Расчет объема расширительного бака системы отопления: Расчет объема расширительного бака для закрытой системы отопления

Содержание

Подбор, расчет расширительного бака для отопления


Оборудуя систему автономного отопления, стоит задуматься о приобретении специального расширительного бака, предназначенного поглощать избыточное давление, образующееся в результате расширения теплоносителя под воздействием высокой температуры. Установка такого оборудования требует серьезного подхода, особенно важно правильно выполнить расчет расширительного бака для отопления, так как именно от этого элемента будет зависеть работоспособность всей обогревающей системы закрытого типа, которые признаны наиболее эффективными, так как из-за отсутствия контакта с кислородом, вся система меньше подвержена коррозийным процессам и окислению.

Кроме того, именно закрытая отопительная сеть позволяет размещать расширительный бак в любом удобном для вас месте, в отличие от открытой, где бак должен находиться в самой верхней точке системы.

Для чего необходим такой бак и как он работает

Принцип работы устройства компенсирующего переизбыток давления теплоносителя не имеет каких-то сложных технических решений и весьма прост, но, несмотря на это, даже небольшая ошибка в расчете расширительного бака для отопления может привести к поломке оборудования и выходу из строя всей отопительной системы.

Бак разделен на две части, между которыми находится эластичная мембрана. В ходе изготовления бака в верхнюю — воздушную часть накачивается воздух, который создает начальное давление в расширительном баке отопления. Затем бак подключается к сети и в нижнюю камеру начинает подаваться вода из самой системы, в момент, когда эластичная мембрана становится в нулевое, спокойное положение и как бы ложиться на плоскость воды, отопительная система считается полностью заполненной и готовой к запуску.

В момент расширения воды в результате нагрева, теплоноситель начинает поступать в расширительный бак, тем самым воздействуя на мембрану, которая в свою очередь сокращается за счет сжатия заполненного в нее воздуха, таким образом увеличивая внутреннее пространство бака и принимая в него избыток теплонесущей жидкости. Как только теплоноситель остывает и возвращается к первоначальному объему, воздействие на мембрану прекращается и воздух в верхней камере не испытывая воздействия возвращает мембрану в спокойное положение, тем самым автоматически регулируя давления в системе.

Стоит отметить что, покупая расширительный бак системы отопления очень важно не ошибиться с выбором модели, так как слишком большой бачок не сможет создать достаточного давления в отопительной системе, а слишком маленький наоборот не примет весь избыток теплоносителя.

Как правильно рассчитать требуемый объем расширительного бачка

Дабы провести правильный и безошибочный расчет расширительного бака для отопления следует просчитать общий объем отопительной сети. Для этого требуется сложить объем обогревательного котла, общий объем всех труб связанных в отопительную систему, а также объем дополнительных обогревательных приборов, если они присутствуют.Формула для расчета объема расширительного бака K = (KE x Z) / N, в которой:

  • КЕ — это общий объем всей отопительной системы;
  • Z — постоянное значения расширения жидкости теплоносителя;
  • N — величина эффективности мембранного бака.


Идеально точный расчет объема расширительного бака для отопления и всей отопительной системы произвести практически невозможно. Ну а примерно он рассчитывается исходя из значения, что 1 кВт мощности отопительного оборудования равен 15 литрам объема теплоносителя. В целом получается, что средняя мощность для обычного дома равна 44 кВт. Исходя из этого, по формуле получается КЕ = 15х44 = 660л.Константа расширения жидкости около 4%, для систем в которых используется обычная вода с максимальной температурой нагрева 95 градусов Цельсия. Нередко в системы закачивается не вода, а этиленгликоль в разном процентном соотношении. В данном случае коэффициент расширения рассчитывается по формуле:

10% — 4% х 1,1 = 4,4%20% — 4% х 1,2 = 4,8%

Зачастую, результативность работы мембранного бачка указана производителем, но и самому ее рассчитать не сложно:

N= (DV-DS) / ( DV+1)

где: DV — наибольшее допустимое значения давления в системе, как правило, оно равно допустимому давлению предохранительного клапана и для обычных бытовых систем отопления редко превышает показатель в 2,5 — 3 бар.DS — это значения давления начальной зарядки мембранного бака исходя из постоянного значения в пол атмосферы на 5 метров протяженности отопительной системы.

В итоге получается, что если общая площадь помещения, в котором оборудуется система отопления, равна 400 кв. м., максимальная верхняя точка системы равна 5 м, и расчётная мощность оборудования 44 кВт, то требуемый объем бачка при таких значениях будет:

КЕ 44х15=660л.DV 2,5 бар; DS =0.5 барN (2.5 — 0.5) / (2.5+1) = 0.57K 660×0.04 / 0.57 = 46.2

Исходя из полученных данных, необходимо подбирать расширительный бак для отопления объемом 50 литров, с начальным давление в 0,5 бар. Например, мембранный бак Reflex NG 50.Также для стандартных элементов отопительной системы существуют стандартные примерные значения:

  1. Радиаторы около 10,5 л.
  2. Теплые полы и другие греющие поверхности 17,0 л.
  3. Конвекторы 7,0 л.


Коэффициент увеличения-расширения объёма воды и водогликолевой смеси в зависимости от температурных показателей:

°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

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.

nasosy.

by — Расчет расширительного бака отопительной системы

Расчет расширительного бака отопительной системы

Для определения объема расширительного бака, минимального диаметра присоединительного трубопровода, начального давления газового пространства и начального эксплуатационного давления в системе отопления выполняют расчет системы отопления.

Методика расчёта расширительных баков достаточна сложна, но минимально рассмотрев данный вопрос можно определить ряд простейших зависимостей между объёмом бака и другими параметрами:

  1. С увеличением ёмкости системы отопления, требуется больший объём расширительного бака.
  2. С увеличением максимальной температура воды в системе отопления требуется больший объём бака.
  3. С увеличением максимально допустимого давления в системе отопления можно уменьшить объём.
  4. С уменьшением высоты от места установки расширительного бака до верхней точки системы отопления возможно уменьшение объёма бака.


Необходимо отметить, что расширительные баки в системе отопления необходимы не только для компенсации изменяющегося объёма в контуре системы отопления, но и для пополнения имеющихся утечек теплоносителя. Для этого в расширительном баке предусматривают некоторый запас воды — эксплуатационный объём. Обычно в алгоритме расчёта закладывают эксплуатационный объём воды в размере 3% от общей ёмкости системы отопления.

ПОДБОР РАСШИРИТЕЛЬНЫХ БАКОВ НА ПРИМЕРЕ ОБОРУДОВАНИЯ ИЗВЕСТНОГО БРЕНДА UNIPUMP

Подбор расширительного бака необходимо производить учитывая его температурные и прочностные характеристики. Давление и температура в месте подключение бака не должны превышать максимально допустимых значений.

Объём расширительного бака должен быть больше или равен объёму, полученному в результате расчёта. Ощутимого вреда от увеличения объёма более расчётного нет.

При установке расширительных баков необходимо учитывать их габариты и соотносить их с размерами дверных или оконных проемов, учитывая, что расширительные баки диаметром более 750 мм и высотой более 1,5м могут могут иметь проблемы с транспортировкой и для их перемещения будут необходимы средства механизации. В таком случае можно построить систему отопления на основе не одного расширительного бака, а нескольких мембранных баков меньшей ёмкости.

Следует знать, что при использовании в качестве теплоносителя гликолевых смесей необходимо подбирать расширительный бак с запасом на 50% превышающим полученный при расчёте. Иначе первоочередным признаком неправильно выбранного расширительного бака или отсутствие его настройки будет частое срабатывание предохранительного клапана.

 

Итак, приступим к расчету. Для расчета рабочего объема мембранного расширительного бака необходимо определить суммарный объём системы отопления сложением водяных объемов котла, отопительных приборов, трубопроводов.

Самый простой способ расчета расширительного бака в системе отопления:

Надо, узнав объем теплоносителя в системе, умножить его на 0,08 — 0,1 т.е. примерно 8-10% от объема системы отопления. Таким образом, можно узнать, что системе в 100 литров теплоносителя требуется расширительный бак объемом около 8-10 литров.


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

VL

— суммарный объём системы (котел, радиаторы, трубы, теплообменники и т.п.)

Е

— коэффициент расширения жидкости %

D

— эффективность мембранного расширительного бака

Объем системы отопления вычислить достаточно сложно, поэтому приблизительный расчет можно получить, зная мощность системы отопления, использовав формулу исходя из соотношения 1 кВт = 15 л.

Например: отопительная мощность для дома 45 кВт, тогда суммарный объем (емкость) системы отопления VL = 15 х 45 = 675 л.
Расширение жидкости — 4 % приблизительно, для водяных систем отопления с максимальной температурой до 95°С Если в системе в качестве теплоносителя используется этиленгликоль, то приблизительный расчет коэффициента расширения можно произвести по следующей формуле:
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)

Пример приблизительного подбора бака

Отапливаемая площадь дома составляет 400 м², высота системы 5м, необходимая отопительная мощность 45 кВт, тогда объем необходимого расширительного бака составит:

VL

= 45 x 15 = 675 л.

PV

= 2,5 бар; PS = 0,5 бар

D

= (2,5 — 0,5) / (2,5 + 1) = 0,57

V

= 675 x 0,04 / 0,57 = 47,4

Выбор: расширительный бак UNIPUMP 50 литров, давление зарядки 0,5 бар

Примерные значения объема воды в системе отопления

Вид отопительных приборов

Объем системы, литр/кВт

Конвекторы

7,0

Радиаторы

10,5

Греющие поверхности, (теплые полы)

17,0

 

Коэффициент расширения (увеличения объёма) воды и водогликолевой смеси в зависимости от температуры

°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

 

Схема расчета расширительного бака для системы водного отопления

Расширительный бак на стене

Содержание

Автономные образцы водяного отопления — существенный источник жизнеобеспечения домашнего хозяйства.

Учитывая конструкцию строения, применяемый энергоноситель, а также установленные цели, схематический план монтажа разнится, но стержневая основа всегда неизменна.

Расширительный мембранный бак — один из таковых. Это устройство, оберегающее от чрезмерного повышенного давления. Как произвести расчеты по установке мембранного бака, рассказывается в этой статье.

Виды баков в системах отопления и их функции

Принцип работы

В любой системе при отоплении есть установленная величина теплоносителя, как правило, для этого используются вода.

В ходе нагревательного процесса жидкость расширяется, ее избыток выводится в расширительный бак. Соответственно происходит выравнивание давления.

На рынке сейчас представлены расширительные баки, делящиеся на две категории: закрытые и открытые. Последние весьма объемны и во многом неэффективны.

В связи с этим они выходят из употребления. Более практичный вариант пользуется заслуженным признанием профессионалов.

Закрытый тип мембранного бака — это сферическая или плоская емкость. Они довольно герметичны. Внутри полость — это две половины термостойкой мембранной баллонного или диафрагменного вида.

Баки функционируют таким образом, что из-за высокой температуры расширяющийся теплоноситель оказывается в баке, эластичная мембрана удлиняется, занимаемый воздухом объем убавляется. Соответственно давление увеличивается.

При выборе бака нужно учитывать, отвечает ли наибольшее допустимое давление параметрам диапазона давления. Очень важно учесть качество мембраны, ее характеристики (срок службы, постоянство при диффузии, диапазон рабочих температур, пригодность гигиеническим нормам). Также немаловажно выполнить подбор бака для нагревания требуемого объема.

Как рассчитать необходимый объем бака

Работа бака при изменяемом объеме

Расчет мембранного бака насущен для выявления его объёма, наименьшего диаметра соединительной теплотрассы, первоначального напора газовой площади и первоначального давления.

Ошибка при применении сложной методики, может привести к многократной активации защитного клапана и ряду другим неполадкам. Однако существуют взаимосвязь между баковой емкостью и действующими характеристиками в отношении оной.

Так, чем больше предельно дозволенное сжатие, тем будет меньше необходимый размер. Значительнее наибольшая температура жидкости — крупнее величина бака. При большей ёмкости — крупнее объём бака. В зависимости от уменьшения высоты, вычисляемой от места фиксации бака вплоть до верхнего предела, уменьшается его объём.

В соответствии со специальной формулой выполняется расчет. Прежде всего, следует исходить из совокупной величины теплоносителя.

С учетом производительности существующего котла, численности и типов отопительных агрегатов производится его расчет. Пример: конвектор – 7 л / кВт, теплое покрытие — 17 л / кВт, радиатор — 10,6 л / кВт.

Мембранные баки нужны для возмещения водной емкости и для наполнения мелких потерь теплоносителя. Поэтому в баке определен запас воды — эксплуатационный размер. Например, объём жидкости составляет три процента от ёмкости системы отопления.

Для более точного расчета мембранного расширительного бака в системе отопления применяется формула:

Объем бака (V)= (Vсис* k) / D

где:

  • Vсис – это весь объем воды в системе отопления
  • k – коэффициент увеличения теплоносителя (для воды, нагретой до 95°С, — 4%)
  • D – эффективность мембранного бака.

Чтобы вычислить D, можно использовать формулу:

D = ( Pmax – Pнач ) / ( Pmax + 1 ), где Pmax – это самое большое давление.

На него происходит наладка страховочного клапана. Pнач – первоначальный воздушный пресс камеры.

Выбор бака выполняется с учётом температурных показателей и его прочности. Давление вкупе с температурой в точке подключения не может быть больше максимально возможных показателей.

Объем в итоге равен или больше объёма, принятого при расчёте. Отрицательных результатов при завышении сверхрасчётного объёма нет.

Расширительный бак (20 — 25 л) как правило используют вместе с насосом. Мощность последнего до 1,2 кВт. Насосы с мощностью уже до 2 кВт следует применять с баками объемом 50 — 60 л. В продаже есть баки с объемом в пределах 100 — 200 л. Они применяются как запасные емкости, в тех случаях, когда подача воды ненадолго прерывается.

Кстати: Используя гликолевую смесь как теплоноситель, рекомендуется монтаж бака с величиной вполовину больше расчётного.

Важно иметь ввиду, что баки с диаметром, превышающим 750 миллиметров и с высотой больше 1,5 метра, возможно, не пролезут в дверь. В этом случае потребуется установка нескольких мембранных баков с меньшей емкостью.

В материале было выяснено, как произвести расчет емкости, не прибегая к непосредственным услугам специалистов при установке расширительного бака. Однако если процедура сложна, риск допустить ошибку весьма большой, то лучше воспользоваться советом специалиста.

Расчет объема системы отопления и расширительного бака

Когда необходим расчет объема отопления?

Расчет объема отопления производится для определения количества антифриза и для подбора расширительного мембранного бака для закрытой системы отопления. Расчет объема отопления можно произвести приблизительно, используя соотношение: для отопительной системы с котлом мощностью 1кВт требуется 15 л теплоносителя. Соответственно объем отопительной системы с котлом мощностью 10 кВт приблизительно составит 150 литров.

Данные, полученные при таком подсчете объема отопления, не учитывают особенностей конкретной отопительной системы и являются всего лишь «ориентиром».

От приблизительного расчета к более точному

Более точный расчет основан на суммировании внутреннего объема всех отдельных элементов отопительной системы

  • Внутреннего объема котла отопления

  • внутреннего объема приборов отопления

  • Внутреннего объема трубопровода

Так, к примеру, объем электрического котла отопления обычно находится в интервале от 3 до 10 литров. Это значит, что для котла мощностью 4-5 кВт логично взять внутренний объем, равный 3 литрам, а для котла на 10-12 кВт, принять внутренний объем равный 10 литрам.

Вот несколько примеров внутреннего объема некоторых видов теплотехнического оборудования:

  • Электрический котел 3-10 литров

  • Твердотопливный котел 50-60 литров

  • Секция биметаллического радиатора с межосевым расстоянием 500 мм -0,2-0,3 л

  • Секция алюминиевого радиатора с межосевым расстоянием 500 мм-0,4 л

  • Секция чугунного радиатора с межосевым расстоянием 500 мм -1,5 л

В большинстве случаев внутренние объемы аналогичных приборов отопления различных торговых марок примерно равны. Однако рынок теплотехнического оборудования постоянно обновляется, появляются новые отопительные приборы с другими параметрами, в том числе и с отличным от усредненных значений внутренним объемом. Поэтому объем котла и приборов отопления лучше всего взять из технических паспортов на эти изделия. Если таких данных нет, нужно зайти на сайт производителя, где, наверняка, есть вся необходимая информация на выпускаемое оборудование.

Расчет объема трубопровода

Внутренний объем трубопровода рассчитывается по формуле

V =π*R²*L*1000, где:

V – объём теплоносителя

R – радиус трубы

L – длина трубы

При определении внутреннего объема трубопровода в расчетах используется только внутренний размер (радиус или диаметр) трубы. Важно помнить, что полимерные и металлопластиковые трубы маркируются по наружному диаметру, а стальные и медные трубы по внутреннему диаметру. Для определения размера полимерной трубы необходимо из величины ее диаметра вычитать толщину стенок трубы.

Для получения внутреннего объема отопления все полученные величины суммируются, а полученное при этом значение используется далее для подбора расширительного бака отопления.

Подбор расширительного бака отопления

Точный расчет объема расширительного бака отопления необходим в основном для закрытых систем отопления. Для этого используется следующий алгоритм:

V = (VS х Е)/d

V – Объем расширительной емкости;

VS – Общий объем всей отопительной системы, включая котел, трубопровод, радиаторы и теплообменники;

Е – Коэффициент расширения теплоносителя. Для воды принимается равным 0,04. Для антифриза 0,044

d –Показатель эффективности бака, который будет установлен в отопительную систему.

Рассчитывается по формуле эффективность мембранного расширительного бака d = (PV — PS) / (PV + 1), где

РV — максимальное рабочее давление системы отопления, для двухэтажных частных домов обычно достаточно 2,5 бар

PS — давление зарядки мембранного расширительного бака (равно статическому давлению системы отопления) примерно 0,5 бар

Для открытых систем отопления нет столь строгих правил подбора расширительного бака. Обычно его объем примерно равен одной трети расширительного бака закрытой отопительной системы.

Определение требуемого количества антифриза

Определить, сколько нужно антифриза для заполнения отопительной системы, можно суммируя объемы всех составляющих элементов, включая объем расширительного бака отопления. Расчет антифриза возможен только после расчета расширительного бака. Упрощать расчеты, связанные с объемом теплоносителя, нельзя. Особенно, если речь идет о закрытой отопительной системе, в которой при неправильно подобранном мембранном баке может возникнуть избыточное давление, что в свою очередь, может стать причиной аварийной ситуации.

Подведем итоги

Расчет объема теплоносителя отопительной системы необходим для определения объема теплоносителя и подбора расширительного мембранного бака. Расчет объема отопления наиболее актуален для закрытых систем, в которых неправильно подобранный бак может стать причиной возникновения аварийных ситуаций.

Расчет объема отопления может быть приблизительным, но более точных результатов придется воспользоваться формулами или использовать онлайн калькулятор.

Расчет расширительного бачка отопления

Современный отопительный рынок владельцам загородной недвижимости предлагает использовать удобные и недорогие решения для компенсации температурных расширений теплоносителя – расширительные баки «экспанзоматы» закрытого типа. Эти баки пришли на смену емкостям открытого типа зачастую изготовляемых кустарными способами и устанавливаемые в верхней точке систем с естественной циркуляцией.

Принцип работы расширительного бака

Расширительные баки закрытого типа представляют собой герметичную резиновую мембрану, которая разделяет между собой две среды: водяную от воздушной. Воздушная среда представляет собой смесь азота и воздуха накачанная в капсулу под определенным давлением. Теплоноситель в системе отопления циркулирует по замкнутому контуру, и при нагревании меняет свою плотность и объем, расширяясь при этом. Чтобы предотвратить повышения давления в системе выше критичного, горячая вода начинает заполнять водяную камеру расширительного бака. Тем самым происходит выгибание мембраны в сторону воздушной камеры.

Заполнение водяной части бака будет происходить до достижения максимального давления в системе и максимального увеличения воды, при полностью заполненном экспанзомате и росте давления происходит сброс теплоносителя в канализационную сеть через предохранительный клапан. Поэтому, чтобы не происходило частных сливов горячего теплоносителя и частой подпитки системы водой, необходимо производить расчет объема расширительных баков исходя из объема системы и ее мощности.

Расчет объема расширительного

Расчет объема расширительного бака производится по формуле:

Vбак= Vсист*?темп/ (1-Pабс min/Pабс max),

где

Vсист – объем системы отопления, л

?темп – коэффициент температурного расширения теплоносителя, показатель изменения объема теплоносителя, соответствующего разнице температур при работе и заполнении системы. Является табличной величиной, при температуре теплоносителя 90 °С и воздуха при заполнении 30°С равен 0,033.

Pабс min – абсолютное изначальное давление в экспанзомате, бар. Как правило, это давление больше статического давления системы относительно точки врезки бака.

Pабс max – абсолютное давление срабатывания предохранительного клапана, или предельное давление в баке, бар

 

Объем системы отопления определяется несколькими способами:

  • при составлении аксонометрической схемы трубопроводов и выполнении гидравлического расчета, в частности, определения диаметра трубопроводов и их длины.
  • Либо укрупненным способом в зависимости от назначения системы и тепловой мощности.

 

Укрупнено удельный объем теплоносителя системы рассчитывается следующим образом исходя из насыщенности системы отопительными приборами:

  1. Котельная – 13 л/кВт;
  2. Система отопления – 11 л/кВт;
  3. Радиаторы систем отопления – 15 л/кВт;
  4. Конвектора — 8 л/кВт;
  5. Теплый пол – 18 л/кВт.

 

В качестве примера рассчитаем объем расширительного бака для системы отопления жилого дома тепловой мощностью 8 кВт:

  • Объем системы, состоящей из сети трубопроводов, котла и радиаторов примерно составит 312 литров.
  • Коэффициент температурного расширения теплоносителя ?темп=0,033.
  • Pабс min=1+0,6=1,6 бар
  • Pабс max=1+3=4 бар
  • Vбак= 312*0,033/ (1-1,6/4)=17 литров.
  • Ближайший объем доступного бака равен 25 литров, который и принимаем к установке.

Подбор и расчет расширительного бака для отопления

Автономные системы водяного отопления – важный элемент жизнеобеспечения частного дома. В зависимости от планировки здания, используемого энергоносителя и поставленных задач, схема монтажа может отличаться, но основные элементы остаются неизменными. Одним из них является расширительный бак, который предотвращает избыточное повышение давления в системе. Как выполнить расчет расширительного бака для отопления, мы расскажем в данной статье.

Принцип работы и виды расширительных баков ↑
В каждой системе отопления находится определенный объем теплоносителя, чаще всего для этих целей используют воду. При нагревании она расширяется, а ее излишек попадает в расширительный бак. Таким образом давление в отопительной системе выравнивается.

На рынке имеются закрытые и открытые расширительные баки. Последние довольно громоздки и малоэффективны, встречаются все реже, а вот первый вариант – более практичен, потому и пользуется популярностью у тех, кто осуществляет подбор расширительного бака для автономной системы отопления.

Виды закрытых расширительных баков

Расширительные баки закрытого типа представляют собой емкость, плоской или шарообразной формы. Они герметичны, внутренняя полость разделена на две половины термостойкой мембранной баллонного или же диафрагменного типа. Принцип работы данных баков основан на том, что расширяющийся под воздействием высокой температуры теплоноситель попадает в бак, при этом эластичная мембрана растягивается, объем занимаемый воздухом уменьшается, а давление в системе, соответственно, увеличивается.

Выбирая расширительный бак, уделяют внимание тому, соответствует ли предельно допустимое давление в нем диапазону давления возникающего в системе отопления. Также нужно обратить внимание мембраны и ее качество, характеристики, среди которых срок службы, диапазон рабочих температур, соответствие гигиеническим нормам, устойчивость к диффузии. Важно также осуществить подбор расширительного бака для отопления нужного объема.

Расчет объема расширительного бака ↑
Постараемся выделить зависимость между необходимым объемом бака и параметрами, влияющими на него. Так, осуществляя расчет объема расширительного бака, нужно учесть, что чем больше емкость системы и чем выше максимальная температура теплоносителя в ней, тем объем бака должен быть больше. Чем выше значение допустимого давления в системе отопления, тем объем может быть меньше. Методика, по которой можно выполнить расчет расширительного бака, довольно сложна, но разобраться стоит, так как ошибка при выборе данного оборудования может привести к частому срабатыванию предохранительного клапана и другим неприятностям.

Расчет выполняется по специальной формуле. Основной величиной, от которой зависит результат, является суммарный объем теплоносителя, находящегося в данной системе отопления, вычисляют его с учетом мощности установленного котла, а также количества и типов отопительных приборов. Приблизительные показатели выглядят так: радиатор отопления – 10,5 л/кВт; теплый пол – 17 л/кВт; конвектор – 7 л/кВт.

Объем расширительного бака для системы отопления зависит от разных факторов

Чтобы выполнить более точный расчет мембранного расширительного бака, используют формулу: Vбака= (Vсист* k)/D, где Vсист – общий объем воды в системе отопления, k – коэффициент расширения теплоносителя (для воды, нагретой до температуры 95°С, составляет 4%), D – эффективность расширительного бака. Чтобы определить D, можно воспользоваться еще одной формулой: D = (Pmax-Pначал)/ (Pmax 1), в которой Pmax – это наибольшее давление в системе, на него настраивают предохранительный клапан; Pначал – первоначальное давление в воздушной камере.

Таким образом, подбор расширительного бака осуществляется с учетом прочностных и температурных характеристик, которые не должны превышать допустимых значений в месте подключения. Объем его может быть либо равен, либо больше полученного в результате вычислений.

Расширительный бак объемом от 20 до 25 л обычно применяют с насосом мощностью до 1,2 кВт, более мощные насосы (до 2 кВт) рекомендуется использовать с баками на 50-60 л. Существуют баки еще большего объема (100-200 л), их можно использовать в качестве резервной емкости при кратковременных отключениях воды. Нужно учитывать, что баки имеющие диаметр больше 750 мм и высоту больше 1,5 м не всегда получается внести в помещение через дверной проем, в таком случае можно установить несколько баков меньшего объема.

В заключении ↑
В данной статье мы выяснили, как выполнить расчет емкости расширительного бака собственными силами. Если же эта процедура кажется вам сложной, а риск допустить ошибку слишком большим, то потребуется совет специалиста.

Определение размеров расширительных баков для горячей воды

Расширительные баки необходимы в системах отопления, охлаждения или кондиционирования воздуха, чтобы избежать недопустимого повышения давления в системе, когда вода расширяется во время нагрева.

Взрывная сила перегретой воды

  • 1 фунт (0,45 кг) нитроглицерина> 2000000 фут-фунтов f (2700000 Дж)
  • 1 фунт (0,45 кг) из вода, выделившаяся в пар> 750000 фут-фунтов f (100000 Дж)

Расширительные баки обычно имеют конструкцию

  • открытые баки
  • закрытые компрессионные баки
  • мембранные баки

Чистое расширение объем воды при нагревании может быть выражен как

V net = (v 1 / v 0 ) — 1 (1)

V net = объем расширения воды ( футов 3 , м 3 )

v 0 = удельный объем воды при начальной (холодной) температуре (футы 3 / фунт, м 3 / кг)

v 1 = удельный объем воды при рабочей (горячей) температуре (футы 3 / фунт, м 3 / кг)

Открытые расширительные баки

Требуемый объем открытого расширения бак может быть выражен как

V et = k V w [(v 1 / v 0 ) — 1] (2)

V et = требуемый объем расширительного бака (галлон, литр)

k = коэффициент безопасности (обычно примерно 2)

V w = объем воды в системе (галлон, литр)

v 0 = удельный объем вода при начальной (холодной) температуре (футы 3 / фунт, м 3 / кг)

v 1 = удельный объем воды при рабочей (горячей) температуре (футы 3 / фунт , м 3 / кг) 90 009

Обратите внимание, что в открытом расширительном баке свежий воздух постоянно поглощается водой и имеет тенденцию вызывать коррозию системы. Открытые расширительные баки также должны быть расположены над самым высоким нагревательным элементом, как правило, на крыше зданий, где они могут подвергаться замерзанию.

Закрытые расширительные баки для сжатия

Закрытые компрессионные баки могут быть спроектированы как регулируемые расширительные баки

  • — воздух откачивается или нагнетается в баки с помощью автоматических клапанов для регулирования давления в системе при повышении или понижении температуры и расширения воды
  • резервуары с подушками под давлением — вода откачивается или нагнетается в системы для компенсации повышения или понижения температуры
  • Компрессионные резервуары с закрытыми объемами газа — резервуары содержат определенные объемы газа, который сжимается при повышении температуры и объемов системы

    Требуемый объем в закрытом расширительном баке

    V et = k V w [(v 1 / v 0 ) — 1] / [(p a / p 0 ) — (p a / p 1 )] (3)

    где 9 0003

    p a = атмосферное давление — 14. 7 (psia)

    p 0 = начальное давление системы — холодное давление (psia)

    p 1 = рабочее давление системы — горячее давление (psia)

    • начальная температура 50 o F
    • начальное давление 10 фунтов / кв. Дюйм изб.
    • максимальное рабочее давление 30 фунтов на кв. Дюйм w [(v 1 / v 0 ) — 1] / [1 — (p 0 / p 1 )] (4)

      • начальная температура 50 o F
      • начальное давление 10 psig
      • максимальное рабочее давление 30 psig
      • коэффициент безопасности прибл. 2
      • коэффициент приемки прибл. 0,5

      Пример — Объем в открытом расширительном баке

      Система с 1000 галлонов воды нагревается от 68 o F до 176 o F .

      Минимальный объем расширения в открытом расширительном баке с коэффициентом безопасности 2 можно рассчитать как

      V et = 2 (1000 галлонов) [((0,01651 футов 3 / фунт) / (0,01605 футов) 3 / фунт)) — 1]

      = 57 (галлонов)

      Руководство по проектированию расширительного бака, определение размеров и выбор расширительного бака для системы водяного горячего водоснабжения

      Раздел 4.0: Расчет расширительного бака

      После выбора типа расширительного бака необходимо определить значения, которые будут использоваться в уравнении, соответствующем типу расширения. В этом разделе будет обсуждаться каждая из переменных, так что вы можете определить значения для каждой переменной в различных ситуациях.

      4.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

      Значения температуры используются для определения «дельты Т» и значений удельного объема, обсуждаемых в следующем разделе. Вы должны определить самые низкие и самые высокие температуры, которые могут возникнуть в системе водяного горячего водоснабжения.

      Низкая температура: Низкая температура — это температура в системе, которая возникает, когда генератор горячей воды выключен, а в здании самые низкие температуры. Таким образом, низкая температура будет зависеть от местоположения, но должна находиться в диапазоне, показанном ниже.

      • Низкая температура: от 32 F до 70 F

      Если гидравлическая система горячего водоснабжения представляет собой смесь гликоля, то самая низкая температура может отличаться от указанной ранее. Добавление гликоля в горячую воду позволяет снизить температуру из-за более низкой точки замерзания гликоля.

      Высокая температура: Значение высокой температуры — это температура, которая возникает при включении насоса (-ов) горячей воды и генератора (-ов) горячей воды. Когда гидравлическая система горячего водоснабжения включена, гидравлическая горячая вода может достигать максимальной температуры на выходе генератора горячей воды. Генераторы горячей воды с низкой температурой обычно имеют максимальную температуру 250 ° F. Генераторы средней горячей воды могут производить температуру до 350 ° F, а генераторы высокой температуры горячей воды могут производить температуру до 400 ° F.

      4.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ОБЪЕМА

      Значения удельного объема определяются на основе данных о свойствах жидкости.Калькулятор расширительного бака включает значения удельного объема воды и различных смесей полипропиленгликоля и полиэтиленгликоля.

      Значения давления пара указаны в PSIA

      Значения удельного объема также можно найти в Основах ASHRAE для воды и на следующем веб-сайте для смесей гликоля.

      4.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ДАВЛЕНИЯ

      Калькулятор расширительного бака требует ввода трех значений давления: (1) минимальное давление, (2) максимальное давление и (3) давление предварительной зарядки. Каждое из этих значений будет обсуждаться ниже, но сначала вы должны понять разницу между манометрическим давлением и абсолютным давлением, а также термины «давление пара» и «точка отсутствия изменения давления».

      Манометрическое давление — это давление без добавления атмосферного давления.Например, манометрическое давление 0 фунтов на квадратный дюйм соответствует давлению в 1 атмосферу или (14,7 фунтов на квадратный дюйм). Термин «абсолютное давление» означает атмосферное давление.

      Рис. 4. Не забудьте преобразовать манометрическое давление в абсолютное перед использованием уравнений расширительного бака.
      4.3.1 ДАВЛЕНИЕ ПАРА

      Давление пара или абсолютное давление помогает выбрать минимальное давление, необходимое в системе.Давление пара зависит от температуры воды. С повышением температуры увеличивается и давление пара. Например, давление пара воды при 85 F составляет примерно 1,4 фута напора, а давление пара воды при 200 F составляет примерно 26,6 футов напора. Давление пара — это минимальное давление, необходимое для удержания воды в жидкой форме. Например, если давление воды при 200 F изменить до 20 футов напора, вода испарится. Давление пара определяется автоматически в зависимости от типа жидкости и температуры жидкости.

      Рис. 5: С увеличением температуры динамическая вязкость уменьшается, а давление пара увеличивается.

      Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о температурах от 32 F до 420 F. Давление водяного пара в горячей воде в зависимости от температуры

      4.3.2 ТОЧКА БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

      Часто вы слышите, что расширительный бак — это точка, в которой давление в системе не изменяется.Это правда, но предполагается, что температура не меняется. Давление в расширительном баке не изменится при включении или выключении насоса в системе, но температура останется прежней. При рассмотрении следующих вопросов для обсуждения определения низкого / минимального и высокого / максимального давления помните, что давление в расширительном баке является функцией температуры, а не насоса.

      4.3.3 НИЗКОЕ / ДАВЛЕНИЕ ЗАПОЛНЕНИЯ

      Низкое давление — это минимальное давление в системе, необходимое для выполнения наиболее строгих требований из следующих трех ограничений: (1) 10 фунтов на кв. Дюйм в самой высокой точке трубопровода, (2) чистый положительный напор на всасывании, необходимый на водяном насосе горячей воды. или (3) больше, чем давление пара горячей воды при самой высокой температуре во всех точках системы.

      (1) Ограничение по высоте: низкое давление или давление заполнения — это давление, необходимое в точке заполнения, необходимое для заполнения всей системы трубопроводов и достижения 10 фунтов на кв. Дюйм в наивысшей точке трубопровода, чтобы предотвратить попадание воздуха в воду / раствор. При расчете этого давления вы должны предположить, что насос (ы) выключен, а температура жидкости самая высокая. Точка заполнения обычно используется потому, что расширительный бак расположен в точке заполнения и имеет примерно одинаковое давление.Если расширительный бак расположен вдали от точки наполнения, вы можете использовать разницу высот между точками наполнения, чтобы найти минимальное давление в расширительном баке.

      Например, предположим, что температура наполняемой воды составляет 75 F, и вода входит в систему на высоте 10 футов над чистым полом, а самая высокая точка в системе находится на высоте 160 футов над чистым полом. Это приведет к перепаду высот в 150 футов или 65,0 фунтов на кв. Дюйм.Таким образом, давление заполнения должно составлять 75 фунтов на квадратный дюйм. Этот пример проиллюстрирован на первом следующем рисунке.

      (2) Ограничение чистого положительного напора на всасывании: Затем вы должны также проверить чистый положительный напор на всасывании, необходимый для насосов горячей воды для гидравлических систем. Низкое давление или давление наполнения должно быть достаточно большим, чтобы обеспечить требуемый чистый положительный напор на всасывании.

      Например, предположим, что температура наполняемой воды составляет 75 F, и вода поступает в систему на высоте 10 футов над чистым полом, а самая высокая точка в системе находится всего на 30 футах над чистым полом. Это приведет к перепаду высот всего в 20 футов или 8,6 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, в соответствии с предыдущим ограничением минимальное давление будет всего 18,6 фунта на квадратный дюйм. Однако, если гидравлический насос горячей воды расположен на 10 футов выше точки наполнения, то давление на всасывании водяного насоса горячей воды будет только 14,3 фунта на квадратный дюйм. Если насосу требуется чистый положительный напор на всасывании 20 фунтов на кв. Дюйм, то давление заполнения, определенное из ограничения по высоте, не будет соответствовать ограничению чистого положительного напора на всасывании.Таким образом, давление наполнения должно быть увеличено, чтобы соответствовать ограничению чистой положительной высоты всасывания. Этот пример проиллюстрирован на втором следующем рисунке.

      Рис. 6. Минимальное давление / давление заполнения определено таким образом, чтобы удовлетворять требованию 10 фунтов на кв. Дюйм в наивысшей точке, как показано зеленым цветом. Затем определяются давления на более низких отметках путем преобразования футового напора в фунты на кв. Дюйм. Это приводит к давлению наполнения 75 фунтов на квадратный дюйм и давлению всасывания в водяном насосе горячей воды 70.7 фунтов на кв. Дюйм. Вам также следует дважды проверить, что чистый положительный напор всасывания, необходимый для водяного насоса горячей воды, соблюден, но в этом примере давление всасывания очень высокое и должно быть легко достигнуто. Насос выключен при определении минимального давления.

      Рис. 7. На этом примере зеленым цветом показано минимальное давление в точке заполнения, основанное на 10 фунтах на кв. Дюйм в наивысшей точке. Красный цвет показывает давление в точке наполнения, основанное на минимальном давлении 20 фунтов на кв. Дюйм на всасывании водяного насоса горячей воды.Как видите, красный цвет соответствует более высокому минимальному давлению в точке заполнения и, следовательно, более высокому минимальному давлению в расширительном баке. Таким образом, для вашего уравнения вы должны использовать более высокое минимальное значение давления, основанное на NPSHR. Насос выключен при определении минимального давления.

      (3) Ограничение давления пара: Последнее ограничение обычно является самым строгим ограничением для гидравлических систем горячего водоснабжения из-за высоких температур.В этом ограничении давление во всей системе должно оставаться выше, чем давление пара жидкости, чтобы предотвратить испарение. Если требуется давление выше имеющегося в здании, то закрытая система нагнетается с помощью нагнетательного насоса. Этот насос отличается от водяного насоса для горячей воды, который только обеспечивает циркуляцию жидкости в системе. Нагнетательный насос перекачивает систему подпиточной воды в замкнутую гидравлическую систему горячего водоснабжения с желаемым давлением для достижения всех трех ограничений.

      Чтобы найти давление, необходимое для соответствия ограничению по давлению пара, вы можете смоделировать давления во всей закрытой системе в соответствии с этими двумя сценариями: Сценарий A: насос выключен, максимальная температура и сценарий B: насос включен, максимальная температура.

      Рисунок 8: Сценарий A: насос выключен, максимальная температура 250 ° F. На этом рисунке показана полностью замкнутая гидравлическая система горячего водоснабжения (250 ° F).В самой высокой точке самое низкое давление горячей воды будет 30 фунтов на квадратный дюйм, что выше давления пара 29,8 фунтов на квадратный дюйм. В результате в расширительном баке создается давление 87 фунтов на квадратный дюйм. Давление показано в абсолютном и манометрическом значениях для удобства сравнения с давлением пара. Если вы будете следить за преобразованием напора стопы в фунты на квадратный дюйм, вы также заметите, что преобразование больше не составляет 1 фунт на квадратный дюйм в 2,31 фута напора. Это связано с тем, что плотность воды теперь меньше, поэтому требуется более высокий столб воды, чтобы обеспечить такое же давление, как и раньше.При этой температуре преобразование составляет 1 фунт / кв. Дюйм до 2,44 фута напора.

      На следующем рисунке моделируется Сценарий B: Насос включен, максимальная температура 250 F. Когда насос включается, давление в расширительном баке останется прежним, и все остальные давления будут экстраполированы с этой точки. Предполагается, что насос обеспечивает давление 20 фунтов на квадратный дюйм.

      Рисунок 9: Сценарий B: Насос включен, максимальная температура 250 ° F.На этом рисунке показана та же система, что и на предыдущем рисунке, за исключением того, что насос включен. Поскольку насос работает, возникают потери на трение между расширительным баком и всасывающим патрубком насоса. В результате на всасывании насоса создается давление 75 фунтов на квадратный дюйм. Насос обеспечивает давление 20 фунтов на квадратный дюйм, поэтому давление нагнетания будет 95 фунтов на квадратный дюйм. Давление в верхней части системы выше при включенном насосе, потому что насос обеспечивает дополнительное давление, таким образом, давление в верхней части системы составляет 32 фунта на квадратный дюйм.Перепад между верхней частью системы и расширительным баком больше, потому что будут дополнительные потери из-за трения, поскольку жидкость движется.

      На следующем рисунке представлены три критерия определения минимального давления для другого сценария. На этом рисунке максимальная температура составляет 250 ° F, что соответствует давлению пара около 30 фунтов на квадратный дюйм (15,3 фунтов на кв. Дюйм). Наивысшая точка системы находится на высоте 30 футов над чистым полом, и в этой точке требуется 10 фунтов на кв. Дюйм, чтобы соответствовать критериям высоты.Требуемый чистый положительный напор на всасывании насоса составляет 20 фунтов на кв.

      Рисунок 10: На этом рисунке показано минимальное давление для всех трех ограничений. Минимальное давление для достижения 10 фунтов на кв. Дюйм в наивысшей точке показано зеленым цветом. Минимальное давление для достижения 20 фунтов на кв. Дюйм изб. (NPSHR) на всасывании насоса горячей воды показано красным. Минимальное давление для достижения давления пара 30 фунтов на квадратный дюйм (15,3 фунта на кв. Дюйм) в наивысшей точке показано пурпурным цветом. Минимальное давление, которое следует использовать в калькуляторе, составляет 25,5 фунтов на квадратный дюйм (красный) на расширительном баке. Это максимальное минимальное давление.
      5.3.2 ВЫСОКОЕ ДАВЛЕНИЕ

      Значение высокого давления — это самое высокое давление, которое может возникнуть в расширительном баке, при котором не происходит сбоев предохранительных клапанов или оборудования из-за высокого давления. Сценарий, который вы должны проверить, — это насос включен, а горячая вода имеет самую высокую температуру.

      Рис. 11: Высокое давление в расширительном баке определяется путем моделирования максимального давления на предохранительных клапанах и оборудовании и нахождения максимального значения давления, при котором давление на всем оборудовании и предохранительных клапанах находится в пределах их пределов давления. На этом рисунке показано максимальное давление 125 фунтов на кв. Дюйм в генераторе горячей воды при включенном насосе. Это приводит к максимальному давлению в расширительном баке 130 фунтов на квадратный дюйм.Рабочая температура этой системы составляет 140 F.

      Вы всегда должны запускать сценарии с включенным и выключенным насосом, потому что оборудование должно соответствовать требованиям к давлению, независимо от того, включен насос или нет. Например, если вы запускаете сценарий с максимальным давлением в точке заполнения системы, равным 125 фунтов на кв. Дюйм, что является типичным максимальным давлением для трубопроводной арматуры, и насос выключен, тогда пределы давления соблюдены для всего оборудования. .Однако, как только насос будет включен, вы превысите требование 125 фунтов на кв. Дюйм для генератора горячей воды. Это показано на следующих двух рисунках.

      Вы всегда должны запускать сценарии с включенным и выключенным насосом, потому что оборудование должно соответствовать требованиям к давлению, независимо от того, включен насос или нет. Например, в предыдущем сценарии воздушный сепаратор будет подвергаться давлению 135 фунтов на квадратный дюйм. Этот факт не был бы обнаружен, если бы предполагалось, что насос выключен при испытании на высокое давление в генераторе горячей воды.Поскольку воздушный сепаратор находится на той же высоте, воздухоотделитель будет иметь такое же давление, что и генератор горячей воды, когда насос выключен.

      5,4 ЛИНЕЙНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ

      Для ваших расчетов можно использовать следующий линейный тепловой коэффициент расширения. Однако более точные значения можно получить, используя данные, предоставленные производителями трубопроводов.

      Если у вас несколько типов труб, следует использовать более низкий коэффициент теплового расширения.Это приведет к увеличению расширительного бачка. Если у вас более высокий коэффициент теплового расширения, вы воспользуетесь преимуществом увеличения объема системы, которое происходит при расширении трубопровода. Когда жидкость нагревается, она расширяется, но труба также расширяется, чтобы вместить часть увеличившегося объема жидкости. Таким образом, выбор материала трубы, который меньше всего расширяется, даст наиболее консервативный результат.

      Определение размеров, ввод в эксплуатацию и техническое обслуживание расширительного бака

      Определение размера расширительного бака

      Тщательный расчет размера расширительного бака имеет решающее значение для правильного функционирования системы.

      Коэффициент расширения
      Рассчитайте коэффициент расширения для вашей системы, рассчитав разницу между температурой воды в холодной системе (нагрев выключен) и максимальной рабочей температурой.

      ]]>
      ° C Коэффициент
      0 0,00013
      10 0,00025
      20 0,00174
      30 0.00426
      40 0,00782
      50 0,01207
      60 0,0145
      65 0,01704
      70 0,0198
      75 0,02269
      80 0,0258
      85 0,02899
      90 0,0324
      95 0. 0396
      100 0,04343
      Система отопления

      Формула определения размера расширительного бака следующая (на основе закона Бойлса):

      ]]>
      Vf = e x C = Vu
      1 — (Pi / Pf) 1 — Pi / Pf
      ]]>
      Vu = Общий полезный объем бака = Vi-Vf
      Vi = Начальный объем
      Vf = Окончательный том
      e = Коэффициент расширения
      Pi = Начальное давление наддува (абсолютное) резервуара.
      Это давление не должно быть ниже гидростатического давления в точке, где бак подключен к системе.
      Pf = Максимальное рабочее давление (абсолютное) предохранительного (предохранительного) клапана
      с учетом разницы уровней между резервуаром и предохранительным клапаном.
      С = Общий объем воды в системе в литрах:
      котел, трубопроводы, радиаторы и т. Д.
      (в общем случае C составляет от 4 до 8 литров на каждый кВт мощности котла)
      Примечание: Расчеты должны выполняться в абсолютном давлении
      e.грамм. 100 кПа = 200 кПа абсолютное.

      В стандартных системах отопления:

      e = 0,04318 (Tmax = 99 ° C, Tmin = 10 ° C, Δt = 89 ° C, C = 0,035)
      Система охлаждения

      Формула определения размера емкости выглядит следующим образом (на основе закона Бойлса):

      ]]>
      Vf = e x C
      1 — (Pi / Pf)

      В стандартных системах охлаждения:

      ]]>
      e = 0.011 (Tmax = 50ºC, T min = 4ºC)
      Pi = Максимальное давление в установке, соответствующее максимально достижимой температуре
      , равной температуре окружающей среды,
      , которое рекомендуется установить на уровне 50 ° C
      Pf = Конечное рабочее давление, достигнутое при минимальной температуре
      , используя 4ºC
      Пример
      С = 500 литров
      Pi = 150 кПа (250 кПа абс. )
      Pf = 400 кПа (500 кПа абс.)
      В = 0.04318 x 500 = 43,2 литра
      1 (250/500)

      Выбрать ближайший размер бака 50 литров

      Расчет давления предварительной зарядки расширительного бака

      Воспользуйтесь приведенным ниже расчетом, чтобы правильно определить давление предварительной зарядки расширительного бака:

      ]]>
      Pi = [Hm x 10] + 20 кПа
      где:
      Pi = Начальное давление наддува (абсолютное) резервуара
      Hm = Высота системы (в метрах) над местом расположения расширительного бачка
      Установка
      ]]>
      1. Расширительный бак должен быть установлен на стороне всасывания системного насоса и предпочтительно в самой холодной части системы. E.грамм. по возвращении в котел.
      2. Убедитесь, что температура воды, поступающей в резервуар, ниже 70 ° C, чтобы предотвратить преждевременный выход из строя диафрагмы. Если температура воды выше 70ºC, необходимо установить промежуточный бак между расширительным баком и системой.
      3. Расширительный бак должен быть оборудован запираемым сервисным клапаном и точкой слива. Это необходимо для обеспечения надлежащего обслуживания резервуара в будущем.
      4. Расширительный бак должен быть установлен с предохранительным клапаном между баком и запираемым рабочим клапаном, чтобы защитить бак от ситуаций избыточного давления.
      5. Номинальное значение предохранительного клапана не должно превышать безопасное рабочее давление расширительного бака.
      Ввод в эксплуатацию

      Для ввода в эксплуатацию расширительного бака выполните следующие 4 этапа:

      1. Отключить
        1. Изолируйте расширительный бак от системы с помощью запираемого рабочего клапана. Это очень важно для получения точных показаний давления.
        2. Отключите от системы и слейте воду из бака.
      2. Тест
        1. Рассчитайте правильное давление предварительной зарядки расширительного бачка.
        2. Проверить давление предварительной зарядки в расширительном баке через клапан Шредера.
      3. Заряд
        1. Заправьте расширительный бак до нужного давления (см. Примечание по расчету давления предварительной зарядки) через клапан Шредера, используя воздушный компрессор или баллон с азотом.
        2. Еще раз проверьте заправку бака, чтобы убедиться, что предварительное давление сохраняется. При обнаружении утечки потребуется замена клапана Шредера или расширительного бачка.
      4. Переподключить
        1. Подсоедините расширительный бачок к системе.
        2. Подайте давление в системе и проверьте на предмет утечек.
      Техническое обслуживание

      Для обслуживания расширительного бачка выполните следующие 5 шагов:

      1. Проверить
        1. Проведите визуальную проверку расширительного бачка, чтобы убедиться в отсутствии явных повреждений или коррозии.
        2. Чтобы проверить целостность диафрагмы, нажмите
          на клапан Шредера.Если вода выходит из клапана, значит, диафрагма разорвана, и расширительный бачок требует замены.
      2. Отключить
        1. Изолируйте расширительный бак от системы с помощью запираемого рабочего клапана. Это очень важно для получения точных показаний давления.
        2. Отключите от системы и слейте воду из бака.
      3. Тест
        1. Подсчитайте правильный расширительный бак
          (см. Примечание по расчету давления предварительной зарядки)
        2. Проверить давление предварительной зарядки в расширительном баке через клапан Шредера.
      4. Заряд
        1. Заправьте расширительный бак до правильного давления предварительной зарядки через клапан Шредера, используя воздушный компрессор или баллон с азотом.
        2. Еще раз проверьте заправку бака, чтобы убедиться в сохранении давления. При обнаружении утечки потребуется замена клапана Шредера или расширительного бачка.
      5. Переподключить
        1. Подсоедините расширительный бачок к системе.
        2. Подайте давление в системе и проверьте на предмет утечек.

      Расширительные и компрессионные баки в гидравлических системах (часть 4): приемочный объем

      Допустимый объем должен быть одним из значений, указанных в спецификации бака гидронной системы.В последних двух (Часть 2 и Часть 3) Р. Л. Деппманн «Понедельник, утро» мы рассмотрели значения давления, необходимые в знаменателе формулы резервуара. Сегодня мы исследуем температуры и тип жидкости, которые необходимы для программ выбора для определения приемочного объема резервуара.

      Мы подробно изучаем этот вопрос в «Минуту утра понедельника Р. Л. Деппманна», но также предлагаем более короткую видеоверсию от одного из наших инженеров по продажам Марка Файна.

      Что такое приемочный объем?

      Числитель приведенной выше формулы называется приемочным объемом. В формуле (E w — E p ) * V s, (E w — E p ) — это расширение жидкости за вычетом расширения трубы и V s объем системы в галлонах. Это объем, необходимый для нагрева жидкости без учета давления.

      Когда проектировались исходные гидравлические системы с гравитационным потоком, был открытый расширительный бак, обычно расположенный на чердаке. При срабатывании котла вода расширяется и уровень в баке повышается.Начальное давление было атмосферным, как и конечное давление, поскольку резервуар был открыт. Таким образом, объем резервуара равнялся приемному объему. Когда вода в системе нагревается, она расширяется в открытый расширительный бак. Бак должен иметь достаточный объем, чтобы выдержать повышение от начальной температуры до максимальной температуры системы.

      Сегодня редко используют открытый расширительный бачок. Теперь мы используем компрессионные или расширительные баки, которые могут справиться с приемным объемом, сохраняя давление между давлением заполнения и максимальным давлением.

      Что такое температура заполнения и максимальная температура?

      В программе выбора резервуара B&G ESP Systemwize требуются два ввода: температура заполнения и максимальная температура. Мы ищем расширение жидкости в системе с момента ее заполнения до максимальной температуры в системе.

      В нашем районе на севере температура заполнения обычно составляет 40 ° F. При проектировании предполагается, что мы не знаем, будет ли он заполнен зимой или летом, поэтому по умолчанию выбираем наименьшее число.Вы можете изменить ее в соответствии с температурой воды в вашем районе. Это число НЕ является температурой обратной системы. Это температура заполнения от муниципалитета или колодца.

      Максимальная используемая температура будет варьироваться в зависимости от вашего уровня комфорта при работе системы. По книжке это средняя температура всего системного объема. Например, предположим, что система представляет собой систему отопления с расчетной температурой подачи 180 ° F и температурой возврата 140 ° F. Это пример, который мы используем в викторине, часть 1.Мы можем предположить, что в разгар зимы половина воды в системе или водоснабжения имеет температуру 180 ° F, а другая половина или возврат — 140 ° F. Средняя максимальная температура составляет 160 ° F.

      Что происходит весной и осенью, когда системе не требуется столько тепла? Если мы предположим, что есть расписание сброса, то средняя температура будет ниже, поэтому максимальная останется 160 ° F. Но, если нет графика сброса или он не работает должным образом, тогда, когда мы отправляем жидкость на 180 ° F весной или осенью, температура возврата будет намного выше 160 ° F.В целях безопасности мы можем использовать максимальную температуру 180 ° F, что приведет к большему запасу прочности при выборе.

      Зачем нам нужен тип жидкости для выбора размера расширительного бака?

      Расширение воды от одной температуры к другой отличается от гликолей или других жидкостей. Расширение рассчитано для вас в программе B&G Systemwize. Этот расчет не является загадкой.

      E F = [((удельный объем при горячей температуре) / (удельный объем при холодной температуре).)) — 1]

      Расчет необходимого приемочного объема резервуара составляет (E f — E p ) * объем системы. Давайте рассмотрим пример и предположим, что в системе содержится 50% этиленгликоля, но вы не меняли значение по умолчанию с воды. Предположим, у вас есть закрытая система водяного отопления с максимальной температурой 180 ° F и ΔT 40 ° F со сбросом. Предположим, что объем системы составляет 1400 галлонов. Предположим также, что начальное давление составляет 12 фунтов на квадратный дюйм, а максимальное давление в системе — 27 фунтов на квадратный дюйм.Что происходит с приемочным объемом?

      Допустимый объем воды составляет 29,29 галлона, а допустимый объем гликоля — 52,64 галлона. Вы услышите об этой ошибке, так как предохранительный клапан начнет пропускать воду при средней температуре 115 ° F в результате использования неверных свойств жидкости.

      Теперь, когда вы знаете, как определить приемочный объем, в следующей статье Р. Л. Деппманна «Понедельник, утро» будут рассмотрены компрессионные баки «старого образца» и системы контроля воздуха.

      Ознакомьтесь с остальными баками расширения и сжатия в гидравлических системах. Серия:

      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 подобрать 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 линейном давлении 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 , таблицы изготовителя основаны на давлении предварительной зарядки бака 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.

      Третий , 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 вместимость бака 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) В ACC = В T x (VS 2 / VS 1 — 1)

      где,

      В ACC = Допустимый объем (галлоны)

      против 2 = удельный объем воды при температуре нагрева, (футы 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 ASPE Data Book, 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 расширительный бак должен принять 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, я тоже не утруждаюсь поправкой на высоту. 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 воды в линии, (psia)

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

      В ACC = Допустимый 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 приведенный выше пример, предположим, что фактическое давление в трубопроводе и давление предварительной зарядки составляет 80 фунтов на кв. 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 в водяной линии, (psia)

      P 3 = Максимальное требуемое давление в баллоне, (psia)

      В ACC = Допустимый 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 отличается.


      Для предложений относительно будущих сообщений в блогах, сделайте предложение.

      Расчет размера расширительного бака

      : Regulus

      РАСЧЕТ ОБЪЕМА

      Для расчета размера расширительного бака необходимо знать следующие значения:

      • В — объем воды всей системы отопления (котел, трубопроводы, радиаторы отопления, другие устройства) [л]
      • T макс. — макс.рабочая температура системы отопления [C °] — найдите соответствующее значение Δv [-] на графике
      • p h, дов — макс. рабочее давление в системе отопления (не выше значения предохранительного клапана в вашей котельной) [бар]
      • H — высота самой высокой точки системы отопления над расширительным баком [м].
      • p ч, ​​мин — мин. необходимое давление в котельной (устанавливается производителем котла) [бар]

      Другие количества, использованные в расчетах:

      • Δv…….. увеличение относительного объема воды при нагревании от 10 ° C до макс. температура воды в системе отопления T max [-]
      • V e ……… Объем расширительного бака [л]

      Процедура:

      1. Установите мин. давление в котельной. Сравните требуемые мин. требуемое производителем котла давление со значением H / 10. Возьмите большее из этих двух значений и увеличьте его на 0,2. Результат — мин. давление в котельной ph, мин.
      2. Считайте значение Δv из известной температуры Tmax в таблице.
      3. Рассчитайте объем расширительного бака по формуле:
      4. Выберите ближайший больший размер из линии расширительного бака.
      5. Перед установкой расширительного бака (или самое позднее перед заполнением отопительного контура) отрегулируйте давление в расширительном баке от значения предварительной зарядки до ph, мин.
      6. Залейте в систему отопления холодную воду и после стравливания воздуха установите давление ph, мин. + 0,2.

      Помните, что чем выше разница между ph, dov и ph, min, тем меньшие колебания давления будут возникать в системе, но расширительный бак должен быть больше.

      Пример:

      Объем воды в системе отопления 200 л, макс. рабочая температура 80 ° C, макс. давление в системе 2,5 бар, наивысшая точка системы 7 м над котельной, мин. давление в котле 0,5 бар.

      1. Котельная мин. давление минус 0.5 бар меньше 7/10, ph, мин. = 7/10 + 0,2 = 0,9 бар
      2. Δv из графика для 80 ° C составляет 0,029.
      3. В e = 1,3 * 200 * 0,029 * (2,5 + 1) / (2,5-0,9) = 16,5 л
      4. Выберите в строке ближайшее судно большего размера, например HS018231
      5. Отрегулировать давление в расширительном баке (пустом) на 0,9 бар
      6. Заполнить систему отопления и после выпуска воздуха установить давление 0,9 + 0,2 = 1,1 бар

      Расчет предполагает схему системы отопления как на рис., котельная с котлом и расширительным баком в самой нижней точке системы отопления. Для другой компоновки расчет выполняется таким же образом в зависимости от положения расширительного бака, а для других компонентов системы отопления необходимо учитывать разницу гидростатического давления.
      Расширительный бак для питьевой воды должен быть сконструирован таким же образом, просто заменив мин. давление от давления водопроводной сети или давление отключения насоса повышения давления воды в доме; вместо объема системы отопления следует использовать объем водонагревателя и рециркуляционного трубопровода.Если давление в водопроводной сети слишком велико, а расчетный размер расширительного бака слишком велик, следует использовать редукционный клапан.

      Подробнее о расширительных бакахКаталог расширительных баков

      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:

      • С учетом 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 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 трубопровода 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
      • Напор сосуда: эллипсоидальный 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 калибровке сосудов. http://www.red-bag.com/jcms/engineering-guides/337-bn-eg-ue109-guide-for-vessel-sizing.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *