Объем расширительного бака в системе отопления: Расширительный бак: расчёт, выбор, установка

Расширительный бак: расчёт, выбор, установка

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

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

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

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

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

В открытый расширительный бак наливают воду при заполнении системы отопления теплоносителем, в него же заводят воздушник.

Открытый расширительный бак для классической системы отопления

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

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

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

Мембранный расширительный бак (экспанзомат)

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

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

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

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

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

Расчёт расширительного бака для отопления

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

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

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

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

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

Где и как установить расширительный бак

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

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

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

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

Источники:

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

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

 

Для чего нужен мембранный расширительные бак в системе отопления?

Главная > Статьи > Для чего нужен мембранный расширительные бак в системе отопления? 03. 02.2014

 

Расширительный бак – это один из важных элементов системы отопления. Он необходим для приёма избытка воды, который образуется при тепловом расширение воды в результате нагревания.

Назначение:
Вся система отопления внутри заполнена теплоносителем (водой). А у воды есть особенность, при повышении температуры она увеличивается, а при понижении — уменьшается. Однако эти свойства воды не должны отражаться на работоспособности системы отопления и, прежде всего, не должны приводить к превышению предела прочности любых её элементов. Во избежании проблем и устанавливают расширительный бак, что бы в нём поместить образовавшиеся объём воды.

Мембранный расширительный бак состоит из герметично закрытого металлического корпуса. С нижней стороны бака находится отверстие для присоединения к системе отопления. С верхней стороны находится ниппель, через который закачивается воздух.
Внутри бака находится мембрана.

Работа расширительного бака:
Когда бак пустой, мембрана занимает меньшую часть объёма. Остальной объём занимает воздух.
При нагреве воды, она начинает поступать в полость между корпусом и мембраной.
При остывании воды, при уменьшении её объёма, сжатый воздух начинает выдавливать воду обратно в систему.

Установка расширительного бака:
Расширительный бак можно устанавливать в любом месте системы отопления, где будет удобно, но чтобы он был доступен. Но предпочтительней подключить его к обратному контуру, так как там самая низкая температура и нагрузка на мембрану будет минимальной.
В начале эксплуатации необходимо проверить давление воздуха в расширительном баке. При необходимости его можно понизить путем открытия ниппеля либо повысить, подкачав воздух насосом.
Расширительный бак подсоединяется к системе отопления через запорную арматуру, защищает от отключения бака от системы отопления.

Уход за расширительным баком: 
Ежегодно следует проводить профилактический осмотр бака с проверкой начального давления в его воздушной камере и давления воды в системе.

При подборе расширительного бака необходимо знать:
Какой теплоноситель будет использоваться в системе отопления. Так как вода и антифриз имеют разные коэффициенты расширения.
Вычислить объём расширения теплоносителя можно по формуле:
V = (E x C / 1 – Рmin / Pmax.) / Кзап.

С – Общий объем теплоносителя в системе.
Е – коэффициент расширения теплоносителя.
Рmin – начальное давление в расширительном баке (в атм.). Рmin. не должно быть меньше, чем гидростатическое давление системы отопления в точке расположения расширительного бака.
Pmax – максимально допустимое значение давления (в атм.). Pmax. соответствует давлению настройки предохранительного клапана с учетом возможного дополнительного давления, возникающего от перепада высоты расположения предохранительного клапана и мембранного расширительного бака.
Кзап — Коэффициент заполнения расширительного бака при заданных условиях работы, который показывает максимальный объем жидкости (в процентах от полного объема расширительного бака), который может вместить бак. Рассчитывается по таблице:

Пример:
Теплоноситель: вода
Объем теплоносителя в системе = 600 литров
Коэффициент температурного расширения воды при температуре 85 С = 0,034
Начальное давление = 1,5 атм.
Максимально давление = 4 атм.
Коэффициент заполнении бака, берем значения Pmax и Pmin и смотрим по таблице = 0,5
V = (0,034 х 600 / 1 – 1,5 / 4) / 0,5 = 65,2 литра
Далее берем коэффициент запаса равный 1,25 (или 25%) и рассчитаем полный необходимый объем расширительного бака для нашей системы отопления.
Vполный 65,2 х 1,25 = 81,5 литра.
Теперь выбираем ближайший по объему бак и покупаем. В нашем случае подойдет бак объемом 80 литров.

Можно так же пользоваться таблицей (теплоноситель вода):

 Если нет совпадения, то берётся бак большим объёмом: В системе отпления 120 литров, то бак нужен 24 литра.

Особенности применения расширительных баков. Практические советы:
Как влияет антифриз на мембранный бак в системах отопления?
 Стоит помнить, что выбирая расширительный бак необходимо учитывать некоторое отличие коэффициента объемного расширения (на 20-25% в сторону увеличения) такой жидкости, как антифриз. Следовательно, размер расширительного бака должен составлять 15% от всего объема отопительной системы.

Какой расширительный бак купить?
Лучше покупать расширительный бак, в котором в случае поломки мембраны, её можно заменить.
 

Как определить, нужен ли дополнительный расширительный бак к настенному газовому котлу?
При монтаже системы отопления необходимо рассчитать объём воды и сравнить с баком, который находиться в котле. Если он меньше по объёму, то установите дополнительный расширительный бак.
Если Вы не правильно рассчитали, то это можно будет увидеть на манометре (установлен на котле). Если при нагревании системы отопления стрелка поднимается, а при остывании опускается. То вам надо дополнительный расширительный бак.

 

 

Зачем нужен расширительный бак в системе отопления?

Водяное отопление было и остается у нас самым популярным. Чтобы эта система работала как следует, нужно поддерживать в сети стабильное давление. Эту задачу решает расширительный бак

Создание отопительной системы — дело дорогостоящее, и каждый ее элемент влечет за собой новые расходы. Является ли расширительный бак обязательным? Быть может, без него можно обойтись? Для ответа на этот вопрос вспомним азы физики. Как известно, нагретая жидкость имеет меньшую плотность, нежели холодная. Благодаря разнице этих значений возникает гидростатический напор, продвигающий горячую воду к радиаторам. Но уменьшение плотности приводит к увеличению объема. А значит, в сети образуются излишки теплоносителя, из-за которых давление в трубах будет возрастать вплоть до критических величин. Куда же их девать? Ответ очевиден — в отдельную емкость, а именно в расширительный бак. Вода или антифриз остаются в нем до остывания (и уменьшения объема). После этого жидкость вновь возвращается в трубопровод. Понятно, что расширительный бак — необходимый компонент системы отопления.

Схема отопления открытого типа

На что же следует обращать внимание при его выборе? Прежде всего — на тип отопительной системы. Их всего два. Открытая (самоточная) предполагает, что теплоносителем служит вода, циркулирующая по трубопроводам естественным образом, без использования каких-либо принуждающих механизмов. В данных системах используют баки без крышки, устанавливают их в самой верхней точке контура. Так как вода из такой емкости неизбежно испаряется, ее уровень нужно постоянно контролировать. Если пренебрегать этим, в трубах будет скапливаться воздух, мешающий работе обогревательных устройств.

В системах открытого типа нельзя использовать антифриз, так как он будет быстро испаряться из бака

В закрытой (автономной) отопительной системе есть насос, побуждающий жидкость к движению. Вся система герметична, а потому испарение теплоносителя исключено. Это, в свою очередь, позволяет использовать не только воду, но и антифриз. Очевидно, что и бак в такой схеме используют закрытый.

Конструкция закрытого расширительно бака

Механизм действия расширительного бака зависит от конструктивных особенностей установленной в нем мембраны. Устройство с мембраной в виде диафрагмы представляет собой стальную бочку или плоский прямоугольный бак, разделенный пополам резиновой перегородкой. Еще на заводе в его верхнюю камеру закачивают воздух, создающий начальное давление. А после установки на объекте в нижнюю часть емкости поступает теплоноситель, приводя гибкую мембрану в движение. Когда она ложится на зеркало воды/антифриза, систему можно запускать.

Во время работы излишки разогретого теплоносителя сбрасываются в бак, сжимая содержащийся в нем воздух. Это заставляет мембрану сместиться в воздушную камеру, и таким образом освобождается больше места для избытка жидкости. Когда вода/антифриз остывает, уменьшаясь в объеме, давление на диафрагму снижается, и она принимает начальное положение. Так регулируется давление в системе.

В баках с мембраной баллонного типа установлена резиновая емкость для теплоносителя, окруженная по периметру резервуара воздухом. При поступлении нагретой жидкости она растягивается, как надуваемый воздушный шарик, и возвращается к исходному размеру, когда теплоноситель остывает.

У баков такого рода есть два заметных преимущества. Во-первых, они позволяют точно контролировать давление в системе. Во-вторых, их мембраны можно заменять по мере износа, чего нельзя сказать о диафрагменных баках.

Многие производители снабжают свои изделия предохранительным клапаном. Он открывается и сбрасывает излишки воды, когда давление в трубах поднимается выше допустимого. Если у выбранной модели клапана нет, его стоит докупить отдельно.

Надо знать: расширительные баки синего цвета оснащены мембранами из пищевой резины. Они предназначены для систем водоснабжения. Красные используют только для отопления

Давление в системе отопления

Система отопления закрытого типа

До заполнения водой давление в трубах равно 1 атм. При заливке теплоносителя этот показатель сразу же меняется, даже если жидкость пока холодная. Причиной тому служит различное расположение элементов системы: при увеличении высоты на 1 м добавляется 0,1 атм. Это воздействие называется статическим. На него ориентируются, когда проектируют сети с естественной циркуляцией теплоносителя. Одно из основных преимуществ данной системы в том, что можно быстро стабилизировать отклонения в давлении, если таковые возникают.

В закрытой же системе образуется избыточное давление, возникающее при нагреве и расширении теплоносителя в трубах. Оно может меняться на разных участках магистрали, поэтому важно еще на этапе разработки проекта предусмотреть стабилизирующие устройства. Иначе велик риск того, что система выйдет из строя.

Отметим, что для автономных отопительных систем нет строго зафиксированного уровня давления. Его рассчитывают индивидуально, исходя из технических характеристик оборудования, этажности дома и других факторов. Как правило, цифры варьируются в диапазоне от 1,5 до 2,5 атм.

Монтаж

Обычно расширительный бак ставят рядом с котлом на обратной магистрали, чтобы облегчить техническое обслуживание. Один из важных моментов, на который следует обратить внимание — направление впускного клапана. Если он смотрит вниз, это позволяет слить теплоноситель, даже когда мембрана повреждена. Это очевидное преимущество. С другой стороны, многие специалисты считают, что, если клапан направлен вверх, следовательно, теплоноситель поступает сверху, а значит, исключается проникновение воздуха в емкость, где должна быть только жидкость.

Слишком частое срабатывание предохранительного клапана говорит о том, что неверно определен объем бака. Заменять емкость необязательно — можно просто подключить еще одну

Во избежание резких скачков в напоре бак лучше всего ставить перед циркуляционным насосом. Чтобы он не «закипел», его соединяют с обратным трубопроводом. Для большей безопасности желательно установить манометр и клапан ручной регулировки давления. После монтажа необходимо проверить, соответствует ли рабочее давление устройства тому, которое необходимо для эффективной работы отопительной сети. Если нет, придется сбросить воздух и прокачивать емкость до тех пор, пока показатель не придет к нужному значению.

Распространенные ошибки при монтаже:

— неверно определенный объем расширительного бака;

— непродуманное место установки, при котором доступ к баку затруднен;

— применение уплотнителей, не рассчитанных на использование в системах водоснабжения.

Скачки давления

Скачки давления — верный признак неисправности отопительной системы. Почему они происходят и как решить проблему? Рассмотрим основные причины.

Давление снижается. Следует выключить насос и проверить статическое давление. Если оно остается прежним, значит, неисправны циркуляционные насосы. Если продолжает падать, где-то в трубах или теплообменнике котла происходит утечка. Найти ее можно, отключая различные участки. Там, где ситуация нормализуется, и нужно искать повреждение.

Давление растет. Приведем список наиболее распространенных причин:

1. Терморегулятор полностью закрыл клапаны и заблокировал подачу теплоносителя от котельной, чтобы снизить температуру обогревательных устройств. Решение очевидно — перенастроить прибор.
2. В системе слишком много теплоносителя. Нужно перекрыть линию питания и наладить автоматику.
3. Неправильно подобран диаметр труб — они слишком узкие, что приводит к возрастанию давления. Чем меньше диаметр — тем больше давление. У выходного патрубка котла этот показатель должен быть самым большим.
4. Увеличена мощность циркуляционного насоса, либо в нем есть неисправности.
5. Забитые фильтры или грязевик мешают движению теплоносителя. Нужна очистка этих компонентов.
6. В трубах возникла воздушная пробка. Ее следует найти и спустить.
7. Где-то закрыт кран или задвижка, что блокирует движение теплоносителя.

Расчёт объёма расширительного бака для отопления

Опубликовано: 12 января 2016 г.

  В системах индивидуального отопления, раньше, в основном, применялись расширительные баки с свободным переливом жидкости, или открытого типа. Они просты в изготовлении, и не сложны, в их конструкции. Обычно, это бак прямоугольной формы, с открытым верхом, или с закрытым. В такой бак, вварены минимум две трубки: одна для поступления в сосуд расширяемой жидкости из системы отопления (расположена в нижней части бака), вторая трубка служит для ввода и вывода воздуха, и при необходимости, для сброса излишков жидкости из системы отопления. Вторая трубка располагается в верхней части бака для излишков разогретой жидкости, открытого типа. Ещё она (верхняя трубка) выполняет роль  «контрольки»  наполнения системы отопления, при её запитке, или до-запитки.

  В нынешнее время, более широко распространены расширительные баки закрытого типа. Ёмкости такого типа рассчитаны на работу под определённым давлением. Об устройстве расширительного бака есть статья на этом сайте, при желании можете ознакомиться. Бак закрытого типа состоит из ёмкости с резиновой мембраной или «грушей», и в него закачано определённое давление воздуха (обычно, заводское давление – 1.5 Bar).

   Посмотрите видео, демонстрирующее принцип работы расширителя.

  Но, так как речь в этой статье не об их конструкции, а о принципе действия и расчёте нужного объёма, то перейдём к этим понятиям. Для определения рабочего объёма расширительного бака, как открытого, так и закрытого, нам понадобятся некоторые исходные данные. В статье приведен пример расчёта для системы отопления, заполненной водой. Если у вас что-то иное, то эти расчёты не подойдут.

Нам нужны следующие данные:

• Температурный диапазон системы отопления
• Объём жидкости в системе
• Данные о коэффициенте расширения воды
• Статическая высота расположения расширительного бака
• Коэффициент запаса объёма бака (равен 1.25 %)

   Приступаем к расчёту.

  Первое, это необходимо определить коэффициент расширения воды в системе отопления. Для этого нам пригодится такая вот таблица, с рассчитанными данными расширения, для конкретных диапазонов температур.

  Подойдёт нам диапазон от 10 до 90 градусов по Цельсию, коэффициент расширения для этих температур равен 3.58 %.

 Объём жидкости в системе примем за 150 литров (V_сис = 150 литров).

  Так как заводское давление внутри расширительной ёмкости равно 1.5 Bar, то примем его за предварительное давление расширителя — P_min. Максимальное рабочее давление P_max принимаем за 3 Bar (в примере используем наиболее подходящие цифры, для реальных проектов, подходящие для 1 – 2^-х этажных домов или квартир).

Итак: Объём расширяемой жидкости –
   V_расш = 150 л. Х 3.58 %/ 100% = 5.37 литр.

Объём запаса:
   150 Х 1.25 % / 100 % = 1.875 литр.

Итого:
   V = 5.37 + 1.875 = 7.245 литр.

  Обратите внимание, что коэффициент запаса объёма бака мы приняли, для простоты, за 1.25 %. Его можно высчитать персонально, используя формулу: P_{max— Pmin / Pmax (наши данные: 3 – 1.5 / 3 = 0.5 %)}

  Наиболее подходящим и разумным, в нашем случае, подойдёт расширительный бак объёмом в 8 литров.

  Эти расчёты подойдут и для определения расширительного бака открытого типа.
Заходите к нам ещё!

 Всего доброго.

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.

Расширительные баки для водонагревателей — InterNACHI®

Ник Громико, CMI® и Кентон Шепард

Что такое расширительный бак?

Расширительный бак — это металлический бак, подключенный к водонагревательному устройству здания, предназначенный для компенсации колебаний объема системы горячего водоснабжения здания. Эти колебания возникают из-за того, что вода увеличивается в объеме при нагревании и теряет объем при охлаждении.

Увеличение объема воды в замкнутой системе может создать опасно высокое давление воды.Когда вода нагнетается в резервуар за счет расширения, он сжимает воздух, содержащийся внутри резинового баллона. Воздух используется в качестве подушки, потому что он оказывает меньшее усилие на контейнер, чем вода, которую нельзя сжать.

Назначение этого баллона — предотвращать попадание воздуха в воду, процесс, который может привести к тому, что расширительный бачок потеряет свою способность действовать как своего рода амортизатор. Если со временем из мочевого пузыря начинает течь немного воздуха, можно использовать клапан Шредера, аналогичный заправочному клапану на велосипедных и автомобильных шинах, чтобы добавить больше воздуха.

Как он выглядит внутри и снаружи?

Расширительные баки значительно меньше водонагревателей, обычно вмещают около двух галлонов в жилых системах, хотя размеры баков различаются в зависимости от объема воды в системе горячего водоснабжения, которую они обслуживают. Расчетное давление, на которое рассчитан резервуар, указано на этикетке на резервуаре, обычно 150 фунтов на квадратный дюйм (PSI) для резервуара для жилых помещений.

Инспекторы InterNACHI должны проверить, что резервуары расположены достаточно высоко над водонагревателем, чтобы вода могла легко стекать обратно в резервуар водонагревателя.Лучше всего установить его рядом с водонагревателем, и его можно установить вертикально, над или под горизонтальной подающей трубой, но также можно расположить горизонтально. Для горизонтально подвешенных резервуаров потребуется дополнительная опора, чтобы снизить нагрузку на медные трубы.

Расширительный бак необходимо проверить на предмет правильного расположения и опоры, коррозии и утечек. Хотя во многих юрисдикциях сейчас требуется установка расширительного бака одновременно с установкой водонагревателя, расширительный бак не всегда требовался в прошлом и может не потребоваться в некоторых регионах.

Не заменяет клапан сброса температуры и давления (TPR)

Если управление водонагревателем выходит из строя и давление в системе превышает 150 фунтов на квадратный дюйм или температура превышает 210 ° F, следует использовать клапан сброса температуры и давления (клапан TPR) установленный сбоку резервуар водонагревателя открывается, безопасно отводя воду из системы. Клапаны TPR способны снижать давление воды со скоростью, превышающей способность водонагревателя поднимать его, тем самым устраняя возможность перегрева воды (более 212 градусов) и создания серьезной угрозы.Важность этого клапана невозможно переоценить, и очень важно, чтобы он периодически проверялся на наличие ржавчины или коррозии, а рычаг разблокировки должен проверяться ежемесячно домовладельцем, а не инспектором.

Если клапан TPR не работает, когда это необходимо, результат может быть катастрофическим. Давление в баке водонагревателя будет продолжать расти, поскольку температура воды поднимается выше точки кипения и вода становится перегретой. В конце концов, давление в резервуаре превысит способность самой слабой части водонагревателя удержать его, и резервуар разорвется, подвергая перегретую воду воздействию воздуха и вызывая мгновенное взрывное расширение пара.В этой ситуации водонагреватель может сдвинуться с места, как ракета, или взорваться, как бомба, что приведет к значительному материальному ущербу, травмам или смерти.

Таким образом, расширительный бак необходимо проверить на предмет правильного расположения и опоры, коррозии и утечек. Хотя они не требуются в каждой юрисдикции, они имеют решающее значение для успешной и безопасной эксплуатации систем питьевого водоснабжения в жилых домах.

Определение размеров расширительного бака

— Bornquist Inc.

Пн, 6 июня 2016 г.

Теряете свои шарики? Проблемы с воздухом вас опускают? Детали, касающиеся размера и расположения расширительного бачка, размера и местоположения разделения воздуха, а также давления наполнения, приводят к большему количеству проблем и, кажется, окутаны большей тайной, чем все другие, с которыми я столкнулся вместе взятые. Вот рекомендации, которые вам понадобятся для их правильного выполнения: Размеры расширительного бака : Расширительные баки размещаются в системах водяного отопления для поглощения увеличения объема воды по мере нагрева воды в системе.Резервуар должен быть достаточно большим, чтобы вода могла расширяться, не увеличивая давление в системе сверх уставки предохранительного клапана. На самом деле, разумно допустить, чтобы давление было на десять процентов ниже уставки предохранительного клапана, потому что многие клапаны начинают сброс на десять процентов ниже своего номинального давления. Таким образом, клапан на 30 фунтов на квадратный дюйм может фактически начать подъем при 27 фунтах на квадратный дюйм. Для определения размера бака вам потребуется пять частей информации: 1.) Объем системы, 2.) Давление наполнения, 3.) Настройка предохранительного клапана, 4.) Температура наполнения и 5.) Расчетная температура.

1. Объем системы означает количество воды в системе. Объем расширения напрямую связан с объемом системы. В существующей системе объем может быть установлен путем ее слива и измерения того, что выходит. Объем новой системы рассчитывается инженером с использованием длины труб, их длины, объема котла и объема резервуара. Ниже для справки приведен список линейных объемов труб типичных размеров: = 0,1 галлона, = 0,2 галлона, 1 = 0,3 галлона, 1-1 / 4 =.4 галлона, 1-1 / 2 = 0,5 галлона, 2 = 0,6 галлона. Уточните у производителя котла объем котла в системе.
2. Давление заполнения в гидравлической системе отопления и / или охлаждения должно быть установлено таким образом, чтобы давление холода в верхней части системы составляло минимум 4 фунта на квадратный дюйм. В большинстве случаев подпитка находится внизу, поэтому ваш PRV должен быть настроен на высоту системы, преобразованную в PSI плюс четыре. Чтобы преобразовать футы в фунты на квадратный дюйм, нужно разделить высоту системы в футах на 2,31, а затем прибавить четыре. Это настройка холодного заполнения для PRV.Если ваше здание 30 футов в высоту, разделите это на 2,31, а затем прибавьте четыре. 13 + 4 = 71 фунт / кв. Дюйм. Если PRV оставить на заводских настройках 12 PSI, у вас будут проблемы! Основная причина, по которой давление в верхней части системы должно составлять минимум 4 фунта на квадратный дюйм, заключается в том, чтобы воздух мог правильно вентилироваться.
3. Мощность предохранительного клапана определяется производителем котла. С котлом обычно поставляется предохранительный клапан, размер которого соответствует требуемому давлению и номинальным значениям БТЕ. Многие котлы доступны с несколькими вариантами предохранительных клапанов.Заменяемый клапан будет рассчитан на ту же настройку давления и такой же или больший номинал в БТЕ.
4. Температура заливки в районе Чикаголенда часто принимается равной 40F, потому что это самая холодная вода, поступающая из города.
5. Расчетная температура — это максимальная температура воды в системе. Для определения размера бака эта температура должна быть такой же, как настройка верхнего предела котла.

Расширительный бак должен располагаться или присоединяться к системе рядом со стороной всасывания насоса.Это связано с тем, что резервуар является «точкой, в которой давление не изменяется» в системе. Это часто неверно интерпретируется как точка, в которой давление вообще не изменяется, но это неверно. Не должно быть никаких изменений давления в зависимости от того, включен насос или нет. Давление должно измениться в результате повышения температуры в системе. Правильно расположенный бак обеспечит правильную работу насоса.

Расширительные баки водонагревателя: что вы должны знать

Расширительный бак водонагревателя, также называемый тепловым расширительным баком, представляет собой предохранительное устройство, предназначенное для защиты домашней водопроводной сети от теплового расширения.Риск повреждения давлением из-за теплового расширения редко вызывает беспокойство у водонагревателей без резервуара, но если у вас есть водонагреватель типа резервуара, ваша водопроводная система может оказаться под угрозой.

Если учесть, что 50 галлонов холодной воды с помощью теплового расширения превратятся как минимум в 52 галлона после нагрева, дополнительные 2 галлона воды больше не поместятся в бак водонагревателя. Вот здесь-то и пригодится расширительный бак.

Что такое расширительный бак водонагревателя?

Расширительный бак водонагревателя — это просто небольшой резервуар, который поглощает воду в мочевой пузырь для снижения избыточного давления в водонагревателе.

Раньше, когда вода увеличивалась, это не было проблемой, несколько лишних галлонов просто текли обратно в городское водоснабжение. Но сегодня расширенному водопроводу некуда деваться, потому что действующие правила водопровода запрещают ему попадать в городскую систему, где он может загрязнить коммунальное водоснабжение.

При наличии требуемых обратных клапанов и предохранителей противотока водопроводные трубы, водонагреватель и даже некоторые приборы должны иметь дело с повышенным давлением, вызванным тепловым расширением.Это вызывает ненужный износ, который может привести к повреждению приборов, использующих горячую воду, включая ваш водонагреватель. Это могло быть даже причиной лопнувшей трубы!

Watts DET-5 Расширительный бак водонагревателя

Watts DET-5 — идеальный размер для 50-галлонных водонагревателей.

Принцип работы расширительного бака

Внутри расширительного бачка находится баллон для сжатого воздуха, который поглощает дополнительную воду, расширяясь и сжимаясь.

Когда вода в вашем водонагревателе становится горячей, она расширяется и увеличивает давление в баке и водопроводной системе. Однако вместо того, чтобы позволить давлению расти, избыток воды попадает в расширительный бак.

Когда кран в доме открывается (или вода охлаждается), вода из расширительного бака сбрасывается обратно в систему горячего водоснабжения. В расширительном баке только переливающаяся вода. Он не хранит воду постоянно.

Посмотреть видео

Зачем мне нужен расширительный бак?

Обойтись без расширительного бачка водонагревателя рискованно.Хотя у многих водонагревателей нет расширительного бачка, мы настоятельно рекомендуем его добавить. Он защитит вашу сантехнику, бытовую технику и водонагреватель.

Перелив горячей воды может вызвать повышение давления в резервуаре для воды до опасного уровня, что может привести к поломке компонентов. Как вы можете себе представить, перелившаяся через край горячая вода также может вытечь через клапан T&P и вызвать серьезные повреждения водой.

Даже если компоненты не ломаются и не возникают утечки, отказ от расширительного бачка может иметь негативные последствия.Повышенная нагрузка, вызванная чрезмерно полным баком горячей воды, может сократить срок службы нагревателя, не говоря уже о том, что компоненты могут изнашиваться раньше, чем ожидалось.

Выбор подходящего расширительного бачка для водонагревателя

Установка расширительного бака на ваш водонагреватель — это не только хорошая идея, но и требование в большинстве областей, и важно определить правильный размер для вашей системы. К сожалению, когда дело доходит до баков теплового расширения, универсального варианта не существует.

Как правильно выбрать размер расширительного бака

Выбрать правильный размер относительно легко. Необходимо учитывать два основных фактора:

• Вместимость водонагревателя — Эту информацию можно найти на заводской этикетке, прикрепленной к вашему водонагревателю.
• Бытовое давление воды — Давление воды, измеренное в фунтах на квадратный дюйм в водопроводной сети вашего дома, можно измерить с помощью манометра.Просто прикрепите манометр к шлангу или крану и включите воду. Рекомендуется проверять давление воды в течение 24 часов. Однако есть еще один вариант — обратиться в вашу компанию по водоснабжению.

Имейте в виду, что вам следует установить редукционный клапан, если давление воды превышает 80 фунтов на квадратный дюйм. Идеальное давление воды составляет от 50 до 60 фунтов на квадратный дюйм.

Этот манометр поставляется с адаптерами, которые позволяют измерять давление воды в нескольких местах.

Общие рекомендации по выбору размера расширительного бака

Эта таблица поможет вам правильно подобрать размер расширительного бака для вашего жилого водонагревателя. Предполагается, что температура установлена ​​на 150 градусов.

Если ваш водонагреватель выходит за пределы этих значений статического давления подачи или производительности, лучше обратиться к специалисту. Они могут выйти и произвести необходимые расчеты и даже установить за вас расширительный бачок.

Amtrol производит отличный расширительный бак для водонагревателя на 2 галлона.

Что произойдет, если расширительный бак неправильного размера?

Покупка расширительного бака подходящего размера важна, но если вы сомневаетесь, лучше ошибиться в сторону большего, чем меньшего.

Расширительный бак, который слишком велик для вашей системы, все равно сможет безопасно обрабатывать лишнюю воду. Однако слишком маленький резервуар может вызвать срабатывание клапана сброса температуры и давления и сброса избыточного давления.

Как установить расширительный бак

Если у вас есть немного механических навыков и вам нравится выполнять домашние задания, вы сможете установить расширительный бак самостоятельно.Или вы можете просто обратиться к профессионалу, который сделает эту работу за вас.

Установка расширительного бака

• Как описано выше, определите давление воды в вашем доме с помощью манометра. Если давление выше 80 фунтов на квадратный дюйм, установите редукционный клапан.
• Проверьте давление воздуха в расширительном бачке с помощью манометра.
• Отрегулируйте давление воздуха в расширительном баке в соответствии с максимальным давлением воды в доме. Использование ручного насоса, а НЕ воздушного компрессора.
• Установить емкость на магистраль холодной воды (подробности см. В видео).
• Откройте кран и дайте ему поработать, пока у вас не будет стабильной струи воды. Это удалит весь воздух из резервуара.

Посмотреть видео

Как обслуживать расширительный бак

Расширительные баки водонагревателя требуют регулярного обслуживания для обеспечения оптимальной работы. Большинство экспертов рекомендуют вам или лицензированному специалисту выполнять плановое техническое обслуживание ежегодно.

Почему требуется техническое обслуживание расширительного бака?

Расширительные баки имеют внутренний баллон, разделяющий воздух и воду. Через процесс, называемый «диффузией», из мочевого пузыря будет вытекать воздух. Утечка часто может составлять 1 фунт / кв.дюйм в год, чего достаточно, чтобы изменить ситуацию уже через 12 месяцев.

Если внутренний баллон разрывается, расширительный бачок заполняется водой и не сливается должным образом. Когда это произойдет, вам нужно будет купить другой расширительный бачок, поскольку отремонтировать баллон невозможно.Средний срок службы расширительного бака составляет 6 лет при правильной установке.

Проверка мочевого пузыря

Мы предложим вам более простой метод, но если вы вызовете специалиста для проверки расширительного бачка, он воспользуется следующими шагами:

• Отключите подачу воды в ваш дом и сбросьте давление, открыв кран.
• Снимите колпачок со стержня клапана на расширительном бачке и прикрепите манометр. Давление должно быть выше 75 фунтов на квадратный дюйм.
• Если в баке нет давления воздуха, расширительный бак вышел из строя. Вам нужно будет заменить его на новый.
• Если внутри резервуара давление, необходимо проверить давление воды.
• Расширительный бак и давление воды должны быть одинаковыми. Если это не похоже, вам нужно будет использовать ручной насос, чтобы добавить воздуха в расширительный бачок.

Однако, если вы ищете быстрый и простой способ осмотреть резервуар, вы можете просто нажать на клапан Шредера, расположенный снаружи резервуара.

Если при нажатии на клапан выходит воздух с шипением, баллон находится в хорошем рабочем состоянии. Но если вместо этого начинает капать вода, скорее всего, мочевой пузырь лопнул, и вам нужно будет купить новый.

Проверка PSI

Убедившись, что баллон находится в хорошем состоянии, вы захотите проверить давление в баллоне psi. В руководстве по эксплуатации будет указано значение фунта на квадратный дюйм для вашего резервуара. Вы можете записать этот номер на резервуаре, чтобы вам не нужно было снова искать его в будущем.

Снимите показания манометром. Если давление фунтов на квадратный дюйм слишком велико для , вы можете просто выпустить немного воздуха, нажав на клапан, пока не выйдет достаточно воздуха. Если давление фунтов на квадратный дюйм слишком мало , вам нужно добавить немного воздуха с помощью насоса для шин.

Мы настоятельно рекомендуем использовать ручной насос вместо воздушного компрессора при добавлении воздуха. Воздушный компрессор может легко разорвать мочевой пузырь.

Посмотреть видео

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 номер , таблицы производителя основаны на давлении предварительной зарядки резервуара 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 основе давления воздуха предварительной зарядки, равного давлению в линии, то в чертежах и спецификациях трубопроводов подрядчик должен указывать необходимость заправки расширительного бака давлением воздуха, равным давлению в линии.) Таблица основана на давлении предварительной зарядки бака 40 фунтов на квадратный дюйм, они не позволяют точно определить размер расширительного бака, когда давление предварительной зарядки равно давлению в трубопроводе.

В-третьих, , таблицы размеров большинства производителей основаны на повышении температуры хранимой воды на 40 ⁰ ° F.Задумайтесь об этом на мгновение. Размер водонагревателя обычно рассчитывается исходя из перепада температур 100 ⁰ ° F. Например, часто мы предполагаем, что холодная вода поступает в водонагреватель при температуре 40 ⁰ F и нагревается и хранится при 140 ⁰ F. Если мы проектируем водонагреватель для повышения температуры воды на 100 ⁰ F, консервативный подход состоит в том, чтобы подобрать размер бака для теплового расширения, чтобы он соответствовал количеству расширения воды в результате того же повышения температуры 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) V _ACC = V _T x (Vs ₂ / VS ₁ — 1)

где,

В _ACC = Допустимый объем (галлоны)

Vs ₂ = Удельный объем воды при температуре нагрева, (футы ³ / фунт)

Vs ₁ = Удельный объем воды при температуре на входе, (футы 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 точным, 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) V _ET = V _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 = Приемный объем, (галлоны)

V _ET = Общий объем расширительного бачка, (галлонов)

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

Если расширительный бак имеет 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 линии и давление предварительной зарядки составляет 80 фунтов на квадратный дюйм.

V _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) V _ET = V _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 (фунт / кв. Дюйм)

В _ACC = Приемный объем, (галлоны)

V _ET = Общий объем расширительного бачка, (галлонов)

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

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

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

---

Для предложений относительно будущих сообщений в блогах, сделайте предложение.

Расширительный бак какого размера мне нужен для водонагревателя емкостью 60 галлонов?

Общие рекомендации по выбору размера расширительного бака

Водонагреватель Емкость	Давление питания (фунт / кв. Дюйм)	Размер расширительного бака
40- 60 — 6 4044-50 галлонов psi	2- галлонов
40- 60 — галлонов	60 -80 psi	3.2- галлонов
80- галлонов	40 фунтов на кв. Дюйм	2- галлонов
80- галлонов	50- галлонов	50-276 галлонов 9044 9042 9042 9042 9042 9042 9042 9042 9042 9042 9042

Щелкните, чтобы увидеть полный ответ

Учитывая это, какой размер расширительного бачка мне нужен?

Фактически, если вы не уверены, что ваш расширительный бак сможет безопасно разместить вашу систему, обычно выбирают расширительный бак , который на размера на больше, чем требуемый размер .Как правило, для расширительных бачков лучше увеличить размер, чем уменьшить.

Дополнительно, какой размер расширительного бака охлажденной воды? Когда давление охлажденной воды возрастает выше 14,7 фунтов на квадратный дюйм, охлажденная вода будет течь в расширительный бак . С другой стороны, скажем, давление в баллоне / диафрагме составляет 25 фунтов на квадратный дюйм, тогда охлажденная вода будет поступать в резервуар только тогда, когда давление охлажденной воды превышает 25 фунтов на квадратный дюйм.

Требуются ли расширительные баки для водонагревателей?

Хотя во многих юрисдикциях в настоящее время требует установки расширительного бака одновременно с установкой водонагревателя , расширительный бак не всегда требовался в прошлом и все еще может не быть требуется в некоторых регионах.

Может ли расширительный бачок быть слишком большим?

Расширительный бак , который на слишком велик для вашей системы , все еще сможет безопасно обрабатывать лишнюю воду.Однако бак , , который тоже , маленький , может вызвать срабатывание клапана сброса температуры и давления, чтобы сбросить избыточное давление.

Расширительные баки — Pirobloc

Расширительные баки предназначены для использования в замкнутых контурах воды или других жидкостей, чтобы обеспечить их расширение при повышении температуры теплоносителя.

Расширительный бак Pirobloc DE-2500-V-HP — это резервуар, который может находиться под давлением, с диафрагмой, разделяющей резервуар на две части (воздух и жидкость).Это поддерживает постоянное предварительно заданное давление за счет изменения объема жидкости внутри резервуара, а затем, когда он опорожняется, впускного отверстия для воздуха без масла через компрессор, пока снова не будет достигнуто установленное или желаемое рабочее давление.

Таким образом, он отвечает за компенсацию увеличения объема жидкости и предотвращение превышения давления в контуре над номинальным давлением его компонентов.

Общие характеристики

Бак, сделанный из стали, спроектирован и изготовлен в соответствии с нормами проектирования ASME BPVC VIII Div.1-е изд. 2015.

Он имеет вертикальную ориентацию и опирается на 4 металлические ножки с L-образным профилем, приваренные к 4 опорным плитам с просверленными отверстиями для фиксации.

Агрегат состоит из двух торсферических концов типа KLOPPER, соединенных между собой цилиндрическим листовым металлом через соединения, сваренные официально утвержденными процедурами и персоналом в соответствии с вышеупомянутыми нормами проектирования.

Для соответствия требованиям эксплуатации и безопасности резервуар оборудован предохранительным клапаном от избыточного давления, патрубком, показывающим давление в резервуаре, а также впускным и выпускным отверстиями для жидкости.

Резервуар содержит мембрану из EPDM, закрепленную на дне резервуара через фланцевое соединение, обеспечивающее проникновение жидкости внутрь резервуара.
Эта мембрана полностью изолирует воздух внутри и обеспечивает практически полную емкость резервуара в качестве объема расширения.

Технические характеристики расширительных баков указаны на паспортной табличке: год выпуска, объем в литрах, максимальная и минимально допустимая температура (TS), максимально допустимое давление (PS), группа, к которой принадлежит жидкость (воздух, вода или другой жидкости), категорию давления перед нагрузкой, к которой он принадлежит, и испытательное давление (PT).Технические характеристики, описанные на паспортной табличке расширительного бака, необходимо предварительно проверить на совместимость с характеристиками объекта, а также убедиться, что предписанные пределы никогда не превышаются.

Герметичность и устойчивость бака к давлению подтверждены гидростатическим испытанием продолжительностью не менее 60 минут. В соответствии с кодом ASME BPVC VIII Div.1 — UG-99, это испытание должно быть как минимум равным PS x 1,3 x LSR, где PS — расчетное давление оборудования, а LSR — коэффициент напряжений материалов, из которых сконструирован контейнер. .

Эксплуатация

Увеличение объема жидкости в результате повышения ее температуры направлено в сторону резервуара.

Когда жидкость попадает в резервуар, она попадает внутрь диафрагмы или мембраны, которая разделяет воздух и жидкость. Поступление жидкости увеличивает объем мембраны, вызывая уменьшение начального объема воздуха, содержащегося в резервуаре, и, как следствие, повышение давления.

Установка

Перед установкой расширительного бачка, уполномоченный технический персонал должен выполнить надлежащие измерения в соответствии с правилами точных расчетов в соответствии с правилами, действующими в стране назначения.

Установка находящегося под давлением устройства с неправильными размерами может привести к повреждению людей, домашних животных или имущества, а также самого устройства. Все устройства, работающие под давлением, должны устанавливаться и обслуживаться специализированным персоналом в соответствии с национальными правилами страны, в которой установлено устройство.

Перед установкой убедитесь, что есть достаточно места для обслуживания и разборки клапанов, контрольно-измерительных приборов или других частей объекта.

Оборудование должно быть оснащено подходящим тарированным предохранительным клапаном с давлением, не превышающим максимальное давление расширительного бака, с учетом разницы уровней между положением предохранительного клапана и расширительного бака.

• Убедитесь, что бак не был поврежден во время транспортировки или погрузочно-разгрузочных работ. Если это произошло, его следует отремонтировать.
• Установите резервуар на чистое ровное основание.
• Бак должен свободно стоять на ножках в вертикальном положении.
• Необходимо проверить правильность установки резервуара и его опоры, чтобы его нельзя было повредить.
• Подсоедините компрессор оборудования и панель управления.

Расширительные баки для питьевой воды: назначение и размер

Если вы посмотрите на водонагреватель в большом здании или даже в доме, вы можете заметить поблизости гораздо меньший резервуар.Этот небольшой резервуар представляет собой резервуар для теплового расширения. Расширительный бак в этом приложении представляет собой конструкцию резервуара, позволяющую принимать дополнительный объем системы, возникающий в результате нагрева воды. Вода несжимаема и при нагревании расширяется. Если это произойдет в системе с фиксированным объемом труб и оборудования, вы быстро обнаружите самое слабое место в системе, когда вода начнет струиться через нее. (Надеюсь, это предохранительный клапан, выпускающий воду!)

Для защиты водонагревателя, труб и других компонентов системы от чрезмерного давления при нагреве воды добавлен расширительный бак.Простое устройство, это не что иное, как резервуар с пузырем (толстым баллоном) внутри. Пространство между баллоном и внутренней стенкой резервуара предварительно заполнено воздухом, чтобы точно соответствовать нейтральному давлению в системе ДО того, как вода будет нагрета. Затем, когда прикладывается тепло и давление повышается, расширенный объем воды течет внутри баллона. Воздух за пределами мочевого пузыря сжимается к стенкам резервуара, создавая подушку, необходимую для защиты остальной системы.

Как показывает практика, тепловой расширительный бак должен составлять около 10% от общего объема водонагревателя. Давайте возьмем несколько примеров:

Пример 1:

Емкость бака водонагревателя 100 галлонов

100 галлонов x 10% = расширительный бак на 10 галлонов.

Пример 2:

(2) водонагревателя на 250 галлонов = всего 500 галлонов

500 галлонов x 10% = расширительный бак на 50 галлонов

Помните, это просто практическое правило. Помимо объема водонагревателя, инженер при выборе размера и выбора расширительного бака учитывает и другие факторы, такие как температура воды на входе и выходе, а также минимальное и максимальное давление.Затем можно рассчитать объем расширения и выбрать резервуар на основе приемочного объема и общего объема. В большинстве случаев размер спроектированного расширительного бачка будет меньше, чем 10% объема водонагревателя, но для целей составления бюджета / планирования эта оценка даст вам правильную оценку.