- Открытые и замкнутые системы отопления и охлаждения
- Выбор объёма мембранных (расширительных) баков
- Расчет объема расширительного бака — Калькулятор
- Калькулятор расчёта объёма расширительного мембранного бака для системы отопления:
- Методика расчёта объёма расширительного мембранного бака для системы отопления:
- Коэффициент заполнения (полезный объём) расширительного мембранного бака
- Мембранные расширительные баки для систем отопления Wester
Открытые и замкнутые системы отопления и охлаждения
В системах отопления и охлаждения для компенсации температурных расширений теплоносителя до недавнего времени широко применялись расширительные баки открытого типа, которые имеют ряд недостатков.
• Постоянный контакт рабочей жидкости с атмосферным воздухом. Как следствие этого, возникает насыщение теплоносителя воздухом, что является причиной возникновения проблем с циркуляцией жидкости, возникновения кавитации в трубопроводах,
насосах и появления дефектов, вызванных коррозией.
• Раздражающий шум в трубопроводе и насосах, возникающий из-за наличия в воде воздушных пузырьков.
• Интенсивное испарение жидкости из системы вследствие контакта с атмосферой (необходимо регулярно пополнять систему).
• Открытый расширительный бак может устанавливаться только в верхней точке системы, что не всегда удобно.
Расширительные баки закрытого типа (мембранного) лишены вышеописанных недостатков. Рабочая жидкость в мембранном баке отделена от газовой полости с помощью высокопрочной резиновой мембраны. В качестве газа используется азотосодержащая смесь. В случае температурного расширения теплоносителя в системе газовая «подушка» в баке сжимается и вода поступает в бак. И наоборот, при охлаждении системы сжатый газ выдавливает жидкость в систему, тем самым пополняя ее. Наличие газовой «подушки», находящейся под давлением, позволяет устанавливать мембранный расширительный бак в любой точке системы (в подвале или непосредственно в тепловом пункте).
Расширительные баки Flexcon для систем отопления и охлаждения
В конце 50-х годов компания Flamco первой на европейском рынке разработала и представила концепцию закрытой циркуляционной системы отопления, которая основывается на применении расширительного мембранного бака Flexcon. Более
пятидесяти лет эксплуатации, исследований и совершенствования конструкции показали: расширительные мембранные баки Flexcon исключительно надежны благодаря высокому качеству изготовления как корпуса бака, так и резиновой мембраны.
В результате на сегодняшний день свыше 30 миллионов расширительных баков такого типа установлены во многих странах мира.
Отличительные особенности баков Flexcon
• Мембрана расширительного бака Flexcon не растягивается, а «раскатывается» по стенкам бака, что повышает ее надежность.
• Специальная конструкция зажимного кольца Flexcon обеспечивает долгий срок службы и предотвращает падение начального давления.
Работа расширительного бака Flexcon (на примере системы отопления)
1. Заполнение системы
Давление воздуха внутри бака плотно прижимает диафрагму к водяной части бака. Расширительный бак не заполнен водой.
Объем газа — Равен полному объему расширительного бака Flexcon.
Давление газа — Равно предварительному давлению в расширительном баке Flexcon.
2. Работа системы
Объем газа — Газ внутри бака сжимается. Расширительный бак Flexcon частично заполнен водой.
Давление газа — Равно рабочему давлению системы в месте установки расширительного бака.
3. Максимальное давление в расширительном баке
Объем газа — Расширительный бак заполнен водой до максимума. Газ занимает минимальный объем.
Давление газа — Равно максимальному давлению системы.
4. Расширительный бак при избыточном давлении
При превышении максимально допустимого давления срабатывает предохранительный клапан Prescor, через который сбрасываются излишки воды.
Подбор расширительных баков для систем отопления
Объем бака следует подбирать так, чтобы полезный объем бака был не менее объема температурного расширения теплоносителя. Исходными данными при расчете расширительного бака будут являться:
• объем теплоносителя (воды) в системе: Vсист., (л). Данная величина может быть вычислена исходя из мощности системы;
• статическая высота (статическое давление). Высота столба жидкости в системе, находящегося над баком. Один метр водяного столба создает давление 0,1 бар;
• предварительное давление расширительного бака: Pпредв. − давление газа в газовой камере пустого расширительного бака при комнатной температуре. Предварительное давление подбирается равным статическому давлению столба теплоносителя в системе.
Таким образом, до введения системы в эксплуатацию давление газа в баке компенсирует статическое давление столба жидкости, в результате чего мембрана бака находится в равновесии, при этом бак еще не заполнен;
• максимальное давление: Pмакс. − максимальное рабочее давление в месте установки расширительного бака;
• средняя температура системы: Tср., (°С) − средняя температура системы в процессе работы.
Порядок расчета
1. Определяется коэффициент расширения жидкости Kрасш. (прирост объема, %) при ее нагреве (охлаждении) от 10 °С(принимается, что система заполняется при температуре 10 °С) до средней температуры системы. Для определения этого коэффициента используется таблица или диаграммы, данные далее.
2. Определяется объем расширения: Vрасш., (л) − объем жидкости, вытесняемый из системы при ее нагреве от 10° С до средней температуры системы.
3. Определяется коэффициент заполнения бака (коэффициент эффективности) Kзап. при заданных условиях работы, показывающий максимальный объем жидкости (в процентах от полного объема расширительного бака), который может вместить расширительный бак. Все давления в формуле измеряются в абсолютных единицах!
4. Определяется потребный полный объем расширительного бака: V, (л); вводится коэффициент запаса 1,25.
5. Выбирается модель расширительного бака Flexcon с округлением в сторону ближайшего целого по таблицам № 5, 6, 7, 9 или 11.
Таблица № 1. Определение коэффициента расширения воды при ее нагреве от 10 °С до средней температуры системы.
Рисунок № 1. Диаграмма температурного расширения смеси воды и этиленгликоля в %, при ее нагреве (охлаждении) от 10 °С до средней температуры системы.
Рисунок № 2. Диаграмма температурного расширения воды в % при ее нагреве (охлаждении) от 10 °С до средней температуры системы
Пример подбора расширительного бака
1. Определяется коэффициент расширения жидкости Kрасш. (прирост объема, %) при ее нагреве (охлаждении) от 10 °С (принимается, что система заполняется при температуре 10 °С) до средней температуры системы. Для определения этого коэффициента используется следующая таблица или диаграммы. Данный порядок подбора использован для составления таблиц подбора расширительных баков.
Таблица подбора расширительных баков Flexcon для системы отопления
Данные таблицы позволяют подобрать расширительные баки Flexcon для систем отопления в зависимости от объема и статической высоты системы (всю терминологию см. в главе «Подбор расширительных баков для систем отопления») в месте установки расширительного бака. Все значения подсчитаны для следующих условий:
• система заполнена водой;
• средняя температура системы 90 °С/70 °С = 80 °С;
• прирост объема при данной температуре − 2,89 %.
Для более точного подбора объема расширительного бака нужно воспользоваться точной методикой подбора (см. главу «Подбор расширительных баков для систем отопления»).
Таблица № 2. Подбор расширительного бака для систем отопления с максимальным давлением в месте его установки 3 бар
Таблица № 3. Подбор расширительного бака для систем отопления с максимальным давлением в месте его установки 6 бар
Таблица № 4. Подбор расширительного бака для систем отопления с максимальным давлением в месте его установки 10 бар
Примечание: Для систем с другой средней температурой значение емкости системы должно быть умножено на следующий коэффициент:
• для 85 °С − 0,89;
• для 90 °С − 0,80;
• для 95 °С − 0,73;
• для 100 °С − 0,66.
Источник
Выбор объёма мембранных (расширительных) баков
Объём бака для системы отопления выбирается таким образом, чтобы даже при максимальном нагреве системы давление в ней не превышало максимально допустимого, то есть тепловое расширение теплоносителя не привело бы к увеличению давления в системе выше давления срабатывания предохранительного клапана. Рассчитать необходимый объём расширительного бака можно по формуле:
где Vn — номинальный объём расширительного бака;
Vе — объём, образующийся в результате теплового расширения. Этот объём рассчитывается как произведение полного объёма системы на коэффициент расширения жидкости:
Если объём Vсист неизвестен, то его величину можно достаточно точно определить по мощности отопительного котла из расчёта 1 кВт = 15 литрам.
Значение коэффициента n% для воды определяется из табл. 2, при температуре, равной максимальной рабочей температуре теплоносителя системы отопления.
Если в качестве теплоносителя используется этиленгликоль (тосол), то коэффициент расширения можно рассчитать по следующей формуле: для 10 %-го раствора этиленгликоля — 4% х 1,1 = 4,4 %;
для 20 %-го раствора этиленгликоля — 4% х 1,2 = 4,8 % и т. д.
Vv — водяной затвор, это объём теплоносителя, изначально образующийся в расширительном баке в результате статического давления системы отопления. Для расширительных баков с номинальным объёмом до 15 литров, как минимум, 20 % их номинального объёма следует принимать в качестве водяного затвора. Для расширительных баков емкостью более 15 литров, как минимум, 0,5 % полного объема системы, но не менее 3 литров.
P0 — предварительное давление, равно статическому давлению системы отопления (её высоте), определяется из расчета 1 атм = 10 метров водяного столба.
Pe — окончательное давление — образуется в результате работы предохранительного клапана. Для предохранительных клапанов с давлением до 5 атм:
Pe = Pпред.кл — 0,5 атм.
Для предохранительных клапанов с давлением больше 5 атм:
Pe = Pпред.кл — (Pпред.кл . 10 %).
Так, например, для системы отопления c общим объёмом 500 литров, высотой 15 м (1,5 атм), с максимальной рабочей температурой теплоносителя (воды) 90 °С и давлением предохранительного клапана 3 атм необходим следующий объем расширительного бака:
Ve = 500 х 3,55 % = 17,75 литра;
Vv = 500 х 0,5 % = 2,5 литра
(т.к. 2,5
Работаем с 10:00 до 16:00 кроме выходных
ООО ПКФ «СантехТула», 300004 , город Тула , Новомедвенский проезд, дом 9 , офис 7
Источник
Расчет объема расширительного бака — Калькулятор
Калькулятор расчёта объёма расширительного мембранного бака для системы отопления:
Методика расчёта объёма расширительного мембранного бака для системы отопления:
Представленный ниже расчет предназначен для индивидуальных систем отопления и значительно упрощен. Его точность составляет 10%. Мы считаем, что этого вполне достаточно
1. Определим, какой тип жидкости Вы будете использовать в виде теплоносителя. Для примера расчета в качестве теплоносителя мы возьмем воду. Коэффициент температурного расширения воды принят равным 0,034 (это соответствует температуре 85 o С)
2. Определим объем воды в системе. Приблизительно его можно рассчитать в зависимости от мощности котла из расчета 15 литров на каждый киловатт мощности . Например, при мощности котла 40 кВт, объем воды в системе будет равен 600 литрам
3. Определим величину максимального допустимого давления в системе отопления. Она задана порогом срабатывания клапана безопасности в системе отопления
4. Также в расчетах используется величина первоначального давления воздуха в расширительном баке Ро. Давление Ро не должно быть меньше , чем гиростатическое давление системы отопления в точке расположения расширительного бака
5. Полный объем расширения V можно подсчитать по формуле:
6. Выбирать бак нужно, округляя расчетный объем в большую сторону (бак большего объема не повредит)
7. Теперь подберем бак, обеспечивающий компенсацию этого объема. Учитывая, что коэффициент заполнения водой расширительного бака с фиксированной несменной мембранной при этих условиях равен 0,5 (таблица), то для рассмотренной системы подойдет 80-литровый расширительный бак:
80 литров x 0,5 = 40 литров
Коэффициент заполнения (полезный объём) расширительного мембранного бака
| Предельное давление в системе Рmax, бар | Первоначальное давление в баке , Ро бар | ||||||||
| 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | ||
| 1 | 0,25 | — | — | — | — | — | — | — | |
| 1,5 | 0,40 | 0,20 | — | — | — | — | — | — | |
| 2,0 | 0,50 | 0,33 | 0,16 | — | — | — | — | — | |
| 2,5 | 0,58 | 0,42 | 0,28 | 0,14 | — | — | — | — | |
| 3,0 | 0,62 | 0,50 | 0,37 | 0,25 | 0,12 | — | — | — | |
| 3,5 | 0,67 | 0,55 | 0,44 | 0,33 | 0,22 | — | — | — | |
| 4,0 | 0,70 | 0,60 | 0,50 | 0,40 | 0,30 | 0,20 | — | — | |
| 4,5 | — | 0,63 | 0,54 | 0,45 | 0,36 | 0,27 | 0,18 | — | |
| 5,0 | — | — | 0,58 | 0,50 | 0,41 | 0,33 | 0,25 | 0,16 | |
| 5,5 | — | — | 0,62 | 0,54 | 0,47 | 0,38 | 0,30 | 0,23 | |
| 6,0 | — | — | — | 0,57 | 0,50 | 0,42 | 0,35 | 0,28 | |
Мембранные расширительные баки для систем отопления Wester
| ||||||||||||||||
