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.

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

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:

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

Примерные значения объема воды в системе отопления

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

Расширительный бак подобрать для частного дома

Как правильно рассчитать объём расширительного бака

При обустройстве системы отопления важно правильно подобрать расширительный бак. Часто возникают сомнения: не слишком ли маленький? или, наоборот — зачем такой большой? Ведь, действительно, бывают баки на 5-8 литров, а бывают и на 300, 500, 1000 и больше! Кстати, вся размерная сетка представлена на нашем сайте в разделе Расширительные баки для отопления.

Давайте вместе разберемся, имеет ли размер значение?

Вспомним, для чего нужен в отопительной системе расширительный бачок. Расширительная ёмкость служит для компенсации изменения объёма воды или другого теплоносителя в замкнутых системах отопления и обеспечения постоянного давления. Другими словами, в расширительный бак поступает излишний объем горячей воды, образовавшийся вследствие нагрева. Бачок принимает на себя избыток воды, тем самым обеспечивая безопасность элементам системы и снижая потребление энергии.

Как устроен расширительный бак? 

Бак представляет собой завальцованный или сварной металлический корпус  с каучуковой мембраной-диафрагмой внутри. Конструктивно это может быть бачок на ножках или без них, горизонтального или вертикального исполнения.

На заводе-изготовителе в бак закачивается определенное количество воздуха или другого нейтрального газа. Это называется предустановленным заводским давлением, его значение указано на табличке с характеристиками бака. Предустановленное давление давит на диафрагму изнутри. При нагревании вода расширяется, но в замкнутом контуре ей некуда деться и она давит на мембрану. В результате вода поступает внутрь бака, а в системе отопления освобождается дополнительное пространство. При снижении температуры  давление сжатого воздуха выталкивает остывшую воду обратно в трубопровод. Таким образом расширительный бак поддерживает в системе отопления постоянное давление.

Теперь, вспомнив теорию, можно перейти к практике. Возможно, формула расчета кому-то покажется сложной. Поэтому мы в этой статье предлагаем Вашему вниманию также таблицу приближенных объёмов расширительного бака для отопления

Формула расчета 

V=e*C/(1-((Pпред+1)/(Pмакс+1)))

где 

V — объём расширительного бака (в литрах)

e — коэффициент расширения воды 

C — объём воды в системе (в литрах)

Р пред — предустановленное давление воздуха в баке (бар)

Р макс — максимальное давление в системе (бар)

Для Вашего удобства приводим таблицу, которая поможет Вам приближенно определить  объём расширительного бака для Вашей системы отопления

Просим обратить внимание, что этот расчет действителен при соблюдении некоторых условий.

Во-первых, расширительный бак и предохранительный клапан должны находиться на одном уровне.

Во-вторых, рабочая жидкость для данного расчета — вода. Для смеси воды и гликоля расчет будет отличаться с учетом коэффициента вязкости рабочей жидкости

В третьих, максимальное рабочее давление должно быть, по крайней мере, равным максимальному давлению в системе (давление может быть отрегулировано предохранительным клапаном)

Надеемся, что эта таблица поможет Вам корректно подобрать объём бака для отопления, который подойдет именно Вашей системе  отопления. Помните, что лучше немного больше, чем меньше.

Хотелось бы немного остановиться на месте расположения расширительного бака в замкнутой системе отопления

Схема автономного отопления: основные элементы системы

Для того, чтобы сделать систему отопления частного дома, в первую очередь необходимо создать схему с указанием всех основных элементов системы и материалов, которые будут использоваться. Тут приводим базовую схему расположения компонентов контура отопления

Элементы, которые будут использоваться в системе отопления, могут отличаться в зависимости от проекта, но основная их часть понадобится в любом случае

КОТЕЛ — может быть газовый, твердотопливный или электрический

ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ НАСОС — толкает воду от котла к потребителю (радиаторам, контурам теплого пола и т. п.)

РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАК — нужен для компенсации расширения теплоносителя вследствие его нагрева в закрытых системах отопления

ОБРАТНЫЙ КЛАПАН — служит для предотвращения движения воды в обратном направлении

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН — позволяет «сбросить пар» от перегретого теплоносителя

ВОЗДУХООТВОДЧИК — предотвращает завоздушивание системы отопления, продлевает срок службы насоса и других элементов системы отопления

МАНОМЕТР — позволяет контролировать текущее давление в системе

СМЕСИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН или попросту ТРОЙНИК — соединяет контур системы

ЗАДВИЖКА или КРАН — нужна для перекрытия системы отопления в необходимых местах. Для удобного демонтажа элементов системы для ремонта или диагности советуем использовать краны с быстросъёмными накидными гайками (кран-американка)

Также может пригодится РЕДУКТОР ДАВЛЕНИЯ, СМЕСИТЕЛЬ-ТЕРМОСТАТ, АНТИКОНДЕНСАЦИОННЫЙ КЛАПАН и другие элементы

На приведенной схеме арматурные и контрольные элементы расположены по отдельности. Но для удобства пользователя промышленность выпускает так называемую арматуру в сборе. Для примера приведем:

группа безопасности котла — сборный сепаратор воздуха, укомплектованный воздухоотводчиком. предохранительным клапаном и манометром

сборный коллектор равномерного распределения теплоносителя и контроля уровня тепла в системе теплого пола

На нашем сайте представлен широкий выбор циркуляционных насосов для бытового и промышленного использования разных производителей. Особое внимание хочется уделить циркуляционным насосам от датского «короля насосов» Grundfos». У нас есть как стандартные трехсткоростные, так и энергосберегающие насосы со встроенным частотным преобразователем. Энергосберегающими насосы Grundfos названы не зря — они действительно существенно экономят потребление электроэнергии, которая дорожает с каждым днем. Например насос Грундфос ALPHA1 L 25-60 потребляет всего от 4 до 45 Вт в зависимости от выбранного режима работы.

Также можно выбрать расширительный бак итальянских производителей Zilmet, Aquasystem Elbi или Imera нужного Вам объема. Как это делать, Вы уже знаете из формулы расчета в начале этой статьи.

Если Вам нужна дополнительная консультация по подбору объёма расширительного бака для отопления, обращайтесь в наш отдел продаж. Мы с удовольствием ответим на все Ваши вопросы и окажем помощь в выборе бака и других комплектующих системы отопления.

Мембранные баки

Серия WDV

Баки применяют в магистралях горячего водоснабжения для компенсации температурного расширения воды и в гелиосистемах для компенсации температурного расширения воды. Материал корпуса- сталь; материал мембраны — EPDM; максимальное рабочее давление – 12 бар, диапазон рабочих температур +1…+ 110°С.

Развернуть

	Модель	Объем, л	Макс. давление, бар	Давление воздушной полости, бар	Диаметр, мм	Высота, мм	Масса, кг	Диаметр штуцера
	WDV 8	8	12	1,5	200	311	1,65	3/4″
	WDV 12	12	12	1,5	280	307	2,20	3/4″
	WDV 18	18	12	1,5	280	402	2,95	3/4″
	WDV 24	24	12	1,5	280	504	4,45	3/4″
	WDV 35	35	12	1,5	365	453	6,25	3/4″

Серия WRV

Баки предназначены для компенсации температурных расширений теплоносителя в замкнутых системах отопления. Материал корпуса- сталь; материал мембраны — EPDM; максимальное рабочее давление – 10 бар, диапазон рабочих температур -10…+ 100°С.

Развернуть

Серия WAV

Гидроаккумуляторы предназначены для поддержания рабочего давления в системе водоснабжения, предотвращения разрушения системы от гидравлического удара, уменьшения количества включений- выключений насоса и компенсации температурного расширения воды в системе ГВС.

Материал корпуса- сталь; материал мембраны- EPDM; максимальное рабочее давление – 10 бар, диапазон рабочих температур +1…+ 100°С.

Развернуть

	Модель	Объем, л	Макс. давление, бар	Давление воздушной полости, бар	Диаметр, мм	Высота, мм	Масса, кг	Диаметр штуцера	Файлы САПР
	WAV 8	8	10	1,5	200	311	1,55	3/4″
	WAV 12	12	10	1,5	280	307	2,10	3/4″
	WAV 18	18	10	1,5	280	402	2,80	3/4″
	WAV 24	24	10	1,5	280	504	4,25	3/4″
	WAV 35	35	10	1,5	365	453	5,95	3/4″
	WAV 50	50	10	1,5	365	691	9. 20	3/4″
	WAV 80	80	10	1,5	410	807	11.60	3/4″
	WAV 100	100	10	1,5	495	787	15.10	1″
	WAV 150	150	10	1,5	495	1059	18.40	1″
	WAV 200 (top)	200	10	1,5	580	1120	32,4	11/4«
	WAV 300 (top)	300	10	1,5	660	1170	40,3	11/4«
	WAV 500 (top)	500	10	1,5	780	1390	55,5	11/4«
	WAV 750	750	10	4	780	1880	86,0	1 1/4″
	WAV 1000	1000	10	4	780	2280	104,0	1 1/4″
	WAV 1500	1500	10	4	960	2350	240,0	2″
	WAV 2000	2000	10	4	1100	2450	375,0	21/4«
	WAV 3000	3000	10	4	1250	2700	550,0	3″
	WAV 4000	4000	10	4	1450	3100	655,0	3″
	WAV 5000	5000	10	4	1450	3720	830,0	3″
	WAV 10000	10000	10	4	1600	5750	1920,0	DN 100

Серия WAO

Гидроаккумуляторы предназначены для поддержания рабочего давления в системе водоснабжения, предотвращения разрушения системы от гидравлического удара, уменьшения количества включений- выключений насоса и компенсации температурного расширения воды в системе ГВС.

Материал корпуса- сталь; материал мембраны- EPDM; максимальное рабочее давление – 10 бар, диапазон рабочих температур +1…+ 100°С.

Развернуть

САУН-24

Система автоматического управления насосом САУН-24л предназначена для автоматического управления жидкостными электронасосами, контроля и поддержания заданного давления в системе водоснабжения. Автоматическое включение электронасосов для водоснабжения при открытии и закрытии крана. Снабжена 24 литровым мембранным баком.

Развернуть

Группа подключения мембранного бака

Универсальная настенная консоль для надежного крепления мембранного расширительного бака объемом до 50 литров предназначенная для защиты отопительной системы с теплопроизводительностью котла до 50 кВт от превышения максимально допустимого рабочего давления

Развернуть

В состав группы подключения мембранного бака входят:

1. консоль

2. быстроразхемного соединение (для автоматического запирания при отсоединении мембранного бака)

3. манометр

4. отсекающий клапан

5 предохранительный клапан на 3 бара

6. переходник

7. автоматический воздухоудалитель

8. отсекающий клапан

Комплект крепления для мембранных баков 8-35

Комплект крепления для мембранных баков предназначен для настенного крепления баков Wester объемом до 35 л.

Развернуть

Максимально допустимый вес бака — 40 кг.

Максимально допустимый диаметр бака — 365 мм.

В состав комплекта входят: 

— кронштейн;

— стальная лента со стягивающим механизмом;

— дюбель — 2 шт.;

— саморез — 2 шт.

Расчет объема расширительного бака для отопления

Расчет объема расширительного бака для отопления

Расширительный бак — важнейший элемент системы водяного отопления. Он предназначен для поглощения избыточного давления. Все дело в том, что при определенной фиксированной массе теплоносителя при изменении его температуры, неизбежно будет менять и давление в системе. От того, насколько верно выбран расширительный бак, будет зависеть работоспособность всей системы отопления.

Итак, принцип работы данного устройства заключается в компенсации переизбытка давления теплоносителя. Поэтому даже небольшой просчет в установке или эксплуатации устройства может привести к выходу из строя всей отопительной системы.

Устройство расширительного бака

Бак разделен на две части, между которыми находится эластичная мембрана. Наверху накачен воздух, создающий начальное давление. Как только бак подключается к сети,  в нижнюю камеру подается вода. Когда эластичная мембрана становится в нулевое, спокойное положение и как бы ложиться на плоскость воды, отопительная система считается полностью заполненной и готовой к запуску.

Автоматическая регулировка давления происходит следующим образом:

При нагреве воды теплоноситель поступает в расширительный бак. Осуществляется воздействие на мембрану: она сокращается, увеличивая внутреннее пространство бака. Таким образом бак принимает избыток теплонесущей жидкости. Как только теплоноситель остывает, мембрана возвращается в первоначальное состояние.

Установка расширительного бака

Открытая система отопления

Установка осуществляется в верхней точке системы, как правило, вверху разгонного коллектора. При этом не требуется установка запорной арматуры.

Закрытая система отопления

Оптимально устанавливать расширительный бак в том месте, где течение воды наиболее близко к ламинарному, а в отопительной системе минимум завихрений. Можно разместить расширительный бак перед циркуляционным насосом.

Как рассчитать объем расширительного бака?

Ниже мы приведем стандартные формулы для расчета объема расширительного бака. Они позволят точно определить, бак какого типа понадобится для вашей отопительной системы.

Потребуются следующие данные:

·         мощность системы;

·         объемы теплоносителя;

·         статическое давление;

·         предварительное давление;

·         максимальное давление;

·         средняя температура системы в процессе работы.

Объем бака рассчитывается таким образом, чтобы при нагреве теплоносителя давление в системе не превышало максимально допустимого значения.

Общая формула:

 K = (KE x Z) / N, где:

·         КЕ — объем отопительной системы в целом;

·         Z — постоянное значения расширения жидкости теплоносителя;

·         N — величина эффективности мембранного бака.

Необходимо помнить, что идеальные расчеты, произвести практически невозможно. Ориентировочно объем рассчитывается исходя из значения, что 1 кВт мощности отопительного оборудования равен 15 литрам объема теплоносителя. Тогда средняя мощность для обычного дома равна 44 кВт. 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. Если вместе воды закачивается элиленгликоль, то  коэффициент расширения можно вычислить так:

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, которое равно допустимому давлению предохранительного клапана и для обычных бытовых систем отопления редко превышает показатель в 2,5 — 3 бар.


DS — 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 бар

N (2.5 – 0.5) / (2.5+1) = 0.57

K 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.


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:

Необходимость монтажа расширительного бака | Объем теплоносителя

Расширительный бак считается одним из наиболее важный устройств котельной, так как сама система заполнена теплоносителем, а именно водой, может возникнуть ситуация, при которой образуется избыточное давление вследствие термического расширения жидкости. Расширительная емкость устанавливается для организации защиты от поломок и непредвиденных нарушений.

Функционал расширительного бака

Система, работающая для обеспечения отопления помещения, для корректной работы заполняется определенным объемом жидкости, который имеет склонность расширяться при нагреве. Таким образом, с повышением температуры воды, повышается и давление системы. Система труб, радиаторы и другие элементы не имеют эластичных свойств, поэтому увеличение давления нередко приводит к разгерметизации, может случиться разрыв в незащищенном месте.

Низким считается показатель сжимаемости у воды, для защиты системы в котельную установку встраивается мембранный или расширительный бак. Основная задача этого устройства состоит в сжатии воздуха при увеличении уровня давления, что обеспечивает возможность своевременной защиты от гидроудара, а также предохранение от чрезмерного увеличение давления.

Организация работы оборудования

Мембрана изготавливается материала с высоким показателем эластичности, а уровень диффузии сохраняется низким. Бак производится определенной формы, обеспечивающей деформирование емкости при изменении давления.

• при подключении емкости в систему на начальном этапе происходит заполнение ее теплоносителем до необходимого объема, жидкость поступает через патрубок в водную камеру, система становится статичной;
• бак расширяется в объёме при повышенной температуры жидкости при этом возрастает уровень давления. Теплоноситель, образованный с избытком, оседает в расширительной емкости, и своим давлением изгибает;
• температура снижается, что запускает процесс сокращения объема жидкости, а оставшееся давление воздуха перемещает мембрану назад, а вода оседает в трубах отопительной системы.

Выбор участка для установки

Корректная работа расширительного бака осуществляется посредством выполнения ряда требований:

• не рекомендуется установка к стене без запаса пространства;
• необходимо организовать доступ без преград к оборудованию для организации ухода;
• не рекомендована установка на высоком расстоянии;
• между баком и трубами устанавливается запорный кран, осуществляющего полный слив теплоносителя;
• трубы, работающие с теплоносителем, при настенной установке необходимо монтировать к стене, что дает возможность снять при необходимости дополнительную нагрузку с патрубка бака.

Мембранный бак наиболее часто подключают на обратном отрезке магистрали между циркуляционным насосом и котлом. Так же разрешается монтаж емкости на подающей трубе, однако высокая температура жидкости пагубно влияет на сохранение целостности эксплуатационного срока. 

Необходимость установки

Емкость теплоносителя монтируют вблизи с котлом на обратной магистрали, что облегчает техническое обслуживание, при монтаже нужно правильно рассчитать направление впускного клапана. Если устройство направлено вниз осуществляется правильный процесс слива теплоносителя, даже при поврежденной мембране. Однако ряд специалистов придерживается теории, что необходимо устанавливать клапан направлением вверх, при этом теплоноситель поступает сверху, исключается проникновение воздуха в емкость, где должна быть только жидкость.

Во избежание резких скачков в напоре бак лучше всего ставить перед циркуляционным насосом. Устройство соединяют с обратным трубопроводом, чтобы он не «закипел». Для обеспечения безопасной работы системы рекомендуется установка манометра и клапана ручного регулирования давления. После монтажа следует проверить рабочее давление устройства на соответствие необходимому для эффективной работы сети отопления. При определении некорректности работы необходимо сбросить воздух и прокачивать емкость до тех пор, пока показатель не придет к нужному значению.

Распространенные ошибки при монтаже:

• объем расширительного бака определен неверно;
• место установки нетщательно продумано, что затрудняет доступ к баку;
• использование уплотнителей, которые не рассчитаны на работу в сити водоснабжения.

РАСШИРИТЕЛЬНЫЕ БАКИ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ELBI

Расширительные баки ELBI для систем отопления:

​

Мембранные баки предназначены для компенсации температурных расширений теплоносителя в замкнутых системах отопления. Все модели экспанзоматов сделаны из прочной высококачественной стали и по своей конструкции рассчитаны на многолетнюю эксплуатацию. Стандартная окраска корпуса баков для систем отопления — красная Диафрагма (мембрана) изготовлена из специальной каучуковой резины – SBR. Температурный режим работы расширительных баков от -10°С до +100°С.

​

Установка баков.

Основной задачей является то, что на магистрали котел-бак не должно быть запорной арматуры и участков сужения трубопровода. Сам трубопровод желательно теплоизолировать специальными для этого материалами (Мы предлагаем Энергофлекс). Максимальное рабочее давление мембранного бака не должно быть меньше, чем сумма двух давлений: давления на клапане безопасности и избыточного давления самого клапана. Надо учитывать разницу в высоте расположения самого расширительного бака и клапана безопасности. Объем экспанзомата (бак с мембраной) должен быть не менее чем 10% от объема системы отопления. Более точный выбор мембранного бака осуществляется по индивидуальному расчету (см. в разделе Инфосервис)

​

Отличительные особенности.

1. Предназначены для систем водоснабжения и служат для компенсации гидродинамических ударов;

2. Мембранный бак для холодной воды это устройство, встраиваемое в поддерживающую давление гидросистему, обеспечивает постоянную готовность системы к работе под стабильным давлением.

3. Наиболее часто применяется в системах с низким уровнем давления, где необходим насос для обеспечения дополнительного давления.

​

Технические данные

• Максимальная рабочая температура до +99°C

• Максимальное рабочее давление до 10 Бар

• Предустановленное давление 1,5 Бар

Устройство и принцип работы

Корпус мембранных баков для систем отопления выполняется из углеродистой стали.

Внутри корпуса (1) баков объемом 8-500л расположена несменная мембрана (2) из стирол-бутадиенового каучука (SBR), завальцованная в фальцевое соединение частей корпуса, разделяя корпус на жидкостную (верх) и газовую (полости) полости (см. рисунок).

Верх расширительного бака имеет присоединительный штуцер 3 с наружной резьбой. Внизу корпуса имеется ниппель (4), соединенный с газовой полостью. Ниппель позволяет поддерживать расчетное давление воздушной подушки. Мембранный бак объемом 50л и более имеют установочные ножки (5). Наружная поверхность экспанзоматов покрыта термостабилизированной эпоксидной эмалью красного цвета (RAL 3000). У баков объемом 750 и более литров мембрана сменная.

Указания по монтажу бака

Мембранный бак должен устанавливаться в месте, доступном для обслуживания, в котором экспанзомат будет защищен от механических повреждений, вибраций и атмосферных воздействий.

На трубопроводе, соединяющем расширительный бак с магистралью, не допускается установка запорной арматуры.

Гидроаккумулятор рекомендуется устанавливать так, чтобы жидкость в расширительный бак отопления поступала сверху вниз (для баков объемом до 300л). Это гарантирует отсутствие воздуха внутри мембраны. Для мембранных баков объемом 500л и более требуется установка воздухоотводчиков.

Рекомендуется устанавливать расширительный бак в точке минимального расчетного давления в системе.

Пример установки мембранного бака показан на рисунке.

Перед эксплуатацией система отопления подлежит гидравлическому испытанию. Каждый расширительный бак серии ER СЕ, ERCE и ERL CE проходит заводское испытание давлением, в 1,5 раза превышающем рабочее, указанное в таблице 1. Продолжительность заводского испытания повышенным давлением составляет 30 мин. Если при гидравлическом испытании системы предусматривается превышение приведенных параметров, то перед испытаниями мембранный бак должен быть отсоединен от системы и подводящий трубопровод заглушен.

Перед монтажом расширительного бака необходимо проверить манометром давление газовой подушки, которое должно соответствовать данным в таблице 1.

Если по расчету требуется изменить заводскую установку давления в газовой подушке экспанзомата, то для снижения давления, газ стравливается путем нажатия на клапан ниппеля, находящегося под пластиковой крышкой. Для того, чтобы увеличить давление, к ниппелю присоединяется воздушный насос.

Указания по эксплуатации и техническому обслуживанию

При эксплуатации мембранного бака необходимо не реже 1 раза в месяц проверять давление газовой подушки. В случае отклонения от расчетных данных, давление следует откорректировать в соответствии с указаниями раздела 5.

В случае установки в существующую систему отопления дополнительных отопительных приборов, водонагревателей и т.п. емкость расширительного бака должна быть пересчитана в соответствии с изменившимся объемом требуемого теплоносителя.

Если в систему отопления, рассчитанную на один тип теплоносителя, заливается теплоноситель с другими параметрами плотности и температурного расширения, емкость бака должна быть соответственно пересчитана.

Не рекомендуется производить подкачку воздушной подушки при помощи компрессоров. Так как это может привести к попаданию в газовую полость агрессивных к материалу бака и мембраны веществ.

Возможные неисправности и способы их устранения

Меры безопасности

• Мембранный бак должен устанавливаться и обслуживаться персоналом, имеющим соответствующую квалификационную группу по технике безопасности.

• Монтаж и демонтаж баков производится при отсутствии давления в трубопроводе.

• Запрещается эксплуатировать бак в системе, не снабженной предохранительным клапаном. При этом установка клапана не должна превышать максимальное рабочее давление бака.

Упаковка, хранение и транспортировка.

• Баки должны храниться в упаковке предприятия – изготовителя по условиям хранения 3 по ГОСТ 15150-69 .

• Транспортировка баков должна осуществлять в соответствии с требованиями ГОСТ 6019-83 .

• Транспортирование авиатранспортом допускается только в герметизированных отапливаемых отсеках.

​

Гарантийные обязательства

• Изготовитель гарантирует соответствие баков мембранных ER CE, ERCE, ERL CE требованиям безопасности, при условии соблюдения потребителем правил использования, транспортировки, хранения, монтажа и эксплуатации.

• Гарантия распространяется на все дефекты, возникшие по вине завода-изготовителя.

• Гарантия не распространяется на дефекты, возникшие по вине потребителя в результате нарушения правил.

Размер расширительного бака

| Компания Wessels

Размер резервуара

Онлайн-калькулятор размеров расширительного бака

С помощью нашего калькулятора размера резервуара вы можете быстро и легко определить размер резервуара из любого веб-браузера. Рассчитывайте предлагаемые модели, просматривайте и загружайте отчеты и отправляйте запросы по электронной почте с помощью этого простого веб-приложения. Совместимость с Mac и ПК.

Нужна помощь? Ознакомьтесь с руководством по определению размеров резервуаров Web

Размер мобильного резервуара

Вы также можете определить размер своей работы на ходу с помощью любого мобильного устройства iOS или Android.Просто нажмите на ссылку на телефоне ниже или выполните поиск «Wessels» в магазине iTunes или Google Play.

Загрузить приложение для телефона iOS

Загрузить приложение для телефона Android

Как определить размер резервуара?

Бак можно рассматривать как контейнер воздуха и воды. Целью определения размера резервуара является обеспечение достаточного размера воздушной стороны, чтобы при помещении в резервуар необходимого количества воды воздух не сжимался до давления, превышающего расчетное давление системы.

Выберите справочный лист в формате PDF из нашего списка резервуаров ниже, чтобы помочь в выборе размера вашего резервуара высокого давления.

Что такое «Приемочный объем»?

Допустимый объем — это объем воды, на который рассчитан резервуар. В резервуаре-дозаторе приемный объем — это объем воды, который он предназначен для удержания, и который меньше, чем общий размер резервуара. Имейте в виду, что в резервуаре находится сжатый воздух, поэтому заполнить водой весь резервуар невозможно.

Некоторые баки-дозаторы имеют «полный приемный объем». Это означает, что в случае потери воздуха в резервуаре, баллон сможет принять полный объем резервуара без необратимого повреждения.

Краткий обзор танков Wessels

Воспользуйтесь этим кратким руководством, чтобы найти подходящий резервуар для ваших нужд.

Цистерны, не соответствующие ASME

Резервуары ASME

Программное обеспечение Wesselect для определения размеров резервуаров (больше не поддерживается)

Наш старый пакет программного обеспечения для определения размеров резервуара (только для Windows) может быть несовместим с вашей системой.Мы рекомендуем использовать наш новый калькулятор размеров резервуаров. Однако, если вы хотите использовать наше старое программное обеспечение, вы можете загрузить его ниже.

Скачать (32 МБ)

Руководство по проектированию расширительного бака

, Определение размера и выбор расширительного бака для системы охлажденной воды

Раздел 4.0: Определение размеров 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 найти самые низкие и самые высокие температуры, которые могут возникнуть в системе охлажденной воды.

Низкая температура: Низкая температура — это просто температура подаваемой охлажденной воды.Диапазон температур подаваемой охлажденной воды ограничен следующими двумя требованиями. Температура подаваемой охлажденной воды должна быть достаточно низкой для осушения воздуха, но не слишком низкой, чтобы холодильная машина могла замерзнуть. Ниже показаны типичные температуры охлажденной воды.

• Подача охлажденной воды: от 42 до 48 F / от 5,56 до 7,78 ° C
• Возврат охлажденной воды: от 52 до 58 F / от 5,56 до 7,78 ° C

Если система охлажденной воды представляет собой смесь гликоля, то самая низкая температура может отличаться от указанной выше.Добавление гликоля в охлажденную воду позволяет снизить температуру подачи охлажденной воды из-за ее более низкой точки замерзания.

Высокая температура: значение высокой температуры обычно является температурой, которая возникает, когда чиллер и насос (ы) охлажденной воды выключены. Когда система охлажденной воды отключена, охлажденная вода может достигать температуры окружающей среды. В здании без кондиционера температура может находиться в диапазоне от 80 до 90 F. Если трубопровод охлажденной воды расположен на открытом воздухе, температура охлажденной воды может превышать 100 F, в зависимости от местоположения.

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

4.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ДАВЛЕНИЯ

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

4.3.1 НИЗКОЕ / ДАВЛЕНИЕ НАПОЛНЕНИЯ

Низкое давление — это минимальное давление в системе для выполнения наиболее строгих требований из следующих двух ограничений: (1) 10 фунтов на кв. Дюйм в самой высокой точке трубопровода или (2) чистый положительный напор на всасывании, необходимый для насоса охлажденной воды.

(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 самой высокой 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 150 футов над чистым полом. Это приведет к перепаду высот в 140 футов или 60,7 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, давление наполнения должно быть 70.7 фунтов на кв. 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 охлажденной воды. 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 футов 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 насос охлажденной воды расположен на 10 футов выше точки заполнения, то давление на всасывании насоса охлажденной 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. 5: 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 заполнения 70,7 фунтов на квадратный дюйм и давлению всасывания в насосе охлажденной воды 66.4 фунта на кв. Дюйм. Вы также должны дважды проверить, что чистый положительный напор на всасывании, необходимый для насоса охлажденной воды, соблюден, но в этом примере давление всасывания очень высокое и должно быть легко достигнуто. Насос выключен при определении минимального давления.

Рис. 6. На этом примерном рисунке зеленым цветом показано минимальное давление в точке заполнения, основанное на 10 фунтах на кв. Дюйм в наивысшей точке. Красный цвет показывает давление в точке заполнения, основанное на минимальном давлении 20 фунтов на кв. Дюйм на всасывании насоса охлажденной 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.

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.Первый сценарий, который необходимо проверить, — это когда насос включен и охлажденная вода имеет самую высокую температуру. Хотя это, скорее всего, никогда не произойдет на практике, это возможно, и ваша конструкция должна выдерживать экстремальные возможности. Например, предположим, что насос охлажденной воды обеспечивает давление 40 фунтов на квадратный дюйм, а охладитель имеет максимальное давление 125 фунтов на квадратный дюйм. Вы начинаете с охладителя с давлением 125 фунтов на квадратный дюйм, а затем всасывание насоса будет составлять 85 фунтов на квадратный дюйм. Предположим, что есть потери в трубопроводе от расширительного бака до насоса 4.3 фунта на кв. Дюйм. Тогда в расширительном баке будет высокое давление 80,7 фунтов на квадратный дюйм.

Рис. 7: 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 холодильной машине с включенным насосом.Это приводит к максимальному давлению в расширительном баке 89,3 фунта на квадратный дюйм.

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 чиллера.

Рис. 8. Если предполагается, что максимальное давление в точке заполнения составляет 125 фунтов на кв. Дюйм, то давление в насосе охлажденной воды и охладителе будет 120,7 фунтов на квадратный дюйм. Это соответствует требованиям к давлению 125 фунтов на кв. Дюйм для насоса охлажденной воды и чиллера. Однако это верно только при выключенном насосе.

Рисунок 9: Как только насос будет включен, давление на выходе насоса охлажденной воды составит 160.7 фунтов на кв. Дюйм. Поскольку насос охлажденной воды по-прежнему обеспечивает давление 40 фунтов на квадратный дюйм, как показано в предыдущих примерах. Давление 160,7 фунтов на кв. Дюйм превышает максимальное давление в охладителе в 125 фунтов на кв. Таким образом, максимально допустимое давление в расширительном баке должно быть снижено со 125 фунтов на квадратный дюйм до 89,3 фунтов на квадратный дюйм, как показано на предыдущем рисунке.

5.3.3 ТОЧКА НЕ ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Часто вы слышите, что расширительный бак — это точка, в которой давление в системе не меняется.Это правда, но предполагается, что температура не меняется. Так что не путайте предыдущее обсуждение максимального и минимального давления с тем фактом, что давление в расширительном баке не меняется при включении или выключении насоса. Фактически, вы можете видеть, что давление не меняется при включении и выключении насоса на предыдущих рисунках 8 и 9.

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.

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

Второй номер , таблицы производителя основаны на 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 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.) Поскольку размеры, указанные производителем, 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.

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 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 на 100 ⁰ F.Это, конечно, наихудший сценарий (полное опорожнение бака и заполнение холодной водой 40 ⁰ F). Расчет расширительного бака, основанный только на повышении температуры на 40 ⁰ F, менее чем консервативен.

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

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

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

(1) V _ACC = V _T x (Vs ₂ / VS ₁ — 1)

где,

В _ACC = Допустимый объем (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 книге данных ASPE, том 2, таблица 6-5 «Термические свойства воды».Вот хорошее число, которое следует запомнить. Вода, нагретая с 40 ⁰ F до 140 ⁰ F, расширится на 1,7%. Например, предположим, что у нас есть водонагреватель на 120 галлонов, и вода нагревается с 40 ⁰ F до 140 ⁰ F.

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

Это количество воды, которое 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 большим шагом 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) 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 (фунт / кв. Дюйм)

В _ACC = Приемный объем, (галлоны)

V _ET = Общий объем расширительного бачка, (галлонов)

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

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

В _ACC = Приемный объем, (галлоны)

V _ET = Общий объем расширительного бачка, (галлонов)

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

Некоторые производители теперь также размещают на своих 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 по будущим сообщениям в блогах, сделайте предложение.

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 этой статье Р. Л. Деппманна «Понедельник, утро», 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 были спроектированы оригинальные 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 работы 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: (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 утром» 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.

Приемочный объем

и полезный объем

от Xylem — литература B&G A348A

Общие сведения об объеме приемки и емкости

Это вопрос, который мы получаем часто. Начнем с некоторых важных терминов.

• Объем бака: Это общий объем бака, включая воздух и воду
• Приемный объем: Это максимальный объем воды в баке
• Фактор приемки: Иногда вместо того, чтобы показать приемочный объем, в литературе указывается множитель по отношению к объему резервуара, чтобы получить приемочный объем.
• Объем откачки: Это объем воды, который выходит из резервуара от начального давления резервуара до минимального давления

Приемный объем резервуара — это максимальный объем воды, который может вместить резервуар, если он начинается с 0 фунтов на кв. Дюйм на стороне воздуха (теоретически) и заканчивается на стороне воздуха, сжатой до максимального давления, которое может выдержать резервуар (теоретически). В водопроводных системах мы не можем начинать с максимального давления, и мы не можем допустить, чтобы давление упало до нуля, поэтому есть пределы.Мы загружаем воздух в резервуар до минимального давления, необходимого нам в системе, а затем позволяем воде заполнять резервуар до тех пор, пока мы не достигнем максимального давления, которое нам требуется в водопроводной системе.

Когда давление в водопроводной системе падает из-за использования, вода выходит из резервуара, и давление падает до тех пор, пока резервуар не опустеет, а давление воздуха в резервуаре не станет минимальным. Минимальное и конечное давления необходимы для определения коэффициента или множителя, который мы используем, чтобы найти процент объема резервуара, который можно вытянуть и использовать в водопроводной системе.

Гидропневматический бак в водопроводной системе

Вот простая иллюстрация гидропневматического бака в водопроводной системе. В примере, который мы использовали в последнем MMM, требуемый объем просадки составляет 3 галлона. Если давление воздуха в баке слишком низкое, в баке будет меньше накопителя. Если давление со стороны воздуха слишком высокое, вода не попадет в бак, так как давление воздуха больше, чем давление воды на выходе из насоса.

Размер

имеет значение — Расчет требований к размеру расширительного бака

Основная задача расширительного бака связана, что неудивительно, с расширением.В качестве основного требования расширительные баки должны обеспечивать достаточно места для расширения охлаждающей жидкости при нормальной рабочей температуре и не допускать ее выталкивания из фитинга сброса давления в горловине.

Общее практическое правило для надлежащей способности расширения: 12% от общего объема охлаждающей жидкости для отвода и 6% от общего объема для теплового расширения.

Пропускная способность — это количество охлаждающей жидкости, которое может быть потеряно до того, как воздух достигнет водяного насоса и попадет в систему.Пузырьки воздуха в системе охлаждения могут вызвать непостоянное охлаждение, а также могут помешать открытию термостата, если под ним окажется пузырь воздуха.

Тепловое расширение происходит, когда охлаждающая жидкость аккумулирует тепло от двигателя. 6% объема расширения рассчитывается исходя из количества, на которое уровень охлаждающей жидкости поднимется на 212 градусов по Фаренгейту. При этом учитывается изменение плотности самой охлаждающей жидкости и всех компонентов, находящихся в системе охлаждающей жидкости. Если объем рассчитан неправильно и не предусмотрено достаточное пространство для расширения, охлаждающая жидкость будет выводиться из системы при рабочей температуре.Чтобы предотвратить возможность проливания охлаждающей жидкости, можно использовать уловитель или бак утилизации.

Чтобы получить надлежащий объем расширительного бака, нам необходимо сложить требования к пропускной способности и требования к тепловому расширению, чтобы получить дополнительные 18% общего объема, необходимого для расширительного бака. Большинство систем охлаждающей жидкости рассчитаны на работу с расходом около 13 квартов в системе. Если мы используем систему 13 qt в качестве нашей модели. Мы будем использовать следующие расчеты:

Просадка = 12% от 13 кварт = 1.56 кварт

Тепловое расширение = 6% от 13 квартов = 0,78 кварты

Требуемый размер расширительного бака = 2,34 кварты

В системе 13 квартов потребуется расширительный бак на 2,34 кварты. В ситуации, когда достаточно большой резервуар недоступен, можно использовать резервуар для утилизации, чтобы занять часть необходимого объема расширения. Бак утилизации будет собирать любую охлаждающую жидкость, которая выбрасывается из устройства сброса давления. В установке с баком утилизации важно убедиться, что система охлаждающей жидкости все еще достаточно заполнена, чтобы допустить просадку.Дополнительную информацию о настройке системы бака с охлаждающей жидкостью см. В нашей записи блога «Настройка системы охлаждения».

Если вы хотите узнать об особенностях, которые следует учитывать при выборе резервуара, откройте наше Руководство разработчика алюминиевых резервуаров, щелкнув ниже.

Руководство по расширительному баку от Lee Supply

Баки теплового расширения полезны для большинства домовладельцев и становятся нормой во все большем количестве городов.В связи с этим важно, чтобы у всех нас было базовое представление о

.

какие они. Этот флаер предназначен для краткого обзора расширительных баков и того, что они из себя представляют.

Что такое тепловое расширение?

Термин «тепловое расширение» используется для описания расширения объема воды из-за нагрева. Все водонагреватели, независимо от вида топлива, могут испытывать тепловое расширение. В каждом водонагревателе резервуарного типа холодная вода нагревается по мере поступления в резервуар водонагревателя.Это увеличивает общий объем воды и давление внутри резервуара, которое необходимо сбросить, чтобы избежать потенциально негативных эффектов теплового расширения.

Например, вода, нагретая с 90 ° F до настройки термостата 140 ° F в водонагревателе на 40 галлонов, расширится почти на половину галлона. Поскольку вода несжимаема, дополнительный объем, создаваемый расширением, должен куда-то уйти.

Направляющая для расширительного бака

Почему сейчас это становится серьезной проблемой?

В прошлом системы горячего водоснабжения были «открытыми» системами.Поэтому, когда объем нагретой воды превышал емкость бака, она текла обратно в городскую магистраль или водозабор.

Но сегодняшние правила водоснабжения требуют интеграции устройств предотвращения обратного потока или обратных клапанов, в первую очередь для того, чтобы вода в доме не могла загрязнить воду. В результате современные системы горячего водоснабжения считаются «закрытыми» системами. Любое повышение давления по существу задерживается в доме. (Чтобы узнать больше о обратном потоке, вы можете прочитать флаер для обучения обратному потоку).

Клапан T&P:

Водонагреватель имеет предохранительный клапан температуры и давления (T&P), который спроектирован как предохранительное устройство, которое должно использоваться в первую очередь в аварийных случаях, а не на регулярной, ежедневной основе для сброса давления, вызванного типичным тепловым расширением. Использование только клапана T&P для компенсации теплового расширения приводит к потере воды и энергии и может привести к преждевременному выходу клапана из строя.

Еще до срабатывания предохранительного клапана T&P (обычно при 150 фунт / кв. Дюйм) избыточные уровни давления, вызванные тепловым расширением, могут оказывать силы, которые оказывают негативное воздействие на систему горячего водоснабжения.Ниже приведены некоторые из возможных эффектов:

— Преждевременный выход продукта из строя — Повреждение или обрушение центрального дымохода (Повышенное содержание угарного газа в доме) — Снижение производительности и срока службы продукта — Повреждение соединений водонагревателя и трубопроводной системы дома — Уменьшение срока службы водопроводных приборов и приборов в доме — Шумный гидравлический удар в трубах дома

Итак, какое решение?

Бак теплового расширения — это небольшой бак под давлением со сжимаемой воздушной подушкой (диафрагмой), который устанавливается на стороне подачи (вход холодной воды) водонагревателя.

Когда тепловое расширение воды создает избыточное давление внутри водонагревателя, избыток воды нагнетается в расширительный бак, поддерживая уровни давления в пределах нормального рабочего диапазона водонагревателя.

Когда давление в водонагревателе нормализуется (обычно после
запроса на горячую воду в доме), вода из расширительного бака возвращается обратно в водонагреватель диафрагмой, и потенциально вредные эффекты теплового расширения уменьшаются. устранено.
Наличие расширительного бачка также помогает предотвратить попадание капель из кранов и работающих туалетов, не позволяя избыточному давлению достигать приспособлений и преждевременно их повреждать.

Вам нужен расширительный бак, если у вас есть колодезная вода?

Если клиент не пользуется городской водой и у него есть колодец, скорее всего, ему не нужен расширительный бак. Он не повредит, но, скорее всего, в этом нет необходимости. В колодце есть колодец, который действует как расширительный бак.Однако, если по какой-то причине у клиента есть обратный клапан между резервуаром колодца и водонагревателем, он должен рассмотреть возможность установки расширительного бака между обратным клапаном и водонагревателем.

Размер расширительного бака:

При выборе размера расширительного бака необходимо учитывать несколько факторов: размер водонагревателя, заданная температура водонагревателя, давление воды на входе и заданное значение давления воздуха в расширительном баке.

Размер водонагревателя и уставка температуры:

Ниже представлено то, что BackStop, наша линейка расширительных баков, рекомендует для своих баков с водонагревателем с уставкой 140 градусов.(Заводская уставка обычно составляет 120 градусов). Если владелец дома поднимает температуру выше 140, он может выбрать резервуар большего размера. Вы не можете увеличить размер расширительного бачка, но вы можете его уменьшить.

Давление подачи внутри дома:

Чтобы получить давление подачи внутри дома, владелец дома может позвонить подрядчику или выполнить шаги, перечисленные ниже:

1. Выключите все сантехнические устройства в доме и вокруг него, включая краны, льдогенератор, автоматический наполнитель бассейна, разбрызгиватели, посудомоечную машину, стиральную машину и испарительный охладитель.

2. Найдите наружный водопроводный кран как можно ближе к передней части дома. Вот откуда в дом попадает вода из городского водопровода.

3. Снимите шланг с «нагрудника шланга», части втулки, которая позволяет вам вкручивать и снимать шланг.

4. Навинтить на его место манометр. Они могут приобрести манометр у нас.

5. Включите патрубок.

6. Посмотрите, как движется стрелка калибра.Он приземлится под номером, который указывает давление воды.

7. Повторите тест трижды в один день: рано утром, когда вы возвращаетесь с работы домой, и перед сном. Вероятно, каждый раз вы будете видеть какие-то вариации. Оптимальный диапазон составляет от 55 до 65 фунтов на дюйм (PSI).

Уставка давления воздуха в расширительном баке:

После определения давления подаваемой воды необходимо установить давление воздуха в расширительном баке.Хорошее практическое правило — установить давление теплового расширения на 5 фунтов на квадратный дюйм выше, чем давление воды в доме.