Любая современная система отопления не «представляет» своего существования без надежного компенсатора теплового расширения теплоносителя в ней — расширительного бака.
Практический расчет расширительного бака для отопления довольно прост — необходимо «вооружиться» несколькими формулами и определиться с исходными рабочими параметрами системы.
Сейчас эффективно используются расширительные баки закрытого типа. Открытые варианты этих функциональных устройств использовались преимущественно в системах с естественно циркулирующим теплоносителем. Они имеют значительные габариты и низкую эффективность. Поэтому постепенно применение такого типа баков сходит на «нет».
Баки закрытого типа конструкционно представляют собой герметичную емкость цилиндрической или «таблетированной» формы.
Внутри бак разделен мембранной перегородкой на воздушную и жидкостную камеры — это бак диафрагменного типа. Также возможно конструкционно использование внутри бака «балонной» эластичной камеры из термостойкой резины.
Принцип действия основан на расширении объема теплоносителя в жидкостном отсеке, который приводит к деформации эластичной перегородки (баллона). Уменьшение объема воздушной камеры приводит к повышению давления воздуха (газа) в ней. Превышение допустимого давления приводит к срабатыванию предохранительного клапана. Такова упрощенная схема действия этого бака.
Но нормальное и безопасное функционирование системы возможно только при правильном расчете расширительного бака для отопления. Игнорирование или неграмотный расчет объема расширительного бака приведет или к недостаточному давлению в системе, или к превышению давления в ней и аварийному сбросу избытка теплоносителя.
Математика в расчете параметров расширительного бака
Перед тем, как рассчитать расширительный бак для отопления, уже необходимо определить:
Общий (суммарный) объем всех элементов системы отопления: котла, труб, радиаторов. Сделать такой расчет практически довольно сложно — поэтому используют методику приблизительного расчета, основанную на таких практических данных:
- конвектор «берет» 7 л теплоносителя на кВт мощности;
- теплый пол «потребует» 17 л на кВт;
- радиатору необходимо 10,6 л/кВт тепловой мощности.
Еще проще! На 1 кВт мощности системы отопления принимается расчетная величина объема в 15 л теплоносителя.
Расчет объема расширительного бака \(V_{бака}\) делаем по формуле:
$$ V_{бака} = V_{сист}*k/D $$
где:
\(V_{бака}\) — объем теплоносителя во всей системе;
\(k\) — коэффициент объемного теплового расширения теплоносителя;
\(D\) — показатель эффективности расширительного бака (мембранного блока).
Величину \(k\) для воды принимают равной 4% при ее температуре до 95 ОС, при использовании этиленгликоля 10-20% величина изменяется от 4,4 до 4,8% соответственно!
Ориентировочная величина расчета расширительного бака для отопления, то есть объема жидкости в нем – 3% от всего объема теплоносителя данной системы.
В случае «неизвестности» параметра \(D\) его можно рассчитать по формуле:
$$D = \frac{P_{макс} — P_{нач}} {P_{макс} + 1}$$
где:
\(P_{макс}\) — значение макс. допустимого в системе давления (на это давление на строен предохранительный клапан);
\(P_{нач}\) — давление первоначальной накачки воздушной камеры бака.
Расчет мембранного расширительного бака обязует учитывать предельные рабочие параметры:
- максимальное значение температуры теплоносителя (до +120 оС);
- максимальное рабочее давление (до 6-10 бар).
Итоговые показатели для выбора бака должны быть выше расчетных. Незначительное превышение необходимого объема бака не так страшно,как недостаточный его объем.
Внимание! Применение в качестве теплоносителя антифризных смесей рекомендован выбор бака с увеличенным на 50% объемом.
В случае использования рециркуляционной системы горячего водоснабжения ее необходимо оборудовать дополнительным расширительным баком.
Выполняется расчет расширительного бака для ГВС согласно технической документации конкретного производителя устройств.
1 | Коллекторный шкаф | 15 | Погодозависимая система автоматики |
2 | Терморегулятор радиаторный с термостатической головкой | 16 | Группа безопасности котла |
3 | Радиатор (конвектор) боковое подключение | 17 | Датчик температуры помещения |
4 | Радиатор (конвектор) нижнее подключение | 18 | Мембранный расширительный бак системы горячего водоснабжения |
5 | Головка термостатическая | 19 | Насос циркуляционный UP для горячего водоснабжения |
6 | Смеситель | 20 | Датчик температуры наружный |
7 | Клапан запорный | 21 | Фильтр сетчатый |
8 | Клапан смесительный трехходовой с автоматической термостатической головкой | 22 | Датчик температуры поверхностный |
9 | Кран шаровой | 23 | Задвижка клиновая |
10 | Насос циркуляционный UPS | 24 | Группа безопасности бойлера |
11 | Обратный клапан | 25 | Фильтр сетчатый самопромывной с манометром |
12 | Воздухоотводчик автоматический | 26 | Кран шаровой газовый |
13 | Кран шаровой MINI | 27 | Газовый счетчик |
14 | Уголок установочный | 28 | Мембранный расширительный бак системы отопления |
Рассмотренная методика показывает, как рассчитать емкость расширительного бака, но в случае самостоятельного планирования системы отопления лучше «семь раз отмерить…», то есть при наличии возможности проконсультироваться со специалистом на месте.
сколько воды должно быть в системе отопления если в газовом котле расширительный бак 6литров?труба внутренний диаметр 20мм.