.

Недостатки: 

* высокая цена по сравнению с открытым расширительным баком

* повышенный объем, ведь приблизительно половину бака занимает емкость с газом.

Самый простой способ расчета расширительного бака в системе отопления:

Надо, узнав объем теплоносителя в системе, умножить его на 0,08. Таким образом, мы узнаем, что системе с сотней литров теплоносителя потребуется расширительный бачок объемом около 8 литров.

Как узнать объем теплоносителя?

Вот здесь об этом НАМ ТЕПЛО рассказывает подробно.

Расчет расширительного бака для отопления: несложной и

Эта статья — о том, как вычислить расширительный бак для отопления в вашем частном доме. Мы приведем нужные для подсчетов формулы и кое-какие дополнительные данные, каковые смогут пригодиться читателю. Итак, в путь.

Устройство бака

Прежде, чем мы приступим к вычислениям, стоит осознать одну тонкость. Полный количество расширительного бачка и расширение теплоносителя — это два значения, каковые взаимосвязаны, но вовсе не равны друг другу.

Это прямо вытекает из схемы работы того устройства, которое мы исследуем:

• Его емкость поделена на две части упругой резиновой мембраной. Одна часть емкости предназначена для заполнения теплоносителем, вторая же заполняется воздухом с некоторым избыточным давлением.
• Предназначенная для теплоносителя часть емкости снабжается патрубком для подключения к контуру. Воздушная камера, со своей стороны, комплектуется ниппелем, который разрешает стравить давление либо расширить его посредством ручного либо электрического насоса.

Принципиально важно: при запуске отопления в камере расширительного бачка создается избыточное давление, равное  гидростатическому. Несложнее говоря, при высоте верхней точки контура над уровнем монтажа бачка в пять метров он настраивается на давление в 0,5 кгс/см2 (давление в 1 кгс/см2 соответствует напору в 10 метров).

Так, показываемый производителем количество  обязан вместить и вытесненную тепловым расширением воду, и воздушное пространство, который при падении избыточного давления вытеснит ее обратно в контур.

Схемы расчетов

Несложная

Несложная формула такова: расширительный бачок берется равным 10% от общего количества теплоносителя. В случае если заполнение контура требует 600 литров воды, вам нужно 60-литровое изделие; если вы заливаете в отопление 800 литров — 80 и без того потом.

Как все простые схемы, эта имеет громадную погрешность. Цена неточности в громадную сторону — маленькая переплата за избыточные размеры, а вот при занижении результата довольно нужного мы возьмём постоянное срабатывание предохранительного клапана.

Как своими руками выполнить более надежный подсчет?

Правильная

Более совершенно верно необходимое нам значение рассчитывается по формуле V = (Vt х E)/D, в которой:

• V — искомая величина.
• Vt — объем отопления — радиаторов, труб, котла и т.д.
• E — коэффициент расширения теплоносителя.
• D — коэффициент эффективности мембранного расширительного бачка.

Для продолжения нам очевидно недостает нескольких справочных значений.

Количество теплоносителя в системе

Как возможно определить полную емкость вашей системы отопления?

• Заполнив ее водой и всецело слив в мерную емкость.
• Отметив трансформации показания водосчетчика при заполнении системы из контура ХВС.2*H, где Pi = 3,1415, R — добрая половина внутреннего диаметра трубы, а H — ее протяженность).

• Наконец, емкость сбалансированной системы отопления возможно примерно оценить из расчета 15 литров на киловатт тепловой мощности котла. Так, котел мощностью 24 КВт в большинстве случаев подключен к контуру, заполненному 24х15=360 литрами воды.

Коэффициент расширения

В безотносительном большинстве случаев в качестве теплоносителя употребляется простая вода. Вот коэффициент ее расширения для различных температур при нагреве со стартового значения в +10С.

Нагрев, градусы по Цельсию	Расширение, %
30	0,75
40	1,18
50	1,68
60	2,25
70	2,89
80	3,58
90	4,34
100	5,16

Обратите внимание: добавка антифризов — этилен либо пропиленгликоля увеличивает тепловое расширение, но не так дабы существенно. Так, при дельте температур в 100 градусов и содержании гликоля в теплоносителе, равном 30%, расширение увеличится только на 0,45%.

Коэффициент эффективности бака

Инструкция по подсчету значения эффективности бака также достаточно несложна.

Тут употребляется формула вида D = (PV — PS) / (PV + 1). В ней:

• D — искомый коэффициент;
• Pv — большое рабочее давление (то, на которое выставлено срабатывание предохранительного клапана).
• Ps — давление зарядки бака. Оно, как мы узнали ранее, соответствует гидростатическому напору в контуре отопления.

Пример расчета

Давайте выполним подсчет по более правильной из схем для следующих условий:

• Нам предстоит отапливать двухэтажный дом, верхняя точка системы отопления в котором возвышается над расширительным баком на 5 метров.
• Площадь дома со стандартным утеплением образовывает 240 метров. Оценим потребность в тепловой мощности котла по несложной формуле: 240/10=24 КВт.
• Большой нагрев воды, применяемой в качестве теплоносителя, заберём равным 80 градусам.

Итак:

1. Обычный максимум рабочего давления для автономных систем образовывает 2,5 кгс/см2.
2. 5 метров высоты контура дают нам гидростатическое давление в 0,5 кгс/см2.
3. Коэффициент эффективности бака будет равным (2,5 — 0,5) / (2,5 + 1) = 0,57.

1. Коэффициент расширения при нагреве на 80 градусов возможно принять равным 0,036 (в соответствии с таблице он равен 3,58%).
2. Полный количество контура, вычисленный по мощности котла, примем равным 24 х 15 = 360 литров.
3. Итак, минимальный количество бачка равен (360 х 0,036) / 0,57 = 22,7 литра (с округлением до ближайшего стандартного значения — 24-25 литров).

Как легко подметить, более сложная схема вычисления в этом случае помогла нам сэкономить довольно более простой 11 — 12 литров емкости.

Заключение

Тратить ли время на правильный подсчет либо воспользоваться несложной схемой — читателю предстоит решить самостоятельно. Как неизменно, прикрепленное видео предложит его вниманию дополнительную тематическую данные.

Удач!

Расширительный бак для водоснабжения — виды, расчет, выбор

Автор Монтажник На чтение 17 мин Просмотров 11.4к. Обновлено 08.12.2020

При монтаже систем автономного водоснабжения помимо водозаборных электронасосов используют автоматические приборы управления их работой, монтируемые по-отдельности или входящие в состав насосных станций. Один из основных узлов автоматики — расширительный бак для водоснабжения, являющийся незаменимым элементом и выполняющий в системе ряд важных функций.

Если для забора воды с небольших глубин применяют поверхностные насосные станции, в состав которых входит расширительный бак (гидроаккумулятор), то при использовании погружных электронасосов прибор приобретается отдельно. Перед покупкой подходящего гидроаккумулятора полезно знать их разновидности, схемы подключения, варианты монтажа и настройки приборов. Любому потребителю, самостоятельно занимающемуся монтажом автономной системы водоснабжения, не помешают знания о формулах расчета объема мембранного бака и критериях его выбора с учетом советов опытных специалистов.

Рис. 1 Расширительный бак для водоснабжения в частном доме

Какие функции выполняет расширительный бак в водоснабжении

Мембранный бак для водоснабжения — многофункциональный прибор, ни одна автономная система, за исключением использующих дорогостоящие погружные электронасосы с частотным управлением, не может обойтись без его использования. Чтобы ответить на вопрос, для чего нужен бак в системе, следует рассмотреть его конструктивное устройство и принцип работы.

Все мембранные баки состоят из двух основных частей, включающих в себя металлический бачок и внутреннюю эластичную мембрану с запрессованным в крышку корпуса входным штуцером. При работе электронасоса на закрытые краны вода поступает во внутреннюю эластичную оболочку и происходит ее растяжение (расширение), в определенный момент водоподача прекращается и гидробак остается в наполненном состоянии.

Когда краны открывают, вода из гидроаккумулятора поступает в систему с определенным давлением за счет сжатия эластичной мембраны до момента повторного запуска насоса, который снова качает воду для наполнения бака. Процессом включения-отключения электронасоса управляет реле давления, для его настройки на пороги срабатывания используют встроенный в систему манометр.

Рис. 2 Конструктивное устройство горизонтального бака

Расширительный бак для водоснабжения в качестве гидроаккумулятора

Из принципа работы гидробака понятно, что он накапливает (аккумулирует) некоторый объем воды в своем внутреннем эластичном баллоне или части корпуса. Благодаря этому в системе определенное время поддерживается нужное давление, а также создается некоторый запас воды, полезный в аварийных ситуациях при кратковременном отключении электричества, повреждениях водопровода, отказе электронасоса.

Некоторые домовладельцы устанавливают гидробаки большого объема внутри дома — это позволяет делать значительные запасы водных ресурсов.

Однако к большим объемам гидроаккумуляторов следует подходить с практической точки зрения — в крупногабаритных баках вода задерживается дольше и реже обновляется, поэтому при перерывах в водопотреблении велика вероятность ее порчи с неприятными для пользователя последствиями.

Гидробак для стабилизации напора в системе

Так как наполненная водой емкость гидробака отдает водные ресурсы в течение длительного времени, зависящем от его объема и потребления, ровное давление в водопроводе поддерживается длительной период времени. При отсутствии накопительной емкости трубопровод освобождался бы от водных ресурсов быстрее — это вызывало бы быстрое падение давления в системе и частое включение электронасоса.

Рис. 3 Принцип работы гидроаккумулятора

Расширительный бак для защиты от гидроударов

Защита от гидроударов — один из ответов на вопрос, зачем нужен гидробак. Принцип компенсации им гидроударов в системе заключается в следующем: при отключении — включении электронасоса происходит резкая остановка или движение водных потоков. При этом в силу инерционности вода оказывает физическое воздействие на оболочку трубопровода, запорную и регулирующую арматуру, передавая им свою кинетическую энергию. Узлы и детали водопроводной системы начинают смещаться, в результате чего происходит ослабление резьбовых и компрессионных соединений, крепежа трубопровода, появляется сбои в работе автоматики.

Эластичная накопительная емкость для системы водоснабжения в виде оболочки внутри гидробака при движении и остановке водного потока растягивается или сжимается в первую очередь — это позволяет предотвратить физическое воздействие на другие узлы водопровода.

Статья по теме:

Схема водоснабжения частного дома от скважины с гидроаккумулятором. В отдельной статье даются схемы подключения гидроаккумулятора, рассказывается про монтаж водоснабжения из скважины с погружным и поверхностным насосом.

Гидроаккумулятор для увеличения срока службы насосного оборудования

Принцип работы автоматики включения и отключения электронасоса состоит в реакции реле на заполнение емкости гидробака водой — как только внутренняя резиновая оболочка начинает растягиваться и оказывать сопротивление давлению водных масс, в определенный момент срабатывает реле давления и отключает электронасос. Понятно, что чем дольше заполняется водой внутренняя оболочка гидробака, тем большее время насос находится во включенном состоянии.

Аналогично при водозаборе вода из бака уходит медленнее и соответственно реле на включение электронасоса срабатывает через значительный промежуток времени.

Учитывая приведенные выше рассуждения понятно, что чем больше объем гидроаккумулятора, тем меньше количество циклов включения — отключения электронасоса и соответственно увеличивается продолжительность его функционирования вместе с управляющим реле.

Рис. 4 Гидробаки для отопительных систем – популярные бренды

Какие бывают типы мембранных баков

Закрытые гидробаки используют в системах отопления и водоснабжения, хотя они имеют одинаковое конструктивное устройство, у отопительных видов мембрана сделана из термостойкой резины, а наружная поверхность бака, в отличие от голубых для водоснабжения, окрашена в красный цвет.

Также физические параметры баков для водоснабжения и отопления отличаются предельно допустимыми параметрами рабочих давлений соответственно в 10 и 5 бар и как отмечалось выше, максимальной термостойкостью внутренних оболочек в 70 и 120° С.

Также расширительные баки для водоснабжения имеют следующие отличия:

1. По способу установки различают модели вертикального и горизонтального расположения, последние, как правило, имеют меньший объем и всегда используются в составе насосных станций.
2. Гидроаккумуляторы отличаются друг от друга объемами, самый малый из предлагаемых на рынке агрегатов рассчитан на 8 л, а наибольшую емкость имеет вертикальный гидробак бренда Wester, вмещающий 10000 л воды.
3. Материалом изготовления резервуаров гидробаков служит легированная сталь с высоким содержанием углерода, обладающая антикоррозионными свойствами, снаружи она обычно покрывается лакокрасочными материалами. Иногда баки производят из нержавейки, которая обладает более высокой сопротивляемостью коррозии.

Рис. 5 Разновидности мембран

Внутренняя оболочка гидробака изготавливается из следующих материалов:

• Натуральной каучуковой резины (Natural) белого цвета с рабочим температурным диапазоном от -10 до +70 °С, материал можно использовать для аккумулирования питьевой воды. Рабочий ресурс при полном растяжении оболочки из каучука составляет 10 – 15 тысяч сокращений, при наполнении водой не более 20% от объема предельное количество сжатий достигает 50 тысяч. К недостаткам натурального каучука относят способность микропор пропускать воду при высоких давлениях — в результате на внутренних стенках гидробака выпадает конденсат, вызывающий ускоренную коррозию металла.
• Синтетической этилен-пропиленовой резины EPDM со сроком службы, рассчитанным на 100 тысяч сокращений, оболочка предназначена для эксплуатации в гидробаках систем отопления, диапазон рабочих температур материала от -10 до +120 °С.
• Универсальной синтетической резины из бутила (Butyl) с ресурсом в 50 — 60 тысяч сокращений, подходит для систем с питьевой водой и часто устанавливается в гидробаки насосных станций, выдерживает температуры от -10 до +100 °С. Отличается от натурального каучука низкой водонепроницаемостью.
• Оболочки из резины SBR устанавливаются в гидробаках для работы с технической водой температурой от -10 до +100 °С.

По способу исполнения оболочки гидроаккумуляторов бывают плоскими и баллонного типа.

Также гидроаккумуляторы отличаются между собой конструктивным расположением мембран в корпусе бака.

Рис. 6 Гидробак со сменной оболочкой – внутреннее устройство

Мембранный бак со сменной мембраной

Гидробаки с данным методом крепления диафрагмы легко отличимы от аналогов наличием в передней части крышки из нержавейки (оцинкованной стали, пластика) с болтовым креплением.

В конструкции предусмотрена возможность замены внутренней оболочки, которая оснащена специальной горловиной и зажимается фланцем с помощью нескольких болтов. В гидробаках большого объема оболочка дополнительно фиксируется за хвостовой выступ в задней части к ниппелю, через который производится подкачка воздуха.

Основная задача при смене эластичного баллона — точно разместить его горловину в посадочном гнезде гидробака и не пережать при фиксации фланцевыми болтами. Преимуществом данного вида гидроаккумуляторов является отсутствие контакта воды с внутренней поверхностью металлического бака — это предотвращает коррозию и увеличивает срок службы прибора.

Бак со стационарной диафрагмой

В подобных конструкциях цилиндрический корпус состоит из двух половинок, при сборке резиновая диафрагма надежно запрессовывается между ними. Попадающая внутрь корпуса вода контактирует с внутренней поверхностью бака и оказывает на него негативное воздействие, ускоряя коррозию.

Чтобы предотвратить разрушение металла, внутренние стенки резервуара покрывают антикоррозионными составами. Конструкция с неразъемным соединением чаще используются в гидробаках отопления, техническая резина которых в отличие от пищевой имеет более высокие температурные характеристики и рассчитана на большее число циклов сжатия и расширения. К тому же диафрагма расширительных баков отопления не работает в режимах сильного сжатия и расширения, что еще более увеличивает срок ее службы и делает неразборную конструкцию оправданной с технической точки зрения.

Рис. 7 Материалы изготовления и конструктивное устройство мембранного бака со встроенной диафрагмой

Установка и настройка гидроаккумулятора

Установка бака в системе водоснабжения производится вместе с реле давления, сухого хода (при использовании погружных электронасосов) и манометром. В большинстве случаев для подключения этих приборов используют пятивходовой фитинг с отводами стандартных диаметров и резьбы для подключения: напорного трубопровода от электронасоса, внутридомовой водопроводной магистрали, реле давления, манометра и гидроаккумулятора. При монтаже обвязки гидроаккумулятора выполняют следующие операции:

1. В трубопровод, идущий от электронасоса, помещают фильтр грубой очистки от песка. Многие профессионалы и мастера специализированных фирм устанавливают вместо или вслед за фильтром очистки от песка прибор тонкой очистки, мотивируя это тем, что при таком расположении не будет загрязняться мембрана реле давления, являющаяся основным исполнительным элементом в автоматической системе управления. Однако подобное подключение к системе водоснабжения приводит к тому, что электронасос вынужден работать на фильтр тонкой очистки с низкой пропускной способностью — это потребует приложения большей мощности и может привести преждевременному выходу агрегата из строя из-за перегрузки (перегрева).
2. Далее за фильтром грубой очистки в линию помещают пятивходовой фитинг. К нему прикручивают реле давления и манометр. Для удобства пользования в случае выхода из строя, к примеру, гидроаккумулятора или любых элементов автоматики, в систему устанавливают отсекающие запорные краны. Один из них ставят на выходе пятерника, предназначенного для подключения к гидроаккумулятору, второй устанавливают на входе внутридомового трубопровода.

Рис. 8 Схема обвязки гидроаккумулятора с поверхностным насосом

1. Иногда требуется слить воду из гидроаккумулятора, в этом случае от запорного шарового крана откручивают гибкую подводку и освобождают резервуар, по аналогии поступают и с внутренней водопроводной системой, спуская воду через дополнительный кран в линии или через весь трубопровод в скважину.
2. Для нормального функционирования погружного электронасоса обязательна установка реле сухого хода. Для этого перед пятивходовым фитингом ставят тройник с боковым отводом, в который вкручивают реле.
3. Многие устанавливают шаровый кран в напорный трубопровод от электронасоса на входе пятивходового распределителя. Данное действие не совсем понятно с точки зрения логики (зачем нужен кран) — обычно в водопроводную магистраль на выходе погружного электронасоса или всасывающего напорного трубопровода поверхностной насосной станции ставят обратный клапан, предотвращающий стекание воды обратно в скважину через электронасос или трубу. А если понадобится слить воду из внешнего подземного трубопровода обратно в скважину, это можно сделать открыванием обратного клапана (дополнительного вентиля) — за счет уклона проложенного трубопровода к источнику она уйдет самотеком. К тому же при случайном закрытии шарового крана, его засорении, потере работоспособности, насос будет качать воду в закрытую систему без автоматики и выйдет из строя.
4. К запорным шаровым кранам подключают с помощью гибкой подводки гидроаккумулятор и внутридомовой трубопровод.
5. Собранный узел вместе с пятерником и элементами автоматики обычно крепят к стене помещения, в котором находится поверхностный электронасос, гидроаккумулятор. Если это невозможно по каким-либо причинам, пятерник прикручивают ко входному патрубку гидроаккумулятора напрямую или через переходной отрезок трубы, аналогичным образом поступают при подключении узла к электронасосу.

Статья по теме:

Насосные станции водоснабжения для частного дома. Возможно, читая, что такое расширительный бак для водоснабжения, будет интересно узнать, что из себя представляет, из каких элементов состоит и как работает насосная станция для водоснабжения, а также характеристики, как выбрать, производители и цены.

Рис. 9 Расширительный бак для водоснабжения с обвязкой в кессонном колодце

Настройка гидроаккумулятора

В любом гидроаккумуляторе на задней части корпуса имеется штуцер, рассчитанный на накачку воздуха ручным насосом с определенным давлением. Это делается для того, чтобы эластичный баллон функционировал в оптимальном режиме без критичных изменений своего физического состояния.

То есть, если давление воздуха внутри гидробака между стенками эластичного баллона и металлического корпуса будет выше минимального в системе, мембранная оболочка сожмется, потеряет свою форму и быстро выйдет из строя. Поэтому давление воздуха внутри гидроаккумулятора устанавливается с таким расчетом, чтобы оно никогда не превышало минимальное в системе, для приблизительных расчетов берется 10% уменьшение. Второй метод расчета нужного давления внутри гидроаккумулятора — умножение нижнего порога срабатывания реле на 0,9, к примеру, при предельном значении в реле 1,7 бар после умножения на 0,9 получим необходимое давление внутри гидробака 1,53 бара.

Настроить нужную разницу давлений в гидроаккумуляторе и системе можно двумя способами: в первом случае меняют нижний порог срабатывания реле, во втором — давление воздуха в мембране аккумуляторного бака.

К примеру, рассмотрим типовые значения порогов срабатывания гидравлического реле 1,4 — 2,8 бар и давления внутри гидроаккумулятора в 1,5 бар. В первом случае мы настраиваем реле на отключение при давлении в системе около 1,7 бар. Если необходимо регулировка расширительного бака для водоснабжения с изменением внутреннего давления, поступают следующим образом:

• Открывают запорный кран или откручивают гибкую подводку, сливая воду из гидроаккумулятора.
• Снимают защитную крышку с задней части, освобождают ниппель и вставляют в него автомобильный манометр, измеряя давление.
• Если его нужно уменьшить, просто стравливают воздух до получения нужных показаний манометра.
• Для увеличения давления внутри гидробака подключают к ниппелю обычный автомобильный насос и накачивает воздух до необходимого значения, периодически проверяя показания манометром.

Рис. 10 Таблица для расчета объема гидроаккумулятора

Расчет объема гидроаккумулятора

Подбор мембранного бака в первую очередь производят по его главному параметру — объему, если он мал, система будет работать неэффективно со слишком частыми включениями электронасоса и небольшими гидроударами. При превышении объема застой воды в баке может сделать ее непригодной для питья.

Для расчета объема гидробака используют следующую формулу:

Vt = 16,5 · Qmax/А · Pmax · Pmin/(Pmax – Pmin) · 1/Pg, где:

• Vt — объем гидробака;
• Qmax – подача воды в единицу времени, измеряется в литрах в минуту, стандартное водопотребление для одной семьи составляет 3м³/час или 50 л/мин;
• А – допустимое число включений электронасоса за один час, зависит от мощности агрегата, для большинства погружных моделей предельный показатель равен 20;
• Pmax и Pmin – величины давлений отключения и включения электронасоса в барах, их типовые усредненные значения соответственно 3 и 1,5 бара;
• Pg – давление воздуха внутри гидроаккумулятора в барах, рассчитывается умножением Pmin на 0,9 (0,9 х 1,5) = 1,35.

В результате получаем:

Vt = 16,5 · 50/20 · 3 · 1,5/(3 – 1,5) · 1/1,35 = 91,66 л

Как видно из таблицы на рис. 10, максимальный объем воды внутри любого расширительного бака не превышает 50% от его паспортных данных.

Расширительный бак для водоснабжения в различных системах – схемы монтажа

Помимо работы в качестве оборудования для автономного водопровода, мембранный расширительный бак для водоснабжения нередко используют в других целях, устанавливая его в отопительные, водосборные и водоснабжающие системы различного инженерного исполнения. При этом основные критерии выбора — температурные характеристики внутренней оболочки, объем бака и способ его размещения на поверхности.

Рис. 11 Гидробак с бойлером косвенного нагрева – схема и пример размещения

Обвязка бойлера косвенного нагрева

Бойлер косвенного нагрева предназначен для создания запасов горячей воды в доме, конструктивно он выполнен в виде металлического утепленного резервуара для сбора воды, внутри которого находится отопительный трубопровод. Поступающая в бойлер холодная вода нагревается трубами, по которым циркулирует теплоноситель системы отопления — таким образом установка не потребляет электроэнергию, а потребитель всегда имеет запас горячей воды. Также петлевая схема подключения трубопровода бройлера с рециркуляцией не позволяет остывать воде в трубах.

Общеизвестно, что при нагреве вода расширяется и в закрытом бройлере из-за этого повышается давление. Для компенсации к нему подключают вертикально установленный расширительный бак для систем водоснабжения, оболочка которого принимает на себя возросшее давление воздуха.

Рис. 12 Вертикальный расширительный бак для водоснабжения в системах обезжелезивания

Запас воды

Для обеспечения автономного водоснабжения вовсе не обязательно устанавливать погружные или поверхностные электронасосы в водные источники и производить непрерывный водозабор. Альтернативный метод — кратковременный сбор воды и хранение ее запасов в накопительной емкости. Для его реализации на чердаке дома устанавливают накопительный бак, наполняют его водой из любого источника с помощью электронасоса, предусматривая разрыв цепи электропитания поплавковым выключателем, установленным на стенке накопительной емкости.

Недостатком способа сбора жидкости в накопительную емкость является неудобство ее размещения на чердаке, а также низкий напор без мембраны при малой высоте расположения (1 бар на 10 метров вертикального водного столба), не всегда достаточный для комфортного водопотребления.

Альтернатива данному варианту — использование накопительного гидробака большой емкости. Его можно разместить в любом месте дома и даже в подвале, а элементом, управляющим электронасосом, служит реле давления. В этом случае подобранный гидробак обеспечит значительно больший напор воды во внутреннем водопроводе по сравнению с накопительной емкостью на чердаке. Его второе немаловажное преимущество — нахождение внизу, благодаря этому подключаемый трубопровод не будет портить дизайн и эстетичный вид дома в отличие от накопительного бака, к которому придется протягивать линию по верху.

Рис. 13 Схема монтажа гидроаккумулятора в системе со скважинным насосом

Забор воды из скважины

Технология подключения гидроаккумулятора к магистрали автономного водоснабжения с подачей воды из скважины была рассмотрена выше, в этом случае гидроаккумулятор обычно используют в составе насосной станции или размещает его отдельно, рядом со скважинным насосом. Бак также может находиться в доме, намного реже его помещают на поверхности в отдельной пристройке.

Забор воды из емкости

Не всегда водозабор производят для бытовых нужд и питья, нередко вода нужна в хозяйстве для полива огородов, автомоек, наполнения бассейнов или рукотворных прудов. В этом случае ее чистота не играет большой роли, и она может быть взята из различного вида источников или емкостей — озер, прудов, крыниц, бочек для сбора дождевых осадков. Использование поверхностных насосов при этом требует постоянного надзора, поэтому рационально применять для водосбора автоматически отключаемые насосные станции, в состав которых обязательно входит горизонтальный гидробак. Прибор предотвратит нежелательные гидравлические удары и обеспечит работу отключающей автоматики от реле давления, если оно не подходит, его отсоединяют от питания, меняют на реле сухого хода или на входе напорной трубы ставят переходник с реле протока.

Рис. 14 Схемы насосных станций для дома

Советы по выбору оптимально подходящего бака

При выборе гидробаков руководствуются следующими соображениями:

1. Гидроаккумулятор со сменной оболочкой баллонного типа имеет ряд преимуществ перед изделиями со встроенной диафрагмой — позволяет менять баллон, что выгодно из-за не слишком высокого срока службы изделий из натуральных материалов. К тому же вода в баллонных баках не контактирует с его стенками — это снижает требования к коррозионной стойкости металлического резервуара.
2. Съемный фланец лучше подобрать из прочной нержавейки, имеющей высокий срок службы.
3. Необходимый объем гидроаккумулятора определяют по приведенным выше формулам, чтобы избежать расчетов, можно воспользоваться готовыми таблицами.
4. Материал баллона в системах забора питьевой воды выбирают из экологически чистой пищевой резины, лучше всего данным требованиям подходит бутил.
5. При покупке рассматривают производителей с учетом оптимального соотношения цены и качества, одними из лучших считаются гидроаккумуляторы Zilmet (холдинговая компания со штаб-квартирой в Италии), Reflex (Германия), понятно, что в качественных показателях им уступают агрегаты Джилекс и Wester российского производства, Аквасистем российской сборки из итальянских комплектующих.

Рис. 15 Стоимость популярных моделей гидроаккумуляторов 2019 г

Гидроаккумулятор — один из важнейших узлов в системе автономного водоснабжения, от физических параметров, конструкции и материалов изготовления которого во многом зависит ее функционирование. Чтобы выбрать подходящий агрегат, определяют его необходимый объем по несложным формулам или таблицам, далее подбирают модель из ряда брендов отечественного и зарубежного производства по оптимальному соотношению цены и качества, рассматривая материалы изготовления и руководствуясь отзывами, советами специалистов.

Приемочный объем резервуаров расширения и сжатия — Часть 3

Версия для печати (PDF) В части 2 отчета Р. Л. Деппманна «Минуты утра понедельника» мы определили начальную и конечную температуры гидравлической системы, чтобы рассчитать выбор расширительного бака. Когда мы нагреваем воду в гидравлической системе, вода расширяется. Это расширение выражается как Ew в формуле: . Ew — Ep = расширение воды за вычетом расширения трубы. Это расширение рассчитывается для вас в программе выбора Bell and Gossett ESP-PLUS, когда вы вводите начальную и конечную температуры и жидкость. Термин Ew не является загадкой. Выражается как: Ew = [((удельный объем при горячей температуре) / (удельный объем при холодной температуре)) — 1] Расчет необходимого приемочного объема резервуара равен (Ef — Ep) X системному объему. Давайте рассмотрим пример и предположим, что система содержит 50% этиленгликоля, но вы не меняли значение по умолчанию с воды.: Предположим, у вас есть закрытая система водяного отопления с максимальной температурой 200 ° F и ΔT 20 ° F. Предположим, что объем составляет 3000 галлонов. Что происходит с приемочным объемом? Приемочный объем, необходимый в этом примере, составляет 50%. Приемный объем воды 93,6 галлона Приемочный объем на 50% Е.Г. 125,4 галлона Как вы можете видеть в примере, если забыть изменить тип жидкости по умолчанию, размер резервуара станет на 25% меньше.Результатом этого может быть запотевание предохранительных клапанов при повышенных температурах. На следующей неделе мы рассмотрим давление в гидравлической системе.

Заявление об ограничении ответственности: R. L. Deppmann и его аффилированные лица не несут ответственности за проблемы, вызванные использованием информации на этой странице. Хотя эта информация исходит из многолетнего опыта и может быть ценным инструментом, она может не учитывать особые обстоятельства в вашей системе, и поэтому мы не можем нести ответственность за действия, вытекающие из этой информации.Если у Вас возникнут вопросы, обращайтесь к нам.

Архивы — Нажмите здесь, чтобы увидеть прошлые статьи

Заявление об ограничении ответственности: R. L. Deppmann и его аффилированные лица не несут ответственности за проблемы, вызванные использованием информации на этой странице. Хотя эта информация исходит из многолетнего опыта и может быть ценным инструментом, она может не учитывать особые обстоятельства в вашей системе, и поэтому мы не можем нести ответственность за действия, вытекающие из этой информации.Если у Вас возникнут вопросы, обращайтесь к нам.

Тепловые расширительные баки: Часть 2 — Размер

Как выбрать тепловые расширительные баки для систем горячего водоснабжения

В первой части этой серии мы рассмотрели, где необходимы расширительные баки. Когда определено, что резервуар должен быть включен в водопроводную систему, следующей задачей является определение правильного размера для резервуара. Обращение к таблицам размеров в каталоге производителя расширительного бака — самый простой, хотя и не лучший метод определения размеров баков теплового расширения.В таблицах размеров, предоставленных производителями, указаны номер модели и размер бака в зависимости от объема водонагревателя и давления в системе. Эти таблицы, однако, основаны на трех важных предположениях, о которых нужно знать дизайнерам.

Первый , для большинства производителей таблицы основаны на максимально допустимом давлении в трубопроводе 150 фунтов на квадратный дюйм. Это максимально допустимое рабочее давление большинства водонагревателей и расширительных баков. Это также настройка предохранительного клапана водонагревателя.Другими словами, резервуар теплового расширения, если он выбран по таблицам, может выдержать тепловое расширение до давления в системе 150 фунтов на квадратный дюйм, которое является точкой сброса для предохранительного клапана водонагревателя. Помните, что цель расширительного бака — избежать сброса давления через предохранительный клапан. Лучшей альтернативой является расчет расширительного бака для максимального допустимого давления 135 фунтов на кв. Дюйм, что на 10% ниже уставки предохранительного клапана.

Второй номер , таблицы производителя основаны на предварительном давлении в баке 40 фунтов на квадратный дюйм.Предварительная зарядка — это давление воздуха на воздушной стороне камеры резервуара. Эта настройка, кстати, не основана на инженерных принципах, а является ограничением Министерства транспорта на транспортировку цистерн. Чтобы уменьшить размер расширительного бака, давление воздуха предварительной зарядки должно быть установлено равным линейному давлению системы, а не давлению предварительной зарядки резервуара 40 фунтов на кв. Дюйм, которое установлено на заводе. (Примечание: если размер расширительных баков рассчитан инженером на основании давления воздуха предварительной зарядки, равного давлению в линии, то в чертежах и спецификациях водопроводных сетей подрядчику должно быть указано, что необходимо заправить расширительный бак давлением воздуха, равным давлению в линии.) Поскольку таблица размеров изготовителя основана на давлении предварительной зарядки бака 40 фунтов на квадратный дюйм, они не позволяют точно определить размер расширительного бака, когда давление предварительной зарядки равно давлению в трубопроводе.

В-третьих, , таблицы размеров большинства производителей основаны на повышении температуры хранимой воды на 40 ⁰ F. Задумайтесь об этом на мгновение. Размер водонагревателя обычно рассчитывается исходя из перепада температур 100 ⁰ F. Например, часто мы предполагаем, что холодная вода поступает в водонагреватель при температуре 40 ⁰ F и нагревается и хранится при температуре 140 ⁰ F.Если мы проектируем водонагреватель для повышения температуры воды на 100 ⁰ F, консервативный подход заключается в том, чтобы размер бака теплового расширения соответствовал количеству расширения воды в результате того же повышения температуры на 100 ⁰ F. Это, конечно, наихудший сценарий (полное опорожнение бака и заполнение холодной водой 40 ⁰ F). Расчет расширительного бака, основанный только на повышении температуры на 40 ⁰ F, менее чем консервативен.

Чтобы спроектировать расширительный бак для максимально допустимого давления менее 150 фунтов на квадратный дюйм, давления воздуха предварительной зарядки, отличного от 40 фунтов на квадратный дюйм, и перепада температур более 40 ⁰ F, мы не можем обращаться к таблицам производителя.Кроме того, в больших системах размеры резервуаров для хранения часто превышают значения, указанные в таблицах. Так что же нам делать? Мы должны рассчитать надлежащий размер расширительного бака, используя инженерные уравнения . Вот упрощенный метод определения размеров расширительных баков. Более подробный метод представлен в Руководстве по проектированию ASPE, том 4.

Для выбора расширительного бака необходимо определить общую емкость и приемочный объем. Общая емкость бака — это объем бака.Приемный объем — это количество воды, которое резервуар будет принимать при давлении воздуха на воздушной стороне диафрагмы.

Сначала определите объем расширения воды в вашей системе. Это объем воды, который должен будет вместить расширительный бак, который также называется «приемным объемом». Объем расширенной воды зависит от удельного объема воды при входящей температуре и температуре нагрева, а также от объема хранимой воды.

(1) V _ACC = V _T x (Vs ₂ / VS ₁ — 1)

где,

В _ACC = Допустимый объем (галлонов)

против ₂ = удельный объем воды при температуре нагрева, (фут ³ / фунт)

против ₁ = удельный объем воды при температуре на входе, (фут ³ / фунт)

V _T = Объем накопительного бака водонагревателя (галлонов)

Удельный объем насыщенной воды при различных температурах можно найти в таблицах термодинамических свойств или в удобной таблице в журнале данных ASPE, том 2, таблица 6-5 «Термические свойства воды».Вот хорошее число, которое следует запомнить. Вода, нагретая с 40 ⁰ F до 140 ⁰ F, расширится на 1,7%. Например, предположим, что у нас есть водонагреватель на 120 галлонов, и вода нагревается с 40 ⁰ F до 140 ⁰ F.

В _ACC = 120 (0,01629 / 0,01602 — 1) = 120 (0,017) = 2,0 галлона

Это количество воды, которое должен принять расширительный бак для предотвращения скачков давления в системе. Я знаю, что это упрощенный подход.Я проигнорировал расширение бака нагревателя и трубопровода горячей воды. По моему опыту, влияние этих факторов невелико и мало влияет на окончательный выбор танка.

Имейте в виду, что когда мы завершаем расчеты, мы выбираем расширительные баки, которые прибывают с довольно большими приращениями размера. Вот почему включение факторов, которые не оказывают существенного влияния на общую величину необходимого теплового расширения, можно смело исключить из расчетов. Если вы хотите быть более точными, уравнения, приведенные в Руководстве по проектированию ASPE, включают расширение материала трубы.

Кстати, поправкой на высоту тоже не занимаюсь. Обычно нам не нужна такая точность. Кроме того, поскольку в расчетах мы предполагаем 100-градусный перепад температуры воды, у нас есть некоторый встроенный консерватизм.

Последний шаг — определение общей емкости расширительного бачка. Уравнение для общей емкости расширительного бака выводится из закона Бойля. Когда давление предварительной зарядки сравняется с давлением в трубопроводе, используйте уравнение (2) ниже.

(2) В _ET = В _ACC / (1-P ₁ / P ₂ )

где,

P ₁ = Статическое давление в водяной линии, (psia)

P ₂ = Максимальное требуемое давление в баллоне, (psia)

В _ACC = Приемный объем, (галлоны)

V _ET = Общий объем расширительного бачка, (галлонов)

( Обратите внимание, что это абсолютное давление (фунт / кв. Дюйм).Добавьте 14,7 к манометрическому давлению, чтобы преобразовать его в абсолютное давление. Также обратите внимание, что это уравнение предполагает, что предварительное давление воздуха равно давлению в трубопроводе. Это уравнение не следует использовать, если давление предварительной зарядки не равно давлению в трубопроводе.)

Если в расширительном баке допустимое рабочее давление 150 фунтов на квадратный дюйм, я использую 149,7 фунтов на квадратный дюйм (135 + 14,7 = 149,7) для P ₂ , что на 10% ниже уставки предохранительного клапана. Используя наш пример выше, предположим, что фактическое давление в трубопроводе и давление предварительной зарядки составляет 80 фунтов на квадратный дюйм.

В _ET = 2,0 / (1 — 94,7 / 149,7) = 5,44 галлона

Учитывая расчетную общую емкость резервуара 5,44 галлона и приемочную емкость 2 галлона, проконсультируйтесь с данными производителя и выберите резервуар, который соответствует вашему конкретному применению.

Если давление предварительной зарядки не равно давлению в трубопроводе, уравнение (2) использовать нельзя. Соответствующее уравнение для давления предварительной зарядки, которое не равно давлению в трубопроводе, — это уравнение 3 ниже.

(3) В _ET = В _ACC / [(P ₁ / P ₂ ) — (P ₁ / P ₃ )]

где,

P ₁ = Давление предварительной зарядки, (psia)

P ₂ = Статическое давление воды в линии, (psia)

P ₃ = Максимальное требуемое давление в баллоне (фунт / кв. Дюйм)

В _ACC = Приемный объем, (галлоны)

V _ET = Общий объем расширительного бачка, (галлонов)

Для предыдущего примера, если расширительный бак имеет заводскую предварительную заправку 40 фунтов на кв. Дюйм, и давление в линии не повышается до 80 фунтов на квадратный дюйм, то требуемая общая емкость расширительного бака увеличивается с 5.От 4 галлонов до 9,4 галлона.

Некоторые производители теперь также размещают на своих веб-сайтах калькуляторы размеров, основанные на этих инженерных уравнениях. Щелкните здесь, чтобы увидеть пример.

Описанный выше метод определения размеров предназначен для баков теплового расширения, установленных в системе горячего водоснабжения. Если вы подбираете размеры баков для системы подкачивающего насоса, процедура будет другой.

---

Для предложений по будущим сообщениям в блоге, сделайте предложение.

Калибровочный инструмент

— Calefactio

Галлоны США

Метрическая

Тип жидкости в системе Тип жидкости в системе Вода Пропиленгликоль 20% Пропиленгликоль 30% Пропиленгликоль 40% Пропиленгликоль 50% Этиленгликоль 20% Этиленгликоль 30% Этиленгликоль 40% Этиленгликоль 50% Общий объем жидкости в системе

галлоны Литров

Минимальная температура системы

° F ° C

Максимальная температура системы

° F ° C

Минимальное рабочее давление

psi кПа

Максимальное рабочее давление

psi кПа

Я понимаю, что этот инструмент предназначен для определения размера резервуара с учетом предоставленной мной информации.Calefactio не несет ответственности ни за неправильный размер, ни за его последствия.

Представлять на рассмотрение

Галлоны США

Метрическая

Общий объем жидкости в водонагревателе

галлоны Литров

Минимальная температура системы

° F ° C

Максимальная температура системы

° F ° C

Минимальное рабочее давление

psi кПа

Максимальное рабочее давление

psi кПа

Я понимаю, что этот инструмент предназначен для определения размера резервуара с учетом предоставленной мной информации.Calefactio не несет ответственности ни за неправильный размер, ни за его последствия.

Представлять на рассмотрение

Галлоны США

Метрическая

Просадка (резервуар должен подавать)

галлоны Литров

Минимальное рабочее давление

psi кПа

Максимальное рабочее давление

psi кПа

Я понимаю, что этот инструмент предназначен для определения размера резервуара с учетом предоставленной мной информации.Calefactio не несет ответственности ни за неправильный размер, ни за его последствия.

Представлять на рассмотрение

Определение заряда расширительного бака со стороны воздуха

Майкл Хауш из Housh Home Energy в Огайо написал этот совет, чтобы помочь техническим специалистам определить заряд со стороны воздуха в резервуаре высокого давления. Спасибо, Майкл!

---

Определение расхода воздуха в расширительном бачке в системе водяного отопления является относительно простой задачей.Заряженный бак надлежащего размера предназначен для поддержания давления в системе примерно на 5,0 фунтов на квадратный дюйм ниже, чем давление сброса давления, когда система находится при максимальной рабочей температуре.

Надлежащая заправка со стороны воздуха равна статическому давлению жидкости на входе в резервуар плюс дополнительный запас в 5,0 фунтов на квадратный дюйм для давления в верхней части системы. Перед добавлением воды в систему необходимо проверить и отрегулировать воздушную сторону бака. Если резервуар уже установлен и в системе имеется давление, необходимо сбросить давление в резервуаре до 0 фунтов на квадратный дюйм перед проверкой давления в резервуаре.

Формула для расчета давления на стороне воздуха относительно проста и напрямую связана с самой высокой точкой в ​​системе от входа в расширительный бак.

Па = H * (Dc / 144) + 5

Где:

Па = давление на стороне воздуха в расширительном баке (фунт / кв. Дюйм)

H = высота от входа в резервуар до самой высокой точки в системе (футы)

Dc = плотность воды в самом холодном состоянии / при обычном заполнении (фунт / фут ³ )

На приведенном выше графике показана зависимость между плотностью воды и температурой в диапазоне от 50 ° F до 250 ° Ф.

Многие «практические» уравнения для гидронных систем основаны на том, что плотность воды при 60 ° F составляет 62,37, поэтому мы могли бы упростить приведенное выше уравнение до практического уравнения, сначала решив для плотности (Dc ). ( Примечание: формулы, которые мы используем для расчета GPM гидронной системы, также используют базовый уровень 60 ° F. Мы опубликовали статью о расчетах GPM гидронной системы, которую вы можете прочитать ЗДЕСЬ .)

Dc = 62,37 / 144 = 0,433

Подстановка «Dc» в исходное уравнение дала бы нам немного менее сложное уравнение, которое можно использовать в качестве практического правила для определения давления на стороне воздуха.

Па = H * 0,433 + 5

Ниже приведен график, который показывает нам это эмпирическое уравнение и необходимое давление со стороны воздуха в зависимости от высоты трубопровода системы.

—Майкл Х.

Связанные

Solar Thermal 101: Расчет размера расширительного бака

Это седьмой пост в серии сообщений, написанных соучредителем Free Hot Water и старшим инженером-механиком Галом Мойалом. Мы будем публиковать эту серию каждую среду, поэтому назначьте дату.Некоторая информация может быть очень технической, но если у вас есть какие-либо вопросы, свяжитесь с нами. Мы искренне хотим помочь. Если вы хотите получить больше практического опыта, изучите наши сертифицированные учебные курсы Free Hot Water. –Солнечный Фред.

Расчет размера расширительного бака [V et ]

В течение всего срока службы солнечная система горячего водоснабжения с замкнутым контуром будет подвергаться значительным перепадам температуры.Чтобы система не превышала допустимый проектировщиком диапазон давлений, необходимо «запарковать» расширение объема жидкости.

Для расчета размера расширительного бачка необходимо произвести следующие расчеты:

Нажмите, чтобы увеличить

Возможный объем расширения системы:

Va = 1,1 (Vc + Vp) ά + Vc

Vά — Расширение коллектора на «стоянку»

Vc — Общий объем коллектора

Вп — Объем коллектора, кроме коллектора

ά — Коэффициент расширения (Water-.045 Гликоль — 0,07)

Статическое давление в месте расположения предохранительного клапана:

P i = H (0,45) +7

P i — Давление в месте расположения предохранительного клапана (PSI)

H — Высота коллектора над предохранительным клапаном

Для расчета минимального необходимого расширительного бака:

V и = V a [{P f +14.7} / {P f -P i }]

V et — Требуемый минимальный объем расширительного бака

В a — Объем потенциального расширения системы

P f — Максимально допустимое давление предохранительного клапана

P i — Статическое давление в месте расположения предохранительного клапана

Если вы установщик, которому нужна дополнительная информация, или владелец дома или бизнеса, заинтересованный в солнечной горячей воде, напишите нам по адресу info @ freehotwter.com, и один из наших экспертов проведет вас через этот процесс.

Размер расширительного бака для системы горячего масла

Хочу поделиться своим опытом определения размеров расширительного бака специально для термомасляного нагревателя. На самом деле это довольно просто. Приведу вам пример.

Функция расширительного бака

Функции расширительного бачка:

• Служит безопасным выпускным отверстием для увеличения объема теплоносителя из-за теплового расширения
• Обеспечивает механизм для удаления воды, неконденсируемых веществ, продуктов разложения и увлеченного воздуха во время запуска и работы

Размер расширительного бака

http: // www.therm-fluid-system.com/Custom-Hot-Oil-System-p164.html

При выборе расширительного бачка необходимо учитывать системный объем (включая начальное заполнение) расширительного бака, рабочую температуру и тепловой коэффициент жидкости следует рассмотреть все возможности расширения. Поскольку термомасла расширяются с разной скоростью, емкость расширительного бака всегда следует проверять по свойствам масла перед заполнением системы.

При проектировании резервуара необходимо учитывать некоторые важные аспекты:

• Учет теплового расширения горячего масла, нагретого от минимальной до максимальной рабочей температуры
• Поддержание NPSHr циркуляционных насосов горячего масла при любых условиях эксплуатации
• Удаление возможной остаточной воды из контура при запуске
• Разрешение на наполнение оборудования и при повторном вводе в эксплуатацию после остановки на техническое обслуживание

Расширительный бак обычно поднимается так, чтобы нормальный рабочий уровень горячего масла в резервуаре был выше максимально возможного уровня горячего масла в системе.

Объемное расширение рассматривается как разница между удельным объемом (м3 / кг), т. Е. Обратной величиной удельного веса горячего масла при максимальной и минимальной рабочей температуре системы, которая требуется для работы между низким и высоким уровнем жидкости в расширительном бачке. Дополнительные 20% добавляются для устранения различных сбоев в работе систем, таких как испарение остаточной воды в системе и разрыв трубы.

Как правило, в жидкофазных тепловых системах объем расширительного бака должен составлять приблизительно 26-30% от общего расчетного объема теплоносителя в тепловой системе.Расширительный бак надлежащего размера должен быть примерно на 1/4 при запуске и на 3/4 при рабочих температурах.

Расчет расширительного бака горячего масла

Объем трубопровода = phi (D _p /2) ² L _p , где D _p = внутренний диаметр трубы, а L _p = длина трубы согласно плану расположения.

Например, согласно P&ID и плану участка, общий удерживаемый объем трубопроводов и удерживаемый объем оборудования = 8,4 м ³

Учитывайте физические свойства жидкого теплоносителя товарного качества (HTF).

Объем расширения от холодного пуска до нормальной работы рассматривается как проектный вариант для резервуара.

Если я использую Therminol 62 в качестве теплоносителя, то свойства будут такими же.

Плотность при температуре 30 ^o C = 948 кг / м ³

Плотность при температуре 310 ^o C = 719 кг / м ³

Общая масса удержания (плотность при минимальной рабочей температуре) = 8,4 x 984 = 7962,8 кг

Требуемый объем масла исходя из плотности при максимальной рабочей температуре = 7962.8/719 = 11,1 м ³

Объем расширения = объем при максимальной рабочей температуре — объем при минимальной рабочей температуре = 11,1 — 8,4 = 2,68 м ³

Тогда общий объем расширительного бака = 2,68 / 0,75 = 3,57 м ³

Используя checalc.com, мы можем оценить размер судна. Используя данные выше, мы находим:

• Ориентация: горизонтальная
• Головка сосуда: эллипсоидальная 2: 1
• Длина: 2938 мм
• Диаметр: 1175 мм (рекомендуемое L / D для горизонтальной емкости — 2.5, если расчетное давление составляет 0-17 бар изб.)
• Уровень: 815 мм
• Общий объем: 3,6105 м ³
• Заполненный объем: 2,6877 м ³

Артикул:

1. Конструкция расширительного бака тепловой системы. http://www.radcoind.com/TechTips4.htm
2. Технические исследования в области термомасляной технологии. http://www.investni.com/thermal_oil_technology_technical_investigation_report_sd_march-2010.pdf
3. Проектное рассмотрение системы горячего масла.http://www.academia.edu/1514808/design_consideration_of_hot_oil_system
4. Руководства по определению размеров сосудов. http://www.red-bag.com/jcms/engineering-guides/337-bn-eg-ue109-guide-for-vessel-sizing.html

Что нужно и чего нельзя делать с расширительным бачком

Когда вода нагревается, пространство, необходимое для каждой молекулы, увеличивается. Любая попытка предотвратить это расширение будет встречена огромными силами. Если прочный металлический контейнер полностью заполнен жидкой водой и изолирован от атмосферы, давление в нем будет быстро возрастать по мере нагрева воды.Если позволить этому давлению расти, этот контейнер в конечном итоге лопнет, в некоторых случаях сильно.

Чтобы предотвратить такой результат, гидронные системы замкнутого цикла оборудуются расширительным баком. Бак представляет собой воздушную подушку — жидкость с высокой степенью сжатия, на которую расширяющаяся вода может давить, не создавая большого повышения давления в системе. Думайте о воздухе в резервуаре как о пружине. По мере расширения воды в системе этот «источник» сжимается. Когда вода остывает и сжимается, «родник» возвращается в исходное состояние.

Рисунок 1 Стандартный расширительный бак

В старых системах часто использовались «стандартные» расширительные баки, в которых воздух и вода находятся в прямом контакте. Расширительный бак этого типа обычно подвешивается к потолку механического помещения. Это позволяет воздуху, выпущенному из первоначального количества воды в системе, перемещаться вверх в резервуар. Пример такого резервуара показан на рисунке 1.

Несмотря на то, что стандартные расширительные баки функционируют, они значительно больше современных расширительных баков мембранного или баллонного типа.По сути, они дороже, тяжелее и требуют больше места для монтажа. Если они не оснащены подходящей арматурой, они также могут со временем наполняться водой и «заболачиваться». Они редко используются в современных гидравлических системах, особенно в жилых или легких коммерческих зданиях.

РАЗДЕЛЕНИЕ ВОЗДУХА И ВОДЫ

Сегодня в наиболее часто используемых расширительных баках для систем водяного отопления или охлаждения используется очень гибкая диафрагма из бутилкаучука или EPDM для полного разделения воздуха и воды внутри бака.Эта диафрагма соответствует внутренней стальной поверхности резервуара, когда на стороне воздуха находится давление, как показано на Рисунке 2.

Рисунок 2 Мембрана из EPDM разделяет воздух и воду в резервуаре

Когда вода в системе нагревается и расширяется в резервуар, диафрагма деформируется и перемещается в сторону закрытой воздушной камеры. Давление воздуха в баке увеличивается, как и давление воды в системе. Однако, если резервуар имеет надлежащие размеры, повышения давления в системе недостаточно для открытия предохранительного клапана, даже когда вся вода в системе достигает максимальной температуры.

Мембранные расширительные баки можно подобрать по размерам с помощью таблиц или программного обеспечения. Подробная процедура определения размеров расширительных баков мембранного типа приведена в ссылке 1, а также в нескольких других отраслевых публикациях. Ключевые концепции:

1. Создание давления на воздушной стороне бака для достижения статического давления воды в месте расположения расширительного бака перед добавлением воды в систему. Это предотвращает частичное сжатие воздуха в баке холодной водой. Диафрагма начинает сжиматься только при повышении температуры воды.

2. Выберите размер резервуара таким образом, чтобы давление на предохранительном клапане системы было на 5 фунтов на кв. Дюйм ниже номинального давления открытия клапана, когда вся жидкость в системе имеет максимально ожидаемую температуру. Запас в пять фунтов на квадратный дюйм предотвращает «подтекание» предохранительного клапана, когда давление приближается к номинальному давлению открытия.

Даже при правильном размере расширительного бачка детали установки могут повлиять на его способность функционировать по назначению и обеспечить долгие годы эксплуатации.

ДО

Рисунок 4 Монтаж расширительного бака мембранного типа

1.Do Pump Away: Деталь, которая когда-то понималась и уважалась в гидронной промышленности, но постепенно утратила приоритет по сравнению с другими «удобствами» упаковки или установки, — это подключение расширительного бака к контуру гидравлического трубопровода рядом с входом в циркуляционный насос. Это сводит к минимуму перепад давления между точкой подключения резервуара к контуру, то есть точкой, в которой давление не изменяется при включении циркуляционного насоса, и входом в циркуляционный насос. Это позволяет добавить дифференциальное давление, создаваемое циркуляционным насосом, к статическому давлению в системе.Повышенное давление в системе помогает защитить циркуляционный насос от кавитации и часто позволяет работать тише. Это также увеличивает способность вентиляционных отверстий выводить воздух из системы. На рисунке 3 показано несколько приемлемых мест размещения резервуара.

2. Установите резервуар вертикально с подключением вверху: Также лучше всего устанавливать расширительные резервуары мембранного типа вертикально, так чтобы трубопроводное соединение было вверху. Это снижает нагрузку на соединение резервуара по сравнению с горизонтальной установкой.Это также позволяет предотвратить попадание воздуха в трубопроводе со стороны воды расширительного бака при первом заполнении системы. Рисунок 4 иллюстрирует различия.

3. Проверьте давление воздуха: Важно убедиться, что давление воздуха на стороне резервуара равно статическому давлению, которое будет присутствовать на соединении резервуара, когда система заполнена холодной жидкостью. Большинство производителей заявляют, что их резервуары предварительно заряжены до 12 фунтов на квадратный дюйм. Не думайте, что это всегда правда или правильно.Двенадцать фунтов на квадратный дюйм подходит для систем, в которых верхняя часть трубопровода находится примерно на 16 футов выше входа расширительного бака (при условии, что в самом верху системы требуется статическое давление 5 фунтов на квадратный дюйм, чтобы вентиляционные отверстия функционировали должным образом). Для более высоких трубопроводных систем требуется более высокое давление воздуха, чтобы предотвратить частичное сжатие диафрагмы перед нагревом жидкости. Рассчитайте статическое давление на входе в резервуар по формуле 1.

Формула 1:

Где:

Па = правильное давление на стороне воздуха (фунт / кв. Дюйм)
H = расстояние от соединения расширительного бака до верхней части контура трубопровода (футы)
Dc = плотность «холодной» жидкости в системе при температуре примерно 60F (фунт / фут3)
5 = статическое давление 5 фунтов на кв. Дюйм, необходимое в верхней части системы для работы вентиляции
144 = постоянная преобразования единиц

Например: если верхняя часть контура трубопровода находилась на 25 футов выше соединения расширительного бака и предполагая, что система заполнена водой, правильное давление воздуха на стороне бака будет:

Приобретите шинный манометр низкого давления со шкалой 0–30 фунтов на квадратный дюйм и велосипедный насос или небольшой воздушный компрессор.Используйте их для установки расчетного давления воздуха на стороне перед заполнением системы жидкостью.

4. Планируйте заранее: Срок службы расширительного бака зависит от рабочей температуры системы, давления, химического состава жидкости и содержания кислорода. Некоторые баки выходят из строя, когда в диафрагме возникает утечка. Обычно это приводит к тому, что бак наполняется жидкостью и становится «забитым водой». Вы можете проверить это, нажав на шток клапана Шредера. Если выходит струя жидкости, значит, емкость поджаривается.Баки также могут иметь утечки в тонкой стальной оболочке. Единственный вариант — новый танк. Это когда вы оцените наличие шарового клапана, который может изолировать резервуар от остальной части системы. Без этого клапана вам, возможно, придется слить несколько галлонов жидкости из системы, чтобы открутить вышедший из строя резервуар и ввинтить новый.

5. Учитывайте завышение размера: Типичные расчеты размеров мембранного расширительного бака определяют минимальный объем бака. Можно использовать резервуар большего размера, хотя, вероятно, и более дорогой.Это снижает изменения давления в системе при изменении температуры жидкости.

6. Планируйте самые низкие температуры жидкости: В большинстве систем водяного отопления размер расширительного бака и давление на стороне воздуха основаны на предположении, что холодная жидкость, используемая для заполнения системы, находится в диапазоне температур от 45F до 60F. Это нормально. Однако, когда расширительный бак используется в контуре солнечного коллектора или системе снеготаяния, раствор антифриза будет временами намного холоднее, возможно, даже ниже 0F.Если диафрагма резервуара полностью расширяется относительно стальной оболочки при температуре жидкости около 45 ° F, любое дальнейшее охлаждение жидкости может вызвать отрицательное давление в системе и возможное приток воздуха из вентиляционного отверстия поплавкового типа. Ссылка 2 ниже объясняет, как исправить эту возможность. Идея состоит в том, чтобы добавить в резервуар достаточное количество жидкости во время создания давления в контуре, чтобы диафрагма не расширялась полностью внутри резервуара до тех пор, пока вся жидкость в системе не достигнет минимально возможной температуры.

7. Сделайте поправку на растворы антифриза: Растворы пропилена или этиленгликоля имеют более высокий коэффициент расширения по сравнению с водой. Чем выше концентрация антифриза, тем больше требуется объем расширения. Увеличение объема воды, нагретой от 60F до 180F, составляет около трех процентов. Увеличение объема 50-процентного раствора пропиленгликоля, нагретого от 60 ° F до 180 ° F, составляет около 4,5%. Это следует учитывать при выборе размеров резервуаров для таких систем, как таяние снега, солнечное тепло, или других приложений, где используются антифризы на основе гликоля.Опять же, методы, описанные в ссылке 1, могут приспособиться к этому.

НЕЛЬЗЯ

Как обычно, список всех запретов включает в себя противоположность всем запретам. Тем не менее, есть еще несколько важных моментов.

1. Не совмещайте сталь и кислород: Не используйте стандартный расширительный бак с кожухом из углеродистой стали в любом типе открытого контура, например, в системе, использующей питьевую воду для передачи тепла к водяным излучателям тепла, то есть плохая идея по ряду других причин.Повышенное содержание растворенного кислорода в воде в системе с разомкнутым контуром по сравнению с системой с замкнутым контуром ускоряет коррозию тонкой оболочки резервуара из углеродистой стали. Это ограничение также применяется к системам с замкнутым контуром, в которых используются небарьерные трубки из PEX или другие материалы, которые могут допускать диффузию кислорода в системе. Расширительные баки с внутренней полимерной футеровкой следует использовать в любом применении, где может присутствовать более высокий уровень растворенного кислорода.

Рисунок 5 Расширительный бак, установленный рядом с гидравлическим сепаратором

2.Не заполняйте его грязью: Не устанавливайте расширительные бачки непосредственно под гидравлическими сепараторами. Это позволит грязи, скопившейся на дне сепаратора, попасть в расширительный бачок. Со временем это могло привести к выходу из строя диафрагмы. Если резервуар должен быть рядом с гидравлическим сепаратором, лучше всего установить его на тройнике на любой трубе, соединяющейся с соединениями нижней боковой стенки на сепараторе, как показано на Рисунке 5.

3. Не перегревайте: По возможности избегайте расположения расширительных баков в непосредственной близости от очень горячей воды.Когда оболочка резервуара нагревается за счет миграции тепла (теплопроводности и конвекции), давление воздуха в резервуаре увеличивается. При прочих равных условиях это увеличивает давление в системе по сравнению с ситуацией, когда корпус резервуара более холодный. Это может привести к утечке предохранительного клапана. Можно разместить резервуар на расстоянии нескольких футов от того места, где труба от резервуара соединяется с системой. Держите бак ниже этой точки подключения, чтобы уменьшить перенос тепла за счет конвекции.

4.Не создавайте несколько точек подключения: Можно использовать два или более расширительных бачков с общим объемом одного бака большего размера. Однако эти резервуары должны подключаться к общей трубе, которая имеет единственную точку подключения в системе. Избегайте подключения нескольких резервуаров к разным частям одного и того же трубопровода. Это может вызвать неожиданные колебания давления в зависимости от того, где расположены циркуляционные насосы по отношению к резервуарам.

Рисунок 6 Стяжная система для крепления корпуса резервуара

5.Не оставляйте его уязвимым для ударов: Небольшой расширительный бачок, который свисает с верхних соединений ½ дюйма, можно легко согнуть при случайном ударе, например, когда кто-то встает из согнутого положения и толкает бак. Спросите меня, откуда я это знаю … Если бак должен быть установлен в уязвимом месте, используйте систему обвязки, чтобы закрепить кожух на твердой поверхности, как показано на Рисунке 6. Некоторые производители расширительных бачков предлагают комплекты ремней или другое оборудование для правильной поддержки танковый снаряд.

В дополнение к примечанию обвязки оба резервуара имеют изолирующие шары и достаточно места для доступа к воздушному клапану Schrader внизу.Оба резервуара подключены параллельно к общей трубе, что позволяет использовать одну точку подключения к контуру.

6. Не предполагайте совместимость: Убедитесь, что выбранный вами расширительный бачок совместим с жидкостью, используемой в системе. Комбинированные диафрагмы из бутила / EPDM или полностью из EPDM обычно совместимы с растворами гликоля и растворами метанола или этанола, которые иногда используются в геотермальных контурах заземления. Однако разные поставщики резервуаров используют разные материалы и имеют разные температурные ограничения для этих материалов.Всегда лучше получить одобрение производителя резервуара на совместимость с жидкостями.
Расширительные баки выполняют простую, но очень необходимую функцию. Следуйте этим советам, чтобы они работали должным образом. <>

Джон Зигенталер, П.Е., окончил политехнический институт Ренсселера по специальности инженер-механик и имеет лицензию профессионального инженера. Он имеет более чем 35-летний опыт проектирования современных систем водяного отопления. Последняя книга Зигенталера — «Отопление с использованием возобновляемых источников энергии» (см. Www.Hydronicpros.com для получения дополнительной информации).

Ссылки
1.