Как рассчитать объем расширительного бака для отопления

Алгоритм действия расширительного бака

Схема расширительного бака

Расширительные баки применяются для устранения теплового расширения, принятия избытка теплоносителя, поддержания стабильного гидравлического давления в оборудовании. В закрытых схемах отопления устанавливаются герметичные баки с резиновой мембраной, для открытой – полые сосуды, соединенные с окружающей средой.

В системах отопления открытого типа лишний объем нагретой воды вытесняется в открытое пространство расширителя. В случае переполнения организуется перелив из расширителя в канализацию. Открытый сосуд устанавливается на верхней точке системы и одновременно выполняет функцию отвода воздушных пробок из системы отопления. Размер расширительного бака для отопления по открытой схеме при организации перелива теплоносителя выбирается произвольно, но не менее 5% от общего объема теплоносителя. В схемах с естественной циркуляцией (при отсутствии водопровода) бак используется для залива воды (теплоносителя).

Мембранный экспанзомат – герметичный сосуд, разделенный мембранной перегородкой на две камеры. К одной камере подключается отвод от системы отопления, в другую при производстве через специальный клапан закачивается воздух с давлением от 0,4 – 1,6 атмосфер. Объем бака зависит от общей вместимости оборудования по теплоносителю.  Теплоноситель (вода), разогреваясь, расширяется и образовавшийся лишний объем его выдавливается в водяную камеру экспанзомата, создавая давление на мембранную перегородку. Мембрана выгибается в направлении воздушной камеры, усилие теплоносителя компенсируется давлением воздуха (воздух при этом сжимается). По этому принципу происходит компенсация давления в системе отопления. Гибкость мембраны и давление воздуха бачка расширительного бака для отопления закрытого типа поддерживает постоянную величину давления в системе.

Особенности регулировки гидроаккумулятора

Расширительные баки для водоснабжения поступают в продажу со стандартными настройками производителя — зачастую давление в воздушном отсеке уже установлено на значении 1,5 бар. Допустимое давление всегда указано на этикетке и производитель не рекомендует отклоняться от заданных параметров, особенно в сторону его увеличения.

Перед тем как приступить к регулировке, систему отключают от электросети и закрывают запорные вентили. Мембранный бак полностью опустошают, сливая воду — точный показатель давления можно измерить только при пустом отсеке для воды.

Далее снимают показатели давления с помощью точного манометра. Для этого с золотника снимают декоративный колпачок и подносят прибор. Если давление отличается от требуемого, то его приводят в соответствие, накачивая или стравливая лишний воздух.

bdc3699305620730f536f291b85e3c2e.jpgУчитывая то, что производитель против отклонений от рекомендованных показателей давления, необходимо еще на этапе проектирования выбрать подходящее оборудование, параметры которого не будут конфликтовать между собой

При регулировке давления в газовом отсеке бака производитель заполняет его инертным газом, например, осушенным азотом. Это предотвращает коррозию внутренней поверхности. Поэтому пользователям также рекомендуется использовать для увеличения давления технический азот.

Настройка давления бака в системе водоснабжения

Давление в баке закрытого типа устанавливается всегда несколько ниже (на 10%), чем уровень давления при запуске насоса. Регулируя давление в устройстве можно корректировать напор воды. Чем меньшим будет давление газа в гидробаке (но не меньше 1 бар), тем больше он будет вмещать в себе воды.

Напор при этом станет неравномерным — сильным при наполненном резервуаре и все более слабым при его опустошении. Чтобы обеспечить сильный и ровный поток воды устанавливают давление в камере с воздухом или газом в пределах 1,5 бар.

c835770f076dbdbe8c263458e4ce6617.jpgНапор воды в водопроводе устанавливается с помощью реле. При настройке давления в расширительной камере необходимо учитывать эти значения

Регулировка гидробака в обвязке водонагревателя

Расширительный бак, который используется для горячего водоснабжения, изначально не должен содержать воды. Давление в устройстве устанавливается на показателе, который на 0,2 больше чем верхний порог отключения насоса. Например, если реле настроено на отключение оборудования при показателях давления в 4 бар, то давление в газовом отсеке расширительного бака должно устанавливаться на значении 4,2 бар.

Установленный в обвязке водонагревателя, бак не служит для поддержания давления. Он призван компенсировать расширение тогда, когда происходит нагрев воды. Если установить давление в нем на меньшее значение, то в баке будет постоянно находиться вода.

Типы

Накопительной емкостью может выступать емкость с достаточным внутренним объемом, выполненная из материала стойкого к коррозии и безопасного для хранения питьевой воды. Используются такие материалы как:

  • поливинилхлорид;
  • сшитый полиэтилен высокого или низкого давления;
  • полипропилен;
  • нержавеющая сталь;
  • сталь с покрытием водонепроницаемыми лаками и керамическими покрытиями.

59b2df7f52654670fecdfa814c09b179.jpgПластиковые баки

Оцинкованная сталь хоть и обладает стойкостью к коррозии и водонепроницаема, однако со временем защитный слой цинка может истончиться, особенно в местах соединения и сварки.

По конструкции выделают:

  • открытые емкости, у которых имеется горловина с крышкой или без, но с герметичными стенками и дном;
  • закрытые полностью герметичные емкости мембранного типа.

В первом случает все просто, весь внутренний объем заполняется водой и при необходимости сливается через патрубок, закрепленный в самой нижней точке.

В случае с мембранными аккумулирующими баками полезный объем как минимум на треть меньше объема всей конструкции. Часть объема отводится под воздушную камеру, отделенную от воды с помощью прочной эластичной мембраны. По мере наполнения емкости водой мембрана давит на воздушную камеру, создавая избыточное давление. Когда требуется получить воду обратно, открывается вентиль, и она поступает в водопровод под действием накопленного давления.

Схемы подключения гидробаков

Для системы горячего водоснабжения установку расширительного бака проводят на участке циркуляционной магистрали, всасывающей линии насоса, ближе к водонагревателю. Бак оборудуется:

  • манометром, предохранительным клапаном, воздухоотводчиком — группа безопастности;
  • запорным клапаном с устройством, которое предотвращает случайное перекрытие.

В водопроводной системе, где присутствует водонагревательное оборудование, устройство берет на себя выполнение функций расширительного бака.

ef695d6b97da8fc5af0ce78e5b336c10.jpgСхема установки в системе ГВ: 1 – гидробак; 2 – предохранительный клапан; 3 – насосное оборудование; 4 – элемент фильтрации; 5 – обратный клапан; 6 – кран запорный

В системе ХВ главное правило при установке гидроаккумулятора — монтаж в начале обвязки, ближе к насосу. В схеме подключения обязательно присутствуют:

  • обратный и запорный клапан;
  • группа безопасности.

Схемы подключения могут быть очень разными. Поключенный гидробак нормализует работу оборудования, уменьшая количество включений насоса за единицу времени и этим продлевая срок его службы.

6a95889c828450a20e899ec4b8a0a465.jpgСхема монтажа в системе ХВ со скважиной: 1 – бак; 2 – обратный клапан; 3 – кран запорный; 4 – реле для регулировки давления; 5 – прибор управления насосным оборудованием; 6 – группа безопасности

В схеме с повысительной насосной станцией один из насосов работает постоянно. Такая система устанавливается для домов или зданий с высоким водопотреблением. Гидробак здесь служит в для нейтрализации скачков давления, а для аккумулирования воды устанавливают емкость как можно большего объема.

Что нужно знать при проведении расчетов

При установке отопительной системы, не всегда получается сэкономить полезную площадь, что так важно в малогабаритных помещениях. Но при этом можно узнать точный объем нужного устройства

При вычислениях  используется такая формула:

Vb (объем бачка) = Vt(объем жидкости теплоносителя)*Kt ( коэффициент, учитывающий расширение под влиянием тепла)/F(коэффициент производительности мембранного бака)

Чтобы определить объем теплоносителя используются такие методы:

  • засекается время пробного наполнения всей конструкции. Это можно сделать с помощью водомера;
  • складываются все объемы присутствующих механизмов – труб, батарей и источников тепла;
  • применяется соответствие 15 литров жидкости теплоносителя на каждый киловатт мощности оборудования.

8c66db71ec3c50665d939dbfaddc6999.jpg

Расчет объема на отдельном примере

Коэффициент, учитывающий тепловое расширение используемого теплоносителя, зависит от наличия антифризных добавок. Он меняется в зависимости от процентного соотношения данных добавок, а также может меняться под влиянием температуры. Есть специальные таблицы, где можно посмотреть данные из расчета нагревания теплоносителя. Такая информация внесена в калькулятор. Если используется вода, то это обязательно отображается в программе.

Незамерзающие жидкости в качестве теплоносителя особенно актуальны при необходимости отключать отопление в холодное время года.

Обязательно учитывается коэффициент эффективности мембранного расширительного бака. Его можно определить по такой формуле:

F= (Pm-Pb)/(P1+1)

При этом Pm обозначает максимальное давление, которое может привести к аварийному включению специального клапана безопасности. Это значение должно указываться в паспортных данных изделия.

1c9aac89d1c6329067435bba352108f3.jpg

На схеме показан вариант монтажа устройства

Pb – это давление для подкачки воздушной камеры устройства. Если конструкция уже была подкачана, то параметр указывается в технических характеристиках. Это величину можно менять самостоятельно. Например, производить докачку насосом для автомобиля или убирать лишний воздух при помощи вмонтированного ниппеля. Для автономных систем рекомендуемый показатель – 1-1,5 атмосфер.

Статья по теме:

9d2eb1050d82a5e1581c8706d9d42be0.jpgРасширительный бачок для отопления закрытого типа. Что он из себя представляет, какие его есть виды и как врезать его в систему — читайте в статье.

Шаги

Метод 1

Способ 1: Вычисление объема горизонтального цилиндра

  1. 1

    Измерьте радиус окружности в основании цилиндра. Радиус — это отрезок, соединяющий центр круга и любую точку на его периметре. Чтобы найти радиус, измерьте расстояние от центра, до края круга.

    • Диаметр — это прямо отрезок, проходящий через центр окружности с концами на ее периметре. Для любого круга длина диаметра всегда в два раз больше длины радиуса. Поэтому, можно найти радиус, измерив диаметр и поделив его длину пополам.
  2. 2

    Найдите площадь основания цилиндра. Как только вы нашли радиус основания цилиндра, вы можете посчитать площадь круга в основании. Чтобы сделать это, воспользуйтесь формулой B = ????r2, шде B — это площадь, r — это радиус, ???? = 3.14159

  3. 3

    Посчитайте общий объем цилиндра. Теперь вы можете определить объем цилиндра, умножив площадь основания на высоту цилиндра. Формула выглядит следующим образом: V = B*h, где V — объем цилиндра, B — площадь основания, h — высота цилиндра.r2h.

  4. 4

    Найдите сектор и сегмент круга. Если представить круг в виде пиццы, то сектор — это каждый кусок пиццы. Если хорда (отрезок, соединяющий две точки кривой) проходит через этот сектор, то она разделяет его на треугольник и сегмент. Этот сегмент важен для вычисления заполненного объема бака. Вам нужно будет найти площадь сегмента (путем нахождения площади сектора и вычитания из него площади треугольника) и умножить ее на длину цилиндра.

  5. 5

    Определите площадь сектора. Сектор — это составная часть всего круга. Чтобы найти эту площадь, используйте формулу, представленную выше.

  6. 6

    Найдите площадь треугольника. Найдите площадь треугольника, полученного путем разделения сектора хордой. Используйте формулу, показанную выше.

  7. 7

    Вычтите площадь треугольника из площади сектора. Вычитание даст вам площадь сегмента D.

  8. 8

    Умножьте площадь сегмента на высоту цилиндра. Результатом будет заполненный объем бака. Соответствующие формулы указаны выше.

  9. 9

    Определите высоту заполнения. Последний шаг зависит от того, что больше, радиус r или высота h.

    • Если высота меньше, чем радиус, используйте объем, полученный путем вычисления заполненного объема.
    • Если высота больше, чем радиус, вычтите объем пустоты из общего объема бака. Это даст вам заполненный объем.

Метод 2

Способ 2: Вычисление объема вертикального цилиндра

  1. 1

    Измерьте радиус окружности в основании цилиндра. Радиус — это отрезок, соединяющий центр круга и любую точку на его периметре. Чтобы найти радиус, измерьте расстояние от центра, до края круга.

    • Диаметр — это прямо отрезок, проходящий через центр окружности с концами на ее периметре. Для любого круга длина диаметра всегда в два раз больше длины радиуса. Поэтому, можно найти радиус, измерив диаметр и поделив его длину пополам.
  2. 2

    Найдите площадь основания цилиндра. Как только вы нашли радиус основания цилиндра, вы можете посчитать площадь круга в основании. Чтобы сделать это, воспользуйтесь формулой B = ????r2, шде B — это площадь, r — это радиус, ???? = 3.14159

  3. 3

    Посчитайте общий объем цилиндра. Теперь вы можете определить объем цилиндра, умножив площадь основания на высоту цилиндра. Формула выглядит следующим образом: V = B*h, где V — объем цилиндра, B — площадь основания, h — высота цилиндра.r2h.

  4. 4

    Определите заполненный объем. Заполненный объем рассчитывается также, как и полный, только высота цилиндра ниже. Поэтому, ???? = ????????2h.

Метод 3

Способ 3: Вычисление объема прямоугольного бака

  1. 1

    Найдите объем вашего бака. Чтобы найти объем прямоугольного бака, перемножьте длину (l), ширину (w) и высоту (h). Ширина — это расстояние от одной стороны, до другой. Длина — это самое длинное измерение, а высота — это вертикальная длина, снизу вверх.

  2. 2

    Вычислите заполненный объем. Для прямоугольных баков заполненный объем — это те же длина и ширина, но меньшая высота. Новая высота — это высота заполнения бака.

Советы

  1. Существуют онлайн-калькуляторы для определения объема, которые, однако, потребуют измеренных радиуса, длины и высоты.
  2. Помните, что эти вычисления дадут вам лишь приблизительную оценку. Они подразумевают идеальные геометрические формы.

Источники и ссылки

Устройство расширительного бачка

Устройство расширительной ёмкости определяется её типом, а также особенностями обслуживаемой системы. Так, в оборудовании открытого типа расширение теплоносителя компенсируется за счёт поглощения избытков жидкости в свободных пространствах бака, предназначенных специально для этих целей.

cf5ab17ce3e3d0d9a547763952da5fe3.jpg

Закрытые ёмкости выполняются в виде герметичного баллона, который разделён посредством мембраны на две механически изолированные части. При решении выбрать такую модель нужно иметь в виду, что в одну из них под давлением закачивается газ, а другая выполняет функцию приёмника теплоносителя.

По мере охлаждения жидкости в системе её объём уменьшается, вследствие чего она выдавливается из бачка газом, восполняя образовавшийся недостаток. При её нагреве наблюдается обратный процесс, при котором теплоноситель расширяется и занимает свободное место в баке, ограничиваемое давлением сжатого газа.

В отличие от закрытых бачков, резервуары открытого типа имеют определённые ограничения, связанные с местом их установки. Они должны монтироваться в верхних частях помещения, что обеспечивает возможность движения носителя самотёком при снижении его объёма. Независимо от типа и особенностей таких устройств перед их выбором потребуется обязательный расчёт основных показателей расширителя.

Объем бака

c840701e58b2bb6e6b0269ee53c7a779.jpg

В случае проблем на линии городского водопровода и отключения воды обычно ремонтные работы выполняются за день-два. Однако аварии случаются и на праздники, и в местах, где быстрый ремонт попросту невозможен, тогда придется ждать куда дольше. Оптимальным будет запас воды на 2-3 дня из расчета использования туалета, поддержания личной гигиены и приготовления пищи.

На семью из трех человек вполне достаточно 100 литров в день при использовании воды в эконом режиме. Для одной стирки требуется приблизительно 80 литров воды, точнее можно узнать в паспорте к стиральной машинке. Аналогично для посудомойки.

Получается, что на 2-3 дня при использовании бытовой техники надо искать накопительную емкость объемом не менее 500 литров, половина кубического метра.

Однако есть ряд ограничений:

  • Чем больше объем воды и накопительной емкости открытого типа, тем быстрее она начнет зарастать осадком. Не рекомендуется использовать в быту емкости объемом больше 200-250 литров для долговременного хранения воды.
  • Следует учитывать запас прочности перекрытия и несущих стен. Установку бака нужно закладывать еще на стадии проектирования дома.
  • При использовании автономного водоснабжения объем накопительного бака, особенно мембранного типа, не должен превышать дебета скважины. Если это правило не получается соблюсти, то обязательно нужна защита насоса от холостого хода.

Накопительные баки мембранного типа ограничены в своем объеме и не способны отдать весь запас сохраненной жидкости. Для формирования запаса свыше 300 литров придется подключить несколько баков меньшей емкости параллельно друг другу.

Исходные данные

Расчет расширительного бака возможен лишь при наличии следующих исходных данных:

  • минимальный диаметр подводящей трубы;
  • величина нормального давления в ёмкости для расширения;
  • среднее (рабочее) давление в отопительной системе.

Такой расчёт может быть произведён программным или обычным (ручным) способом. В результате пользователь должен получить значение ёмкости расширителя, удовлетворяющее характеристикам отопительной системы и конструктивным особенностям самого бака.

Важно! При использовании программного метода онлайн-калькулятора результат имеет большую погрешность, не всегда приемлемую с практической точки зрения. К тому же эта услуга чаще всего платная

Из-за указанных недостатков при выборе способа расчёта удобнее ориентироваться на ручной подход, реализуемый с помощью обычных формул. В основу этого метода заложен принцип зависимости параметров жидкости от её температуры.

Выполнение установки расширительного бака

Перед началом работ проверяют гидроаккумулятор на отсутствие повреждений. Установку устройства проводят в звукоизолированном помещении, при плюсовой температуре. Чтобы иметь доступ к крану для слива, запорной арматуре и т. п., расстояние от бака до потолочного перекрытия и стен оставляют не меньше 0,6 м.

В помещении также необходимо предусмотреть возможность наполнения бака и слива воды. Крепеж и место для монтажа должно выдерживать 100%-ю заполненность емкости.

43c198a94272bb9f074e69c9a6c954d1.jpgДля расширительных баков объемом до 30 литров используют настенное крепление, большие емкости устанавливают на ножках

Гидроаккумулятр не должен подвергаться механической и статистической нагрузке, нежелательно допускать воздействие на него труб и агрегатов. Бак привинчивают к полу, используя резиновые прокладки. На входе в гидробак устанавливают обратный клапан, кран для слива.

Галерея изображений

Фото из

31f3eefdf3394f45a0a4ef295af1f777.pngДля подключения гидроаккумулятора к системе водоснабжения потребуется реле давления, полимерные трубы, американака 1″, переходник и цанговая муфта, фум-лента
7f5f87afb08a5bc10b3194114550b2b6.pngДля обеспечения герметичности в узле и возможности разобрать оборудование без повреждений уплотняем резьбу фум-лентой
3f524c1832fd888324bc69a1d0bed811.pngДля упрощения сборки/разборки и возможности легко демонтировать для ремонта ставим американку перед реле давления
108a6117ac679f95520648787a4a3dd7.pngПодсоединяем реле давления, стараясь расположить его под углом, удобным для дальнейшей эксплуатации и отслеживания параметров
e48771752c470fb6a815a1af01253c14.pngНесмотря на то, что в узле соединения манометра с реле есть уплотняющая прокладка, резьбовое соединение в этом месте дополнительно проходим уплотняющей лентой
391f78dfcd76e774c98fb4193eaa8bfa.pngСварим колено из труб ПВХ для удобства и упрощения подключения линии, транспортирующей воду к потребителям
8eaa230896e5c28ace9bcab07015846e.pngК расположенному на выходе из реле давления патрубку подключаем сваренное из труб ПВХ колено
4120935667a24044e69df89588a9da45.pngИспользуя муфту для полиэтиленовых труб, оснащенную цанговым зажимом, подсоединяем водопроводную линию от насоса к гидробаку

df4bed68637497fc18f8cd2ace2be6b8.png
Шаг 1: Подбор компонентов для подключения бака

e7554f2ba26b32d6ab55b7a9e66a3e22.png
Шаг 2: Уплотнение резьбы на фланце гидробака

5c5e1aa707ab0cfe4d1f2d7736636066.png
Шаг 3: Установка американки перед реле давления

63a24be3b04a0ec8fe3fd74aa56ac41f.png
Шаг 4: Подключение к схеме реле давления

155f3d22e556738855adf15456184ea2.png
Шаг 5: Подсоединение манометра

5b64e32e3a946283a23ca476329bfd54.png
Шаг 6: Сварка труб для отводящего колена

8b42bbbcfb433461383ffbef37499e2e.png
Шаг 7: Фиксация колена для водопровода

33dcb8685ed43b492cb36e40a5e0af60.png
Шаг 8: Крепление трубы от насоса к реле

Перечисленные шаги требовались для устройства обвязки гидроаккумулятора, которую производили на дневной поверхности. Для дальнейших действия надо переместиться в кессон.

Галерея изображений

Фото из

86a8a7cc6972bfe48d54691ed5dbbc03.pngГидроаккумулятор вместе с подключенной к нему обвязкой погружаем в бетонный кессон. Если гидробак расположен на поверхности, в этом этапе нет необходимости
7edc430ec96b7076da7432375f531f26.pngСобираем из пластиковых труб и фитингов участок водопровода в кессоне для подведения труб к дому
48f4f162350f7755660d86a7db7fcdde.pngДля подключения электрической части снимаем крышку с корпуса реле давления, пользуясь плоской отверткой

37f06c1201ce3373367c87ad3c0ae6a4.png
Шаг 9: Погружение участка системы в кессон

f7738c6ead63e2ce675e109157176fac.png
Шаг 10: Сборка участка водопровода в кессоне

4bf97f42f23a985adcef901da264d173.png
Шаг 11: Удаление крышки для подключения электрики

92e0706c684c37413e4f8e94ea915bdf.png
Шаг 12: Фиксация кабеля питания насоса

После проведения финишной сборки системы остается провести контрольные испытания и запустить контур водоснабжения.

Общие правила подключения

Устанавливается бак с водой на подготовленной площадке: бетонном основании, перевязанном с фундаментом, или усиленной металлической раме из профилированной трубы. Конструкция должна выдержать полуторный вес бака и воды в нем при полном заполнении.

Входной патрубок может быть любого подходящего диаметра, подача воды происходит под давлением. Выходной патрубок и трубу к водопроводу выбирают диаметром в полтора-два раза больше чем сечение основной линии. Оптимальный размер 32 мм.

Утепление даже самое качественное лишь замедляет снижение температуры в баке. Для предотвращения замерзания воды при установке емкости на неотапливаемом чердаке или на крыше следует использовать любую подходящую систему подогрева труб и самого накопителя.

Расчет экспанзомата для системы с котлом мощностью 31 кВт

Устройство газового котла со встроенным расширительным баком

Перед проведением расчетов по подбору расширительного бака следует знать, что большинство настенных котлов оборудованы встроенными расширительными баками. Объем встроенного бака указан в технической документации котла. При пересчете объема системы отопления по мощности котла (умножением 1кВт мощности по теплу на 15 литров) сверяют соответствие бака объему сооружаемой системы. При недостатке устанавливается дополнительный бак. Его объем рассчитывается за вычетом встроенного экспанзомата. Напольные котлы, как правило, не имеют встроенного оборудования.

Расчет выглядит следующим образом:

К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1) = (3,0 – 1,5)/(3,0 – 1) = 0,375

3,0 – давление в системе, максимальное, атм.;

1,5 – давление воздуха за мембраной, атм.;

0,375 – показатель эффективности бака, К.

Объем теплоносителя: В = 31х15 = 465 литров.

Тогда объем бака составит:

А = 465х0,04/0,375 = 49,6 литра.

Выбирается расширительный бак объемом не менее 50 литров с давлением воздуха в 1,5 атм. Общий способ подбора (10% от А) показывает необходимость применения бака объемом не менее 46,5 литров. В таком случае размер экспанзомата всегда округляется до большего объема – 50 литров.

Давление воздуха, включенное в расчет (1,5 атмосферы), можно изменить. На расширительных баках имеется встроенный клапан для заполнения воздухом. К нему можно подключить ручной насос и поднять давление в случае, если заводское давление составляет меньшую величину

При этом необходимо соблюдать осторожность – при значительном повышении давления можно повредить мембрану, поэтому процесс нужно контролировать по манометру. Клапан также выполняет функцию сброса давления при его поднятии до предельных значений

При расчете расширительного бака расчетный объем лучше увеличить на величину 5 – 10% — это мероприятие нивелирует погрешности расчета и не отразится на работе мембранного сосуда и комплекса отопления в целом.

Как вычислить объём цистерны выполненной в виде цилиндра

Подобные геометрические фигуры используются для хранения пищевых продуктов, транспортирования топлива и других целей. Многие не знают, как рассчитать объем воды, но основные нюансы такого процесса опишем дальше в нашей статье.

Высоту жидкости в цилиндрической ёмкости определяют по специальному устройству метрштоку. В данном случае емкость цистерны вычисляется по специальным таблицам. Изделия со специальными таблицами измерения объёма в жизни встречаются редко, поэтому подойдём к решению проблемы другим путём и опишем, как рассчитать объём цилиндра по специальной формуле – V=S*L, где

  • V- объём геометрического тела;
  • S – площадь сечения изделия в конкретных единицах измерения (м³);
  • L – длина цистерны.

Показатель L можно измерить при помощи всё той же рулетки, но площадь сечения цилиндра придётся считать. Показатель S вычисляют по формуле S=3,14*d*d/4, где d – диаметр окружности цилиндра.

А теперь ознакомимся с конкретным примером. Допустим, длина нашей цистерны имеет значение 5 метров, её диаметр 2,8 метра. Сначала вычислим площадь сечения геометрической фигуры S= 3,14*2,8*2,8/4=6,15м. А теперь можно приступать к вычислению объёма цистерны 6,15*5= 30,75 м³.

 

 

 

 

Рекомендации специалистов

c152331877261a4610ec18b9edf76f1f.jpgРасширительный бак закрытого типа необязательно устанавливать в наивысшей точке системы.

Главное преимущество мембранных компенсаторов как раз и заключается в возможности его размещения в месте, наиболее удобном для монтажа и эксплуатации.

Маленькие бачки объемом 20-25 литров устанавливают обычно в системы с циркуляционным насосом, мощность которого составляет 1,2 кВт. Увеличения емкости до 20-60 литров приведет к увеличению мощности насоса до 2,0 кВт.

В продаже есть компенсирующие устройства объемом 100-200 литров. Помимо их прямого назначения они могут играть роль накопительного резервуара для теплой воды. Правда, использовать их в таком ключе можно лишь в случае отключения основного источника ГВС на короткий срок.

Типоразмеры расширительных баков занимают довольно широкий диапазон. Среди них попадаются модели с габаритами настолько большими, что стандартные дверные проемы не позволяют внести их внутрь помещения. В такой ситуации лучше одну огромную емкость заменить на несколько маленьких. Главное, чтобы их суммарный объем равнялся расчетному.

Расширительный бак открытой системы отопления расчет и правила установки

625335dc215c5e6a3cebb4bbb6951f80.jpg

Расширительные баки применяются во всех схемах систем индивидуального отопления. Главное назначение расширительного бака — это компенсация объема системы отопления вызванное тепловым расширением теплоносителя.

Содержание

Особенности бака открытой системы отопления

Дело в том, что объем теплоносителя при увеличении давления увеличивается и если не предусмотреть дополнительную емкость куда бы избыточный объем мог бы уместится, то в системе отопления давление может возрасти на столько, что произойдет прорыв. Для устранения избыточного давления системы применяют расширительный бак.

Ко всему сказанному расширительный бак открытой системы отопления отличается от баков, предназначенных для закрытых систем. В закрытых системах используются баки, не сообщающиеся с атмосферой. В открытой системе применение такого бака невозможно, так как избыточное давление в баке будет создавать большое сопротивление циркуляции теплоносителя. Поэтому для открытых систем отопления применяют открытые баки.

Отсюда возникает большой недостаток открытых систем отопления — это испарение теплоносителя из бака. Как следствие периодически необходимо контролировать уровень теплоносителя в баке и в случае необходимости восполнять потери.

Кроме того, для открытых систем отопления важно не только, чтобы бак мог сообщаться с атмосферой, но и правильный расчет объема бака и грамотная установка, и подключение к системе отопления. . Расчет объема открытого расширительного бака

Расчет объема открытого расширительного бака

Традиционно объем расширительного бака определяют, как 5% объема всей системы отопления. Это связано с тем, что при увеличении температуры воды до 80 градусов ее объем увеличивается приближённо на 4%. Прибавив к этому небольшое пространство чтобы, вода не переливалась через края бака еще 1%, в сумме получаем величину объема расширительного бака в процентном соотношении от объема всей системы отопления.

Если в открытой системе применяется другой теплоноситель, то следует скорректировать объем бака исходя из величины температурного расширения применяемого теплоносителя.

Больше всего сложностей возникает с подсчетом объема теплоносителя в системе отопления. Для подсчета объема системы необходимо просуммировать внутренний объем всех элементов системы труб радиаторов, отопления и котла. Так же объем системы можно определить косвенно по мощности котла, исходя из того, что 1 Квт мощности котла необходим для подогрева 15 литров теплоносителя.

Установка и подключение открытого расширительного бака

В отличии от закрытого расширительного бака, для открытого существуют определенные правила. Самое важное правило – бак должен быть расположен выше всей системы отопления. В противном случае по принципу сообщающихся сосудов из него будет вытекать вода. Это обстоятельство и приводит за частую к отказу от устройства системы отопления открытого типа, т.к. не всегда удается удобно установить расширительный бак.

Второй важной особенностью является то, что бак должен быть подключен к обратке. Дело в том, что на обратке температура воды меньше, а, следовательно, вода будет медленнее испаряться. Кроме того, учитывая не высокую температуры воды в обратке, соединить расширительный бак с системой можно с помощью прозрачного шланга, что облегчит контроль количества воды в системе.

Дополнительно у расширительного бака могут быть предусмотрены специальные патрубки для исключения перелива и контроля уровня воды в баке.

С нижним или верхним расположением

Есть три варианта подключения накопительной емкости и использования запаса воды:

  • Верхнее расположение емкости. В этом случае забор воды осуществляется под действием силы гравитации. Чем выше расположен гидроаккумулятор по отношению к потребителю, тем сильнее напор воды. Каждые 10 метров высоты добавляют 0,1 атмосферу, или примерно 1 бар.
  • Нижнее расположение простой накопительной емкости. Гравитация уже не поможет, и для подачи в водопровод используется насос, поднимающий давление до оптимального уровня.
  • Аккумулирующие емкости мембранного типа сами по себе создают требуемое давление для подачи воды. Нижнее расположение на уровне потребителя для них является оптимальным, так как от установки на чердаке или вышке никакого преимущества не будет.

Как определить оптимальный вариант?

Если дом с несколькими этажами и есть возможность расположить накопительный бак на чердаке, то это позволит обойтись без дополнительной установки насоса, и не нужно тратиться на дорогостоящий мембранный бак. Фактически это аналог водонапорной башни. Однако поднять емкость так высоко, чтобы обеспечить комфортный напор на уровне 2-2,5 атм. все равно сложно. Тем более что встает вопрос об утеплении бака, чтобы в зимний период вода в нем не замерзала.

В случае аварийного отключения воды имеющегося давления в 0,2-0,3 атм. будет вполне достаточно, чтобы воспользоваться смесителем в раковине, унитазом или даже душем, однако не получится задействовать часть бытовой техники, например стиральную машинку или посудомойку, которым требуется большее давление для срабатывания электромагнитных клапанов.

Установка емкости в уровень с потребителем подойдет в тех случаях, когда нет возможности поднять бак на чердак или хотя бы на этаж выше. Это же относится и установке накопительного бака в квартире. Потребуется небольшой насос для подачи воды в водопровод под давлением. Для обеспечения адекватного режима работы насосу потребуется расширительный мембранный бак.

Аккумулирующий бак с мембраной отлично подойдет для хранения запаса воды как при использовании централизованного водопровода, так и в автономной системе. При этом он не требует дополнительного оборудования или верхнего расположения. Однако его стоимость значительно выше, чем любой обычной накопительной емкости даже в сочетании с простым насосом.

Немного о типах расширительных баков

Эти устройства, как и сами системы отопления, разделяют на открытые и закрытые. Баки открытого типа отличаются большими габаритами и относительно низкой эффективностью, поэтому они не очень востребованы на рынке на сегодняшний день.

Устройства закрытого типа – это непроницаемые баки, разделённые внутри резиновой мембраной. Внизу циркулирует тепловой носитель, который изменяется в объёме за счёт повышения градуса. Вверху находится воздух, который закачивается туда на самом производстве. Давление воздуха изнутри равно 1,5 атмосфер.

По законам физики вода при нагревании увеличивает объём, её излишки заполняют нижнюю часть расширительного бака. При всём вода давит на мембрану, что поднимается до определённой отметки. Воздушные массы, которые давят сверху, создают в закрытой отопительной системе давление в 1,5 атмосфер, а это – необходимое условие качественной её работы.

При выборе расширительного бака обращаем внимание на следующие моменты:

  1. Форма бачка может быть округлой (баллонного типа) либо плоской.
  2. В нём применяется стойкая к температурам резина как мембрана. Она может быть диафрагмовая либо плоская.
  3. Выбор расширительного бака стоит делать, взяв за основу мембрану, а именно срок её службы и устойчивость к нужному давлению. Помните и о температурном нагреве теплоносителя, что будет контактировать с мембраной.
  4. Процессы диффузии тоже не самым лучшим образом могут сказываться на её качестве.

Если вам помог калькулятор, то добавьте его в закладки, чтобы не потерять! Сочетание клавиш CTRL+D вам в этом поможет.

С централизованным водоснабжением

Любой тип подключения накопительной емкости требует наличия обратного клапана на вводе в дом или квартиру. Именно клапан будет препятствовать вытеканию запасенной воды обратно в трубопровод, а не к потребителю.

Верхнее подключение

Бак устанавливается под потолком первого этажа, этажом выше санузла и кухни или на чердаке. У бака должен быть штуцер в верхней части для подачи воды, еще один чуть выше для сброса в канализацию при переполнении и штуцер в самой нижней части для забора воды.

Уже после ввода фильтра грубой очистки запорного вентиля, счетчика и обратного клапана устанавливается тройник, от которого труба идет к входному патрубку бака, перед штуцером устанавливается запорный вентиль или управляемый клапан.

К выходному штуцеру подсоединяется запорный вентиль и опускается труба обратно к водопроводу, с которым соединяется посредством тройника.

Шланг для сброса излишков опускается в канализацию или выводится за пределы дома в палисадник или дренажную систему.

Для контроля наполнения используется механический клапан с поплавком, аналогичный тем, что используются в бачке унитаза.

Чтобы воспользоваться запасенной водой, достаточно открыть выходной вентиль.

Нижнее подключение

Подключение выполняется идентично первому варианту. Однако на выходе необходимо установить насос для создания в водопроводе дополнительного давления. Перед каждым использованием воды придется включить предварительно насос.

Упростить жизнь поможет готовая насосная станция или дополнение насоса расширительным баком мембранного типа и реле давления.

Нижнее подключение накопительного бака с мембраной

Для подключения бака используется всего одна труба, подсоединенная к водопроводу через тройник с вентилем. Врезка осуществляется так же после фильтра, счетчика и обратного клапана.

Перед использованием необходимо настроить давление в воздушной камере. Делать это необходимо строго в соответствии с инструкцией к выбранной модели. Предварительно изучается нормальное давление в водопроводе, притом с учетом колебаний в течение суток. Берется в итоге среднее значение, которое используется для настройки бака. Только так получится использовать максимум полезного объема бака.

Монтаж гидробака открытого типа

Устройство открытого типа используется все реже, так как требует постоянного вмешательства пользователя в свою работу. Открытый расширительный бак — это негерметичная емкость, которая служит для образования давления в водопроводе, аккумулирования воды, а также служит в качестве расширительной камеры.

762ab5a8bad6c4801d72805cb5880ddc.jpgК баку подключают: кран для слива, патрубки для рециркуляционной и подающей трубы, контрольную и переливную трубу

Бак устанавливают выше самой верхней сантехнической точки, например, на чердаке, вода в систему поступает самотеком. Каждый метр, на который поднимается устройство, увеличивает давление в водопроводе на 0,1 атмосфер. Чтобы автоматизировать процесс обеспечения водой, бак оснащают поплавковым переключателем и устанавливают автоматическое реле, которое будет включать и отключать насос.

9fe9b644a5a5d553ad6284f6bc3752d7.jpgЕмкость монтируют в непромерзаемом помещении, накрывают крышкой от пыли и мусора, укутывают стенки минеральной ватой или другим утеплителем

Такой способ организации водоснабжения требует регулярного контроля пользователя, иначе вода при отрицательных температурах может замерзнуть (если помещение не отапливается). Жидкость будет испаряться, поэтому придется постоянно доливать ее.

Кроме того, такая емкость громоздкая и не эстетичная, для нее обязательно нужно иметь в доме чердачное помещение. Но главный недостаток устройства — бак не приспособлен работать в условиях высокого напора воды в системе.

Для автономного водоснабжения

Как и в случае с централизованным водопроводом имеется несколько вариантов подключения.

Водонапорная башня

Накопительный бак устанавливается на уровне 15-20 метров над уровнем земли на укрепленной вышке или чердаке. Вода от скважинного насоса или насосной станции подается непосредственно в бак, а уже с него раздается в санузел и на кухню в доме. Давление в системе обеспечивается перепадом высот между уровнем воды в баке и краном смесителя в доме.

2d1f1985a68e9a2b244447c7d46ff5f2.jpg

Недостатком является постоянный проход через бак воды, что вызовет со временем накопление осадка, даже если предварительно установить фильтрующую систему.

Преимущество в простоте конструкции и минимуме дорогостоящих элементов, за исключением самой конструкции башни и обязательного утепления бака для защиты от замерзания даже при его размещении на чердаке.

Нижнее подключение накопительного бака

Емкость устанавливается вровень с насосной станцией или на первом этаже в доме. Наполняется она во время обычной работы насоса за счет воды из скважины. Ограничителем является поплавковый выключатель.

Подобный вариант спасает при чрезмерном потреблении воды и снижении уровня воды в скважине или колодце. Однако бесполезен при выключении электричества, так как для подачи конечному потребителю воды из запаса требуется насос.

9d574ee4928d278d06e9fb35030ce758.jpgСхема нижнего подключения накопительного бака

Мембранный аккумулирующий бак

Мембранный бак для хранения запаса воды устанавливается после насосной станции и обратного клапана, с нижним подключением. Если насосная станция по какой-то причине не работает и не поддерживает давление в системе, то вода поступает с аккумулирующего бака.

Выводы и полезное видео по теме

Все о расширительных баках — классификация, предназначение, регулировка и признаки неполадок:

Неправильная работа насосной станции часто связана с неисправностями гидроаккумулятора:

Нюансы выбора гидробаков для водоснабжения:

Еще на этапе планирования и разработки водопроводной системы необходимо продумать все принципиально важные моменты и просчитать все параметры. Если нет уверенности в непогрешимости своих расчетов и правильном выборе гидробака для водоснабжения, лучше обратиться к специалистам.

Многие фирмы, которые занимаются реализацией профессионального оборудования, предоставляют консультации или даже проводят расчеты бесплатно. Это поможет избежать ошибок и лишних трат.

Добавить комментарий

Adblock
detector