Расширительный бак для системы отопления, давление, принцип работы

В системе отопления очень важным элементом является расширительный бак для отопления. Служит такое устройство для того чтобы принимать излишки теплоносителя в тот момент, когда он расширяется, таким образом предотвращая разрывание трубопровода и кранов.

Расширительный бак для отопления

Принцип функционирования расширительного бака для отопления состоит в следующем: когда температура теплоносителя поднимается на 10 градусов, то объем его увеличивается примерно на 0,3%. Так как жидкость – не сжигается, то появляется излишнее давление, которое нужно компенсировать. Именно для этого и устанавливается расширительный бак.

Виды расширительных баков

В различных системах отопления применяются разные виды расширительных баков. Раньше в системах, не имеющих циркуляционных насосов, использовался открытый расширительный бак для отопления. Но такие баки имели множество недостатков, поэтому в настоящее время их применяют очень редко.

Из-за того, что в такой расширительный бачок для отопления попадает воздух, появляется коррозия, а также жидкость испаряется быстрее и ее необходимо постоянно пополнять. Такой бак должен быть поставлен в самой верхней точке системы отопления, а это не всегда можно легко и просто реализовать.

Открытый расширительный бак для отопления

В таких системах отопления, где носитель тепла циркулирует с помощью насоса, ставится закрытый расширительный бак для отопления, расчет здесь делается на то, что это герметичная емкость, которая обладает эластичной мембраной внутри. Мембрана (баллонная или диафрагменная) разделяет бачок на две части. В одну часть закачивается воздух или инертный газ под давлением, а другая часть предназначена для излишков теплоносителя. Мембрана внутри бака – эластичная, поэтому при попадании теплоносителя туда объем воздушной камеры становится меньше, давление в ней растет, таким образом компенсируя высокое давление в отопительной системе. При остывании же совершается обратный процесс.

Устройство закрытых расширительных баков

Закрытый расширительный бачок для отопления плоский бак может быть фланцевым (иметь сменную мембрану) и с несменной мембраной. Второй вид пользуется достаточно большим спросом из-за относительно низкой стоимости. Но фланцевые расширительные баки во многом лучше – давление здесь может быть больше, а если разорвется мембрана, то можно ее заменить.

Фланцевый расширительный бак системы отопления может быть как вертикальным, так и горизонтальным.

Здесь жидкость, когда поступает в бак, не имеет контакта с металлической поверхностью, так как находится внутри мембраны. Если мембрана повреждается, заменить ее можно через фланец.

Вертикальные и горизонтальные фланцевые бачки

Баки, в которых не предусмотрена сменная мембрана, она закрепляется жестко по всему периметру. Диафрагма с самого начала прижата к внутренней поверхности, так как объем расширительного бака для отопления полностью заполнен газом.

После этого давление в расширительном баке отопления увеличивается, а жидкость идет вовнутрь. Когда система запускается, давление может резко повыситься, поэтому именно в этот момент мембрана может повредиться.

Рекомендуем к прочтению:

Выбор расширительного бака

Выбор расширительного бака для отопления – это ответственное дело. При этом следует обязательно уделить внимание не только на его типу и размеру, но и на мембране – важны такие показатели: устойчивость к процессу диффузии, диапазон рабочей температуры, долговечность, соответствие санитарным требованиям.

Сегодня на рынке представлен большой спектр, расширительных баков для системы отопления.

Кроме этого, необходимо определить соотношение границ диапазона давления, которое предельно допустимо. Обязательно нужно уточнить перед покупкой бака, соответствует ли он существующим нормам качества и безопасности.

Расчет объема бака

Прежде всего, определим зависимость необходимого объема и параметров, которые на него влияют. При расчетах нужно учитывать, что чем более будет емкость отопительной системы и чем выше максимальная температура носителя тепла в ней, тем бак должен быть больше. Чем выше допустимое давление в расширительном бачке отопления, тем он может быть меньше. Конечно же, методика расчета достаточно сложная, поэтому лучше проконсультироваться со специалистом. Ведь ошибка в выборе расширительного бака может вызвать частое срабатывание клапана предохранения или другие неприятности.

Расчет объема производится по специальной формуле. Здесь основная величина – это суммарный объем теплоносителя, который присутствует в отопительной системе. Вычисляется эта величина с учетом мощности котла, количества и типов отопительных устройств. Приблизительные значения: радиатор – 10.5 л/кВт, система теплый пол – 17 л/кВт, конвектор – 7 л/кВт.

Чтобы произвести более точный расчет такого устройства, как вакуумный расширитель для отопления, применяется формула: Объем бака = (Объем воды системы отопления * Коэффициент расширения теплоносителя) / Эффективность расширительного бака. Коэффициент расширения для воды равняется 4% при ее нагреве до 95 градусов. Для определения эффективности бака применяется еще одна формула: Эффективность бака = (Наибольшее давление в системе – Первоначальное давление в воздушной камере) / (Наибольшее давление в системе + 1).

Коэффициенты полезного объема расширительного бака

Таким образом, вакуумный расширительный бак отопления подбирается с учетом характеристик прочности и температуры, которые не должны быть выше допустимых показателей в месте подключения. Объем бака может либо равняться, либо быть больше того результата, который получился в итоге вычислений.

Установка расширительного бака

Монтаж расширительного бака системы отопления делается в соответствии с проектом и инструкцией. Лучшим вариантом для вас будет, чтобы это осуществил специалист. Если такой возможности нет, то хотя бы проконсультируйтесь с ним. Установка расширительный бак для отопления, если он открытого типа, производится в самой верхней точке системы отопления. Закрытый бак можно ставить практически в любом месте, но не непосредственно после насоса.

Рекомендуем к прочтению:

Один из вариантов установки расширительного бачка в систему отопления

Необходимо особое внимание уделить такому вопросу, как крепление расширительного бака отопления, так как масса бака, который заполнен водой, существенно увеличивается. Также важный момент – это возможность и удобство обслуживание бака, свободный доступ к нему.

Обслуживание расширительного бака

Нельзя преуменьшать роль такого устройства, как расширительный бачок системы отопления инструкция этого прибора предоставляет перечень правил его обслуживания. К ним относят:

• Один раз в полгода необходимо проверять бак на внешние повреждения – коррозию, вмятины, подтеки. Если вдруг такие повреждения найдены, то обязательно нужно устранить их причину.
• Один раз в полгода нужно проверять начальное давление газового пространства на соответствие расчетному показателю.
• Один раз в полгода проверяется целостность мембраны. В случае обнаружения ее нарушения нужно заменить ее (если такая возможность предусмотрена).
• Если бак не будет использоваться долгое время, то нужно держать его в сухом месте, слив из него воду.

Далее о том, как проверить расширительный бак отопления – его начальное давление газового пространства. Для этого следует отключить бак от отопительной системы, дренировать с него воду, к ниппелю газовой полости подключить манометр. Если давление ниже, чем то, которое было установлено тогда же, когда происходила настройка расширительного бака для отопления – через этот же ниппель бак нужно накачать компрессором.

Показания манометров при правильной работе расширительного бака

Проверка целостности мембраны – это тоже важный момент. Если вдруг во время проверки давления газового пространства после того, как вы дренировали воду, через дренажный кран идет воздух, а давление в газовой полости уменьшилось до атмосферного – то мембрана пробита.

Чтобы заменить мембрану, нужно пройти несколько этапов. Первым делом, бак отсоединяется от отопительной системы, затем его нужно дренировать. Далее давление газовой полости сбрасывается через ниппель. Фланец мембраны демонтируется. Находится он в области патрубка для соединения с трубами. Мембрана, входящая в устройство расширительного бака для отопления, извлекается из отверстия внизу корпуса.

Затем нужно проверить внутреннюю часть корпуса, чтобы там не было загрязнений и коррозии, если они есть – нужно их удалить и промыть водой, после чего высушить. Чтобы убрать коррозию, нельзя использовать средства, включающие масла! Держатель мембраны вставляется в отверстие вверху мембраны. Болт вворачивается в держатель мембраны, она ставится в корпус, а держатель отводится в отверстие в дно корпуса. Затем держатель фиксируется гайкой. После этого на корпус ставится фланец мембраны.

Расширительный бак в системе отопления – установка и подключение

В процессе нагрева котла вода расширяется, избыток теплоносителя заполняет специальную емкость, расположенную в определенной точке отопительной сети. Отсюда наша задача – пояснить, как установить расширительный бак в системе отопления частного дома. Также уточним место подключения, способ опорожнения и настройки расширительного бачка.

Где устанавливается расширительный бак на отопление

Итак, установка бачка зависит от типа системы отопления и назначения самого резервуара. Вопрос не в том, для чего нужен расширительный бак, а в каком месте он должен скомпенсировать расширение воды. То есть, в тепловой сети частного дома может стоять не один такой сосуд, а несколько. Вот перечень функций, возлагаемых на различные расширительные емкости:

• компенсация теплового расширения воды в закрытых системах отопления;
• в открытых сетях резервуар выполняет 2 функции – воспринимает лишний объем теплоносителя и удаляет воздух из системы в атмосферу;
• в определенных условиях мембранный бак служит дополнением к штатному расширительному бачку газового котла;
• поглощать излишки нагретой воды в сети горячего водоснабжения.

Находясь в наивысшей точке системы открытого типа, бачок работает как воздухоотводчик

В открытых тепловых сетях вода в резервуаре контактирует с атмосферным воздухом. Поэтому установка расширительного бака предусматривается в наивысшей точке – на стояке, идущем от котла. Зачастую эти системы делаются самотечными, с увеличенными диаметрами трубопроводов и большим количеством теплоносителя. Вместительность бака должна быть соответствующей и составлять около 10% от общего объема воды. Куда, как не на чердак, ставить такой габаритный резервуар.

Справка. В одноэтажных домах старой постройки встречаются небольшие расширительные бачки для открытой системы отопления, установленные на кухне рядом с напольным газовым котлом. Так тоже правильно, находящуюся под потолком емкость проще контролировать. Правда, это не слишком хорошо выглядит в интерьере. Мягко говоря.

Альтернативные самодельные баки открытого типа из пластиковой канистры (фото слева) и воздушного ресивера

Отопительные системы закрытого типа отличаются тем, что мембранный расширительный бак для воды полностью герметичен. Оптимальный вариант монтажа – в помещении котельной, рядом с остальным оборудованием. Другое место, где иногда приходится устанавливать закрытый расширительный бачок для отопления – это кухня в небольшом доме, поскольку там размещен котел.

В системах закрытого типа, работающих на незамерзающем теплоносителе, объем резервуара следует увеличить до 15% от общего количества жидкости. Причина — повышенный коэффициент теплового расширения гликолевых антифризов.

О дополнительных емкостях

Производители комплектуют настенные теплогенераторы встроенными бачками, воспринимающими избыток нагретого теплоносителя. Размеры бака не всегда соответствуют домовой отопительной разводке, иногда вместительности не хватает. Чтобы давление теплоносителя при нагревании находилось в пределах нормы, производится расчет литража и ставится дополнительный расширительный бак для настенного котла.

К примеру, вы переделали открытую самотечную систему в закрытую без замены магистралей. Новый отопительный агрегат подобрали по тепловой нагрузке. Встроенной котловой емкости не хватит на расширение такого количества воды.

Другой пример: отопление теплыми полами всех помещений двух– или трехэтажного дома плюс радиаторная сеть. Здесь объем теплоносителя тоже выйдет внушительный, маленький бачок не справится с его увеличением, давление внутри системы вырастет. Нужен второй расширительный бак для котла.

Примечание. Второй резервуар в помощь котловому – это тоже закрытая мембранная емкость, размещается в помещении топочной.

Когда горячее водоснабжение дома обеспечивает бойлер косвенного нагрева, возникает аналогичная проблема – куда девать избыток санитарной воды из накопителя? Простое решение – поставить сбросной клапан, как это делается на электрических водонагревателях. Но бойлер косвенного нагрева объемом 200…300 л  станет терять через клапан слишком много горячей воды. Правильное решение – подобрать и установить расширительный бак для бойлера.

Справка. В буферных емкостях (теплоаккумуляторах) некоторых производителей также предусмотрена возможность подключения компенсирующего бачка. Более того, специалисты рекомендуют ставить его даже на электрические бойлеры большой вместительности, что и показано на видео:

Как правильно поставить бак

При монтаже открытого резервуара в чердачном помещении следует соблюдать ряд правил:

1. Емкость должна стоять прямо над котлом и соединяться с ним вертикальным стояком подающей магистрали.
2. Корпус сосуда надо тщательно утеплить, дабы впустую не терять тепло на обогрев холодного чердака.
3. Обязательно организовать аварийный перелив, чтобы в нештатной ситуации горячая вода не залила потолок.
4. Чтобы упростить контроль уровня и подпитку, рекомендуется вывести в котельную 2 дополнительных трубопровода, как это показано на схеме подключения бака:

Примечание. Трубу аварийного перелива принято направлять в канализационную сеть. Но некоторые домовладельцы с целью упростить задачу выводят ее под кровлей прямиком на улицу.

Установка расширительного бака мембранного типа выполняется вертикально либо горизонтально в любом положении. Малые емкости принято крепить к стене хомутом или подвешивать к специальному кронштейну, большие – просто ставить на пол. Тут есть один момент: работоспособность мембранного бачка не зависит от его ориентации в пространстве, чего нельзя сказать о сроке службы.

Сосуд с закрытого типа прослужит дольше, если его смонтировать вертикально воздушной камерой кверху. Рано или поздно мембрана исчерпает свой ресурс, появятся трещины. При горизонтальном расположении бачка воздух из камеры станет быстро проникать в теплоноситель, а тот – занимать его место. Ставить новый расширительный бак на отопление придется в срочном порядке.  Если емкость висит на кронштейне «вниз головой», эффект проявится быстрее.

В нормальном вертикальном положении воздух из верхней камеры будет медленно проникать через трещины в нижнюю, как и теплоноситель неохотно пойдет вверх. Пока размеры и количество трещин не возрастет до критичного уровня, отопление будет исправно работать. Процесс занимает длительное время, неполадку вы заметите далеко не сразу.

Верный признак критического износа и растрескивания мембраны в расширительном закрытом бачке – падение давления в домашней отопительной сети. Периодически отслеживайте показания манометра на группе безопасности.

Но как бы вы ни размещали сосуд, стоит придерживаться следующих рекомендаций:

1. Изделие надо располагать в котельной таким образом, чтобы его было удобно обслуживать. Не устанавливайте напольные аппараты вплотную к стене.
2. При настенном монтаже расширительного бака системы отопления не ставьте его слишком высоко, чтобы при обслуживании не пришлось дотягиваться до отсекающего крана или воздушного золотника.
3. Нагрузка от подводящих трубопроводов и отсекающей арматуры не должна ложиться на патрубок бачка. Крепите трубы вместе с кранами отдельно, это облегчит замену резервуара в случае поломки.
4. Не допускается прокладывать подводящую трубу по полу через проход или подвешивать на высоте головы.

Вариант размещения оборудования в котельной – бачок больших размеров ставится прямо на пол

Способы подключения

Гидравлически правильно подключать бак в точке, находящейся на обратной магистрали перед котлом и циркуляционным насосом (если смотреть по направлению течения воды). Бак можно врезать и на подаче, но при 1 условии: насос должен располагаться на подающей линии и все так же стоять впереди компенсирующей емкости.

Лучшее место подключения мембранного бачка – обратка отопления в котельной, но обязательно перед насосом, а не после него

Момент второй: при перегреве твердотопливного котла бачок, подключенный к подаче, начнет заполняться паром. Воздух и пар – это сжимаемые среды, в этом случае резиновая «груша» перестанет компенсировать расширение воды.

Правильное подключение расширительного бака к системе отопления всегда осуществляется через отсекающий шаровой кран с американкой. Тогда резервуар можно в любой момент вывести из эксплуатации и быстро поменять, не дожидаясь остывания теплоносителя. Если же установить на подводке тройник и второй кран, как изображено на схеме подключения, то емкость можно предварительно опорожнить:

Рекомендация. При обвязке бойлера косвенного нагрева с котлом и ГВС подключайте расширительный бак к линии холодного водоснабжения на входе в накопитель. Здесь применяется специальный бак, выдерживающий давление водопроводной сети. Емкость для отопления или гидроаккумулятор не годится. Как их различить, смотрите на видео:

Как проверить и накачать расширительный бак

Перед тем, как подключить и заполнить резервуар теплоносителем, необходимо проверить давление в воздушной камере бачка на соответствие давлению в отопительной сети. Для этого со стороны воздушного отсека откручивается или снимается пластмассовая заглушка, а под ней находится обычный золотник, знакомый вам по автомобильным камерам. Манометром измеряете давление и подгоняете его под свою систему, подкачивая насосом или спуская нажатием на шток золотника.

Бачок накачивается через штуцер обычным ручным насосом

К примеру, расчетное давление в сети после заполнения должно составлять 1.3 Бар. Тогда в воздушном отсеке расширительного бака надо сделать 1.1 Бар, то бишь, на 0.2 Бар меньше. Фокус в том, чтобы резиновая «груша» бачка была поджата со стороны воды. Иначе при остывании сжавшийся теплоноситель станет затягивать воздух через автоматические воздухоотводчики, что недопустимо. После настройки открываете кран, производите заполнение всей системы теплоносителем и спокойно запускаете котел.

Примечание. Некоторые производители указывают на упаковке своих изделий заводское давление в отсеке с воздухом. По нему можно подобрать подходящий бачок и не возиться с накачиванием.

Заключение

Все работы, связанные с монтажом, подключением и настройкой расширительного бака, не относятся к высококвалифицированным и могут быть выполнены своими руками. Более того, вам лучше знать, как проверять и корректировать давление в бачке при эксплуатации. Его снижение или скачки – одна из причин, по которой автоматика газового котла отключает горелку. Если нет серьезных протечек теплоносителя, то первым делом следует измерить манометром давление воздуха в камере резервуара.

Как правильно установить расширительный бак в системе отопления

Те, кто самостоятельно собирает и монтирует систему отопления, нередко задаются вопросом, как правильно установить расширительный бак. Предлагаю сначала разобраться, что такое расширительный бак вообще и зачем он нужен.

Расширительный бак в системе отопления

Поэтому всё будем делать по порядку, и для начала вспомним уроки физики.

Физические свойства воды

Одно из физических свойств воды – практически нулевая способность сжиматься. Это значит, что при попытке уменьшить её объём (то есть сжать) происходит резкое увеличение давления. 

А ещё вода (как и другие материалы) может увеличивать свой объем при нагревании. Это свойство называется термическое расширение. У воды оно начинается уже при температуре +4°C. Впрочем, при понижении температуры ниже этой отметки вода тоже начинает расширяться. Это явление называют 

парадоксом воды. При температуре в +4°C вода имеет наибольшую плотность: вес 1 л = 1 кг.

Однако для систем отопления этот парадокс не важен, потому что температура воды, подаваемой котлом в радиаторы, значительно выше.

Увеличение объёма воды при нагревании. Фото с сайта agrovodcom. ru

Возьмём ёмкость с переливом, который ограничивает объём, равный 1000 см³. Нальём в неё 1 л воды, имеющей температуру +4°C, а затем приступим к нагреву. Плотность воды начнёт уменьшаться, а объём – увеличиваться. 

Так как перелив ограничивает известный объём, излишек воды выльется. При нагреве от +4°C до +90°C (обычная температура воды в системе отопления) этот излишек составит 39,95 см³ (или 34,7 г). Именно этот процесс и происходит в системе отопления, когда котёл нагревает воду.

Что такое расширительный бак

Вспомним: если мы пытаемся сжать воду (то есть в нашем случае уместить увеличившееся количество теплоносителя в заданный объём отопительной системы), растёт давление. Чтобы излишек воды, образовавшийся при нагреве, не испортил трубы и приборы, нужно его куда-то слить, как в мерную ёмкость в опыте.

Но сливать воду из системы отопления мы не можем. Значит, излишек нужно временно «отложить» в какой-нибудь «карман», чтобы потом, когда температура воды снизится, а плотность её повысится, он вернулся в систему, и вода заняла тот же объём, что был изначально.

Расширительный бак в системе отопления

В системе отопления таким «карманом», принимающим избыток воды, образующийся при тепловом расширении, служит расширительный бак. Его задача – быть демпфером (компенсатором) давления в системе.

Открытые и закрытые расширительные баки

Расширительные баки могут быть открытого и закрытого типа. То есть сообщающиеся с атмосферой или с контролируемым, хотя и изменяющимся давлением.

Открытый расширительный бак

Мензурка из описанного опыта, в которую вылился излишек воды при температурном расширении, и есть самый простой открытый расширительный бак. Его недостаток в том, что вылившуюся воду нужно вернуть в систему в ручном режиме. Попросту говоря, перелив обратно в ёмкость, в которой воду нагревали. 

Естественно, для системы отопления такой примитивный способ не подходит. Поэтому расширительный бак открытого типа для отопления схематично выглядит так:

Схематичное устройство расширительного бака открытого типа. Иллюстрация из книги Сканави А. Н. и Махова Л. М. «Отопление»

Открытый расширительный бак можно либо купить готовый, либо сделать самостоятельно. Для этого подходит любая ёмкость нужного объёма, например, пластиковая канистра. 

Расширительный бак закрытого типа

Сейчас чаще стараются использовать закрытые баки: они более компактны и лишены отрицательных черт открытых, которым свойственно обмерзание, насыщение теплоносителя кислородом, повышенная коррозийность. Баки закрытого типа герметичны и состоят из двух камер: водяной и воздушной. 

Компенсация давления происходит следующим образом: излишек воды заполняет водяной отсек и давит на эластичную перегородку между двумя камерами, а воздух (или газ), находящийся в воздушном отсеке, сжимается. В отличие от воды газ можно подвергнуть значительному сжатию без сильного увеличения давления.

Разновидности мембран расширительного бака. Фото с сайта profiteplo.com

В продаже есть два типа закрытых расширительных баков, различающихся по своему устройству:

• с мембраной тарельчатой формы;
• с грушевидной мембраной.

Как правильно установить расширительный бак в системе отопления

Разобравшись с теоретическими основами и видами компенсационных ёмкостей, перейдём к главному вопросу: где и как установить расширительный бак в системе отопления.

Правильный ответ на него – где хотите. То есть расширительный бак можно установить и на «подаче» – магистрали системы, ведущей от котла к отопительным приборам, и на «обратке» – трубе, по которой вода возвращается в нагревательный прибор (котёл), отдав своё тепло радиаторам. Свою функцию буфера, сдерживающего рост давления, он будет выполнять в любом случае.

Расширительный бак, установленный на обратной магистрали
 
И в том и в другом способе есть свои плюсы и минусы. Место установки выбирают, ориентируясь на проектные особенности конкретной отопительной системы. А также на удобство монтажа и последующего обслуживания. 

Нюансы 

Открытый бак, в отличие от мембранного, можно установить в системе с естественной циркуляцией воды, то есть в энергонезависимой – не требующей электричества. В системе с принуждением необходим насос. Поэтому открытый расширительный бак устанавливается в самой высокой точке, расположенной выше всех отопительных приборов. Чаще всего такая точка находится на чердаке. Сегодня, когда подкрышное пространство в частных домах тоже задействуют, устраивая там жилое помещение, такой вариант часто оказывается неподходящим.

Ограничений по размещению закрытого бака нет. Он может стоять в любом удобном месте и в любом положении.

Схема установки открытого расширительного бака. 1 – котёл, 2 –магистраль подачи теплоносителя, 3 – открытый расширительный бак, 4 – отопительный прибор, 5 – насосный узел. Фото с сайта stroim-svoi-dom.ru

Хотя мембранный бак можно установить и перед отопительными приборами, и после них, обычно его монтаж проводят по второй схеме (на «обратке»). Потому что после котла вода, как правило, подаётся очень высокой температуры, от которой мембрана бака может в скором времени прийти в негодность. К тому же при таком варианте установки (после отопительных приборов) котёл и насос не подвергаются скачкам давления и работают в более комфортном режиме.
 
Следует обратить внимание, что если насос в системе внешний (не встроен в котёл), то компенсирующую ёмкость нужно устанавливать перед насосом, а не после него. Иначе расширительный бак будет реагировать на избыточное давление, создаваемое насосом, и работать неправильно.

Кстати, не спешите с выбором и покупкой расширительного бака. Прежде уточните, возможно, ваш котёл уже оборудован не только собственным насосом, но и компенсирующей ёмкостью, находящейся в корпусе котла.

Общие правила 

Определив гипотетическое расположение расширительного бака, выберите правильно фактическое место его монтажа.
        

Расширительный бак нужно устанавливать так, чтобы его было удобно обслуживать

• компенсирующую ёмкость нужно устанавливать так, чтобы её было удобно обслуживать: между баком и стеной или другим оборудованием необходимо оставить свободное пространство;
• водоподводящая арматура не должна давить или тянуть за патрубок бака: закрепляйте подводящие трубы отдельно; это также упростит демонтаж ёмкости при необходимости;
• для демонтажа и ремонта или замены установите перед баком отдельный отсекающий кран.

После монтажа закрытой расширительной ёмкости, возможно, потребуется рассчитать давление и произвести её настройку.

Установка расширительного бака в системе отопления открытого и закрытого типа: виды баков, правила установки

В целях компенсации температурного расширения теплоносителя в отопительной системе устраивают баки открытого или закрытого типа. Они бывают с естественной и принудительной циркуляцией. Объем жидкости имеет свойство изменяться, так как теплоноситель при работе расширяется и сжимается. Чтобы стабилизировать давление на внутренние стены элементов в системе отопления, а также компенсировать изменения объема жидкости применяют расширительные баки.

Содержание:

  1. Виды баков
  2. Расширительный бак открытого типа
    2.1 Достоинства и недостатки
    2.2 Как работает бак открытого типа. Правила установки
  3. Расширительный бак закрытого типа
    3.1 Безмембранные баки
    3.2 Мембранные баки
    3.3 Преимущества и недостатки мембранного бака
    3.4 Как выбрать мембранный бак
    3.5 Установка закрытых расширителей

Виды баков

Есть два типа расширительного бака:

1. Расширительный бак открытого типа.
2. Расширительный бак закрытого типа.

При снижении температуры жидкости в трубопроводе и для ее естественного возращения, устанавливают бак открытого типа в самой высокой точке отопительной системы. Бак такого типа представляет собой объемную емкость, которая сообщается с атмосферой.

Расширительный бак закрытого типа имеет вид герметичного сосуда, который заполнен на одну половину жидкостью, а на вторую — газом либо воздухом, который находится под давлением. После нагрева жидкость продвигается в экспанзомат, а газ в это время сжимается. Жидкость возвращается обратно после охлаждения, а получившаяся разница в объемах заполняется газом.

Расширительный бак открытого типа

Рассмотрим подробнее все особенности бака открытого типа. Бак используют при небольшой протечке для восполнения воды. А также для забора воздуха из системы. 

Такой бак может быть цилиндрическим или прямоугольным и изготавливается обычно из стальных или полимерных материалов. Так как устанавливают экспанзомат вверху, то трубопроводы отопления должны быть длинными. Для обслуживания данного устройства, а также очистки от загрязнений сверху бака устроена крышка. 

Установить расширительный бак открытого типа можно в специальном помещение на крыше дома, лестничном проеме или на чердаке. Если в вашем доме высокие потолки, то такой бак хорошо разместиться в санузле или хоз. помещении. Если емкости выходят за пределы отапливаемого помещения, то их следует утеплять для избегания потерь тепла.

Достоинства и недостатки

Достоинства баков открытого типа:

1. Сбрасывает давление и отводит воздух из отопительной системы.
2. Невысокая стоимость устройства.

К недостаткам относятся:

1. Большие потери тепла и необходимость утепления некоторых элементов. 
2. Перед установкой необходимо устроить дополнительные трубопроводы отопления.
3. Так как система испаряет некоторое количество теплоносителя, то необходимо его периодически пополнять.
4. Возможность образования коррозии стальных элементов из-за контакта с атмосферой.

Из-за недостатков данного оборудования, его используют все меньше, отдавая предпочтение бакам закрытого типа.

Как работает бак открытого типа. Правила установки

Для предотвращения застаивания воды в баке необходимо устроить циркуляцию. Между баком и магистралью трубопровода устраивают контур. Он должен состоять из циркуляционной и расширительной трубы. Отверстие циркуляционной трубы необходимо расположить ниже расширительной на 0,5 см. Благодаря циркуляции из системы отопления пузырьки воздуха выходят в атмосферу. Такая система подходит для принудительной циркуляции. Если же система оснащена естественной циркуляцией, то необходимо подключить расширитель вверху подающего трубопровода.

Расширительный бак закрытого типа

Бак закрытого типа имеет вид герметичного сосуда, который изготовлен из стали. Часть бака заполнена инертным газом, а вторая часть заполнена жидкостью. Расширительный бак закрытого типа бывает двух видов: мембранный и безмембранный.

Безмембранные баки

В таких баках нет внутреннего разделения пространства, поэтому теплоноситель напрямую контактирует с газом. Снаружи устанавливают газовый баллон или компрессор для поддержания давления внутри бака. Подача газа и контроль давления происходят автоматически.

Мембранные баки

Более популярными являются мембранные баки, так как они разделяются при помощи гибкой мембраны. Поэтому газ и жидкость не контактируют.

Бывают баки с тарельчатой мембраной и с грушевидной (баллонной) мембранной.

Первая мембрана крепится в середине бака и похожа на полусферу. Она может становиться вогнутой или выпуклой в зависимости от изменений температуры воды.

Вторая мембрана похожа на сосуд и крепится на разных концах емкости. Между мембранной и металлическими стенками находится газ, поэтому теплоноситель не контактирует со стенками бака. Следовательно, такой бак защищен от коррозии и имеет высокий срок службы. В данном баке можно заменить мембрану. Расширители выпускают с бутиловыми и этиленпропиленовыми мембранами. Они отличаются высокой долговечностью. 

Преимущества и недостатки мембранного бака

Преимущества мембранного бака:

• Не обязательно устраивать теплоизоляцию;
• Потери тепла минимальные;
• Работает при высоком давлении;
• Небольшие размеры;
• Установить бак можно почти в любом месте;
• Бак хорошо защищен от коррозии, так как не контактирует напрямую с атмосферой.

К недостаткам можно отнести:

• Периодическая подкачка воздуха или газа;
• Большая стоимость;
• Давление в системе необходимо контролировать.

Как выбрать мембранный бак

Мембранные баки бывают овальной формы и плоские с диафрагмой. Второй вариант более компактный, его можно установить между стеной и внутренней отделкой. Таким образом, вы сэкономите место в вашем доме. Главным параметрам такого бака является необходимый объем жидкости. Его предварительно рассчитывают.

От качества и параметров мембраны зависит срок службы бака.

Основные характеристики мембраны:

1. Материал, из которого изготавливают мембрану.
2. Рабочие температуры и давление.
3. Диффузионная устойчивость.

Баки, которые используют для отопления окрашивают красным цветом, а тем, которые применяются для системы водоснабжения окрашивают в синий. 

Установка закрытых расширителей

Если бак закрытого типа с принудительной циркуляцией, то рекомендуется устанавливать его перед циркуляционным насосом. Производить монтаж можно в любом положении, но наиболее хорошим вариантом будет верхний подвод жидкости. Так как пузырьки воздуха будут выводиться естественным образом. Бак будет работать даже при повреждении мембраны. 

В некоторых отопительных приборах уже встроен расширительный бак, в таком случае нет необходимости устанавливать дополнительный. Если вы решили сменить воду на другой теплоноситель, то возможно придется заменить бак с более высоким объемом. Но также можно установить дополнительный расширитель.

При установке бака закрытого типа с естественной циркуляцией необходимо установить поплавковый автоматический клапан. Его устраивают вверху системы для сброса воздуха, когда система наполнена. Если при пользовании баком, вы заметили что его объема вам недостаточно, вместо покупки нового будет выгоднее установить дополнительный бак нужного размера.

Читайте также:

Расширительный бак системы отопления: преимущества использования

Расширительный бак системы отопления – очень важная часть. Благодаря его наличию при нагреве воды в системе отопления, предотвращается повышенное давление. Баки выпускаются в двух модификациях: открытого и закрытого типа. Однако закрытые мембранные баки имеют более совершенную конструкцию.

Расширительные баки могут использоваться: в централизованной теплосети, в системе автономного отопления, в системе с использованием теплового насоса или солнечного коллектора.

Мембранный бак регулирует давление в системе обогрева дома. Конструктивно, являет собой цилиндр с расположенной внутри мембранной емкости, разделенной на две половины, в одной из которых закачивается воздух, а в другую поступает вода или другой теплоноситель

У расширительных баков есть ряд преимуществ:

•       материал мембраны не загрязняет воду и препятствует росту бактерий;

•       легкий способ монтажа;

•       высокие показатели надежности и безопасности;

•       установка в любом подходящем месте в доме;

•       минимальные теплопотери;

•       невозможность проникновения воздуха;

•       применение с любым типом и качеством воды;

•       удобство использования;

•       увеличение срока службы радиатора и котла из-за отсутствия воздуха.

Конструкция расширительного бака

Мембранный бак представляет собой металлический корпус в плоском или балонном исполнении, разделенный на 2 части каучуковой мебранной. Одна часть – воздушная, сжимается при наполнении водой до нужного размера. Вторая часть в рабочем состоянии заполняется водой для поддержания оптимального давления в системе.

Как выбрать расширительный бак

В системах отопления, нагрузка на мембрану и расширение воды меняется незначительно, а вот колебания температуры могут быть до 90^оС. Поэтому, при выборе бака, особое внимание следует обратить на материал, из которого выполнена мембрана. Прежде всего он должен иметь хорошую устойчивость к высоким температурам, быть высококачественным и надежным. Исходя из этого, необходимо учитывать следующие характеристики:

•       заявленный рабочий температурный диапазон;

•       длительность срока эксплуатации;

•       соответствие гигиеническим и санитарным требованиям;

•       суммарный объем системы отопления.

В интернет-магазине элитной сантехники «СанКомф» имеется расширительный бак системы отопления необходимого размера и конфигурации.

Мембранный расширительный бак Varem UNIGB 18 л.для закрытых систем отопления

Описание товара

Мембранный расширительный бак Varem UNIGB

Характеристика расширительного бака VAREM UNIGB 24:

• Материал корпуса:Сталь
• Область применения:для дома, для квартиры
• Размещение:настенный
• Размеры мм: 500×270

• Форм-фактор:цилиндрический
• Тип мембраны:сменная мембрана
• Материал мембраны:SBR

• Внутреннее покрытие:нет
• Диаметр подключения, дюйм:3/4
• Объем, л:18

• Диапазон рабочих температур, С:90
• Максимальное рабочее давление, бар:5
• Вес кг: 4
• Страна Италия-Россия

Гарантия

Гарантийный срок Varem UNIGB- 1 год с момента продажи изделия покупателю. Гарантийные обязательства выполняются при соблюдении потребителем правил эксплуатации, хранения, транспортировки и монтажа.
Условия выполнения гарантийных обязательств:

• повреждения, возникшие в результате несоблюдения руководства по эксплуатации;
• нарушение сохранности пломб;
• самостоятельной разборки или ремонта;
• неправильного монтажа или подключения;
• на повреждения, полученные в результате неправильной транспортировки , хранения, удара или падения;
• при наличии внешних механических повреждений;
• при наличии следов воздействия химически активных веществ.

какое должно быть и как проверить

Расширительный бачок встраивается в закрытые системы отопления для выполнения следующих задач:

1. Компенсация теплового расширения теплоносителя. При повышении температуры на каждые 100 °C объем воды в системе увеличивается на 4,33%. Давление в контуре системы растет и действует на внутреннюю поверхность труб и оборудования. Чтобы предотвратить разрушение системы отопления, на обратку котла производится монтаж расширительного бака, он наполняется «излишками» теплоносителя;
2. За счет работы расширительного бачка гасятся гидроудары в системе отопления, которые возникают из-за воздушных пробок или резкого перекрытия арматуры. Чтобы гидроудар не повредил котел, бачок ставят на обратке, перед теплогенератором.

В продаже можно встретить два типа гидробаков — баллонного и мембранного (диафрагменного) типа. Первые чаще используются для холодного водоснабжения и окрашены в голубой цвет, вторые — красного цвета, применяются в системах отопления.

Настройка показателей в новом расширительном бачке перед пуском системы

Бак диафрагменного типа разделен мембраной. Одна из половин находится под давлением, в нее закачан воздух или азот. Уточнить этот параметр можно, посмотрев документы на бак. Предварительное (заводское) давление не обязательно будет оптимальным для работы контура. Этот параметр можно легко перенастроить. Производители предусмотрели это, оставив в корпусе его «воздушной» части золотник, с помощью которого можно регулировать напор воздуха.

Стоит учитывать, что все манометры показывают только избыточное давление. То есть, если при расчетах нужно воспользоваться понятием абсолютного давления, то к показаниям манометра всегда нужно прибавлять одну атмосферу (бар).

Начальное давление в расширительном баке выставляется на 0,2 атм выше давления теплоносителя в холодной системе, которое равно статическому напору контура. Определяется этот напор как расстояние по высоте между верхней точкой контура и серединой расширительного бака. Например, если высота системы отопления 8 м (2 этажа), то статистический напор будет равняться:

∆P = 0,8 атм (10 м = 1 атм), тогда давление в мембранном баке вычисляется так:

∆P + 0,2 = 0,8 + 0,2 = 1,0 атм (бар).

Ниже представлены последствия ошибочно выставленного давления:

• Бак перекачан. Например, в воздушной полости изначально выставлен показатель 3 бара при статическом напоре 1,5 бара. При запуске насоса напор теплоносителя изменится, но не сильно — в пределах 1 атм. Получается, что когда манометр у котла показывает максимум 2,5 бара, в воздушной части мембранного бака по-прежнему 3 бара. Такой настройкой сводится на нет вся компенсирующая способность мембранного устройства — воздух будет стремиться вытолкнуть теплоноситель из бачка.
• Показатели внутри расширительного бака занижены. В этом случае при заполнении закрытой системы вода или антифриз с легкостью продавит мембрану и заполнит собой всю емкость. При каждом повышении температуры, а с ней и напора, будет срабатывать предохранительный клапан. В таком случае расширительный гидробак также становится бесполезным.

Совет! Настройка первоначального давления воздуха была произведена правильно, но продолжают срабатывать предохранительные клапана системы отопления. Возможно, был выбран слишком маленький объем расширительного бака. Чтобы этого избежать, рекомендуется устанавливать бак, объем которого составляет не менее 10 % от общего объема теплоносителя.

Как измерить и отрегулировать давление в расширительном бачке

h3_2

Давление в системе отопления контролируется манометрами, но в самой емкости нет штуцера под установку этого прибора. Однако есть ниппель, в который вмонтирован золотник для подкачки или выпуска воздуха. Он находится на стороне, противоположной подводу теплоносителя. Ниппель, по сути, является аналогом автомобильного, поэтому чтобы проверить этот параметр или отрегулировать его, можно воспользоваться обыкновенным автомобильным насосом со встроенным манометром.

На шкале автомобильного манометра значения указаны в МПа, тогда как напор в отопительном контуре дается в барах или кгс/см². Перевести легко:

1 Бар = 1 атм = 100 000 Па = 0,1 МПа

Измерение давления автомобильным манометром:

1. Нужно отключить котел и подождать 5-10 минут до полного прекращения циркуляции системы;
2. Перекрыть запорные вентили на участке, где стоит гидробак. Слить воду через дренажный штуцер. Если мембранный бак встроен в котел, то перекрывается подача и обратка теплоносителя;
3. Открутить колпачок ниппеля и подсоединить к нему насос;
4. Накачать воздух до 1,5 атм и подождать пока с мембранного бака не выльются остатки теплоносителя, после чего снова спустить воздух;
5. Перекрыть запорную арматуру и насосом довести давление в мембранном баке до рекомендуемого в разделе выше. Если бак перекачан, нужно стравить лишнее через золотник;
6. Снять насос, накрутить колпачок на ниппель и перекрыть сливной штуцер. Открыть отсекающую арматуру и добить в систему отопления воду через кран подпитки;
7. Проверить, правильно отрегулирован напор воздуха или нет, легко. При достижении котлом рабочих параметров стрелка манометра не прыгает, давление набирается плавно без скачков.

Расширительные баки — Боб Вила

Схема расширительного бака

: SupplyHouse.com

Этот пост был доставлен вам на SupplyHouse.com. Его факты и мнения принадлежат BobVila.com.

Домовладельцы, стремящиеся максимально увеличить эффективность и ожидаемый срок службы своих систем отопления и охлаждения, могут рассмотреть возможность установки расширительного бака как простого и недорогого средства регулирования давления воды и предотвращения дорогостоящих повреждений других компонентов, включая трубы.

Что такое расширительный бак?

Расширительный бак предназначен для сброса давления как в системах питьевого водоснабжения, так и в закрытых системах водяного отопления. Это обеспечивает поддержание постоянного давления в трубах, поэтому они не будут повреждены из-за избыточного давления. «Расширительный бак в системе отопления — бесценный компонент, который защищает всю систему от повышенного давления и объема, вызванного нагревом», — утверждает Дэниел О’Брайан, технический эксперт интернет-магазина SupplyHouse.com.

«Когда вода нагревается, она расширяется», — объясняет О’Брайан. «В закрытой системе отопления не так много места в трубах и котле. Если вода занимает больше места и ей некуда деваться, давление возрастет и, возможно, повредит систему, как правило, в ее самых слабых местах, пока не произойдет утечка или даже разрыв трубы. Расширительный бак предназначен для снятия напряжения, тем самым увеличивая срок службы компонентов всей вашей системы отопления ».

Возможно, пришло время позвонить профессионалу.

Получите бесплатную бесплатную оценку ремонта от лицензированных технических специалистов HVAC поблизости.

+

Расширительный бак Extrol на 4,4 галлона на SupplyHouse.com

Расширительные баки работают за счет выравнивания давления во всей системе. Расширительный бак — это небольшой бак, разделенный на две части резиновой диафрагмой. Одна сторона подключена к трубам системы отопления и содержит воду. Другая сторона сухая и содержит сжатый воздух, установленный примерно на 12 фунтов на квадратный дюйм. По мере поступления горячей воды в систему отопления давление в системе увеличивается. По мере увеличения давления диафрагма расширительного бачка опускается.Это сжимает воздух в резервуаре, создавая больше места для проникновения лишней воды. Это снижает избыточное давление в системе и предотвращает повреждение труб в системе.

Установка расширительного бачка

Установка расширительного бачка — это относительно простой процесс, который, как правило, может быть завершен менее чем за час с помощью ручного мастера. Однако некоторые местные строительные нормы и правила могут требовать установки лицензированным сантехником, поэтому вам следует проконсультироваться с вашим муниципальным строительным управлением, прежде чем приступать к любой установке.

Выбор расширительного бака

Расширительные баки различаются по емкости: от баков, вмещающих всего два галлона, до больших баков, вмещающих несколько сотен галлонов. Чтобы определить размер, необходимый для вашей системы, интернет-магазин SupplyHouse.com предлагает удобный калькулятор размера расширительного бака на своем веб-сайте. Используйте его, чтобы определить размер и модель расширительного бачка, который лучше всего подходит для вашей системы.

Стоимость расширительного бака

Цены на расширительные баки начинаются примерно с 30 долларов за небольшие бытовые резервуары и поднимаются до 800–1000 долларов за большие коммерческие резервуары.Ведущие бренды включают расширительные баки Extrol производства Amtrol, которые используются в системах водяного отопления; расширительные баки серии Watts ET и Bell & Gossett HFT, оба предназначены для использования с закрытыми системами водяного отопления; и расширительные баки Therm-X-trol для использования с открытыми системами питьевой воды.

Обслуживание расширительного бака

Если в вашем доме уже есть расширительный бак, вы можете периодически проверять его, чтобы убедиться, что бак функционирует.Чтобы проверить, правильно ли работает расширительный бачок, просто положите руку на бачок и почувствуйте его температуру. Верхняя часть резервуара должна быть теплой на ощупь, а нижняя часть резервуара должна иметь комнатную температуру. Если весь бак теплый, вполне вероятно, что бак полностью заполнен горячей водой, что происходит только в случае выхода из строя диафрагмы. В этом случае необходимо немедленно заменить бак.

Интернет-магазин SupplyHouse.com предлагает большой выбор расширительных баков и аксессуаров от ведущих производителей в отрасли.Чтобы узнать больше, посмотрите видео ниже или посетите SupplyHouse.com.

Возможно, пришло время позвонить профессионалу

Получите бесплатную, бесплатную оценку ремонта от лицензированных технических специалистов по ОВК, находящихся рядом с вами.

+

Что нужно и чего нельзя делать с расширительным бачком

Когда вода нагревается, пространство, необходимое для каждой молекулы, увеличивается. Любая попытка предотвратить это расширение будет встречена огромными силами. Если прочный металлический контейнер полностью заполнен жидкой водой и изолирован от атмосферы, давление в нем будет быстро возрастать по мере нагрева воды.Если позволить этому давлению расти, этот контейнер в конечном итоге лопнет, в некоторых случаях сильно.

Чтобы предотвратить такой результат, гидронные системы с обратной связью оборудуются расширительным баком. Бак представляет собой воздушную подушку — жидкость с высокой степенью сжатия, на которую расширяющаяся вода может давить, не создавая большого повышения давления в системе. Думайте о воздухе в резервуаре как о пружине. По мере расширения воды в системе этот «источник» сжимается. Когда вода остывает и сжимается, «родник» возвращается в исходное состояние.

Рисунок 1 Стандартный расширительный бак

В старых системах часто использовались «стандартные» расширительные баки, в которых воздух и вода находятся в прямом контакте. Расширительный бак этого типа обычно подвешивается к потолку механического помещения. Это позволяет воздуху, выпущенному из первоначального количества воды в системе, перемещаться вверх в резервуар. Пример такого резервуара показан на рисунке 1.

Несмотря на то, что стандартные расширительные баки функциональны, они значительно больше, чем современные расширительные баки мембранного или баллонного типа.По сути, они дороже, тяжелее и требуют больше места для монтажа. Если они не оснащены подходящей арматурой, они также могут со временем наполняться водой и «заболачиваться». Они редко используются в современных гидравлических системах, особенно в жилых или легких коммерческих зданиях.

РАЗДЕЛЕНИЕ ВОЗДУХА И ВОДЫ

Сегодня в наиболее часто используемых расширительных баках для систем водяного отопления или охлаждения используется очень гибкая диафрагма из бутилкаучука или EPDM для полного разделения воздуха и воды внутри бака.Эта диафрагма соответствует внутренней стальной поверхности резервуара, когда воздух находится под давлением, как показано на Рисунке 2.

Рисунок 2 Мембрана из EPDM разделяет воздух и воду в резервуаре

Когда вода в системе нагревается и расширяется в резервуар, диафрагма деформируется и перемещается в сторону закрытой воздушной камеры. Давление воздуха в баке увеличивается, как и давление воды в системе. Однако, если резервуар имеет надлежащие размеры, повышения давления в системе недостаточно для открытия предохранительного клапана, даже когда вся вода в системе достигает максимальной температуры.

Мембранные расширительные баки можно подобрать по размерам с помощью таблиц или программного обеспечения. Подробная процедура определения размеров расширительных баков мембранного типа приведена в ссылке 1, а также в нескольких других отраслевых публикациях. Ключевые концепции:

1. Создание давления на воздушной стороне бака до статического давления воды в месте расположения расширительного бака перед добавлением воды в систему. Это предотвращает частичное сжатие воздуха в баке холодной водой. Диафрагма начинает сжиматься только при повышении температуры воды.

2. Установите резервуар таким образом, чтобы давление на предохранительном клапане системы было на 5 фунтов на кв. Дюйм ниже номинального давления открытия клапана, когда вся жидкость в системе имеет максимально ожидаемую температуру. Запас в пять фунтов на квадратный дюйм предотвращает «подтекание» предохранительного клапана, когда давление приближается к номинальному давлению открытия.

Даже при правильном размере расширительного бачка детали установки могут повлиять на его способность функционировать по назначению и обеспечить долгие годы службы.

ДО

Рисунок 4 Монтаж расширительного бака мембранного типа

1.Do Pump Away: Деталь, которая когда-то понималась и уважалась в индустрии гидроники, но постепенно уступила место другим «удобствам» упаковки или установки, — это подключение расширительного бака к контуру гидравлического трубопровода рядом с входом в циркуляционный насос. Это сводит к минимуму перепад давления между точкой подключения резервуара к контуру, то есть точкой, в которой давление не изменяется при включении циркуляционного насоса, и входом в циркуляционный насос. Это позволяет добавить дифференциальное давление, создаваемое циркуляционным насосом, к статическому давлению в системе.Повышенное давление в системе помогает защитить циркуляционный насос от кавитации и часто позволяет работать тише. Это также увеличивает способность вентиляционных отверстий выводить воздух из системы. На рисунке 3 показано несколько приемлемых мест размещения резервуара.

2. Установите резервуар вертикально с подключением вверху: Также лучше всего устанавливать расширительные резервуары мембранного типа вертикально, с подключением трубопровода вверху. Это снижает нагрузку на соединение резервуара по сравнению с горизонтальной установкой.Это также позволяет предотвратить попадание воздуха в трубопроводе со стороны воды расширительного бака при первом заполнении системы. Рисунок 4 иллюстрирует различия.

3. Проверьте давление воздуха: Важно убедиться, что давление воздуха на стороне резервуара равно статическому давлению, которое будет присутствовать в соединении резервуара, когда система заполнена холодной жидкостью. Большинство производителей заявляют, что их резервуары предварительно заряжены до 12 фунтов на квадратный дюйм. Не думайте, что это всегда правда или правильно.Двенадцать фунтов на квадратный дюйм подходит для систем, в которых верхняя часть трубопровода находится примерно на 16 футов выше входа расширительного бака (при условии, что в самом верху системы требуется статическое давление 5 фунтов на квадратный дюйм, чтобы вентиляционные отверстия функционировали должным образом). Для более высоких трубопроводных систем требуется более высокое давление воздуха, чтобы предотвратить частичное сжатие диафрагмы перед нагревом жидкости. Рассчитайте статическое давление на входе в резервуар по формуле 1.

Формула 1:

Где:

Па = правильное давление на стороне воздуха (фунт / кв. Дюйм)
H = расстояние от соединения расширительного бака до верхней части контура трубопровода (футы)
Dc = плотность «холодной» жидкости в системе при температуре примерно 60F (фунт / фут3)
5 = статическое давление 5 фунтов на квадратный дюйм, необходимое в верхней части системы для работы вентиляции
144 = постоянная преобразования единиц

Например: если верхняя часть контура трубопровода находилась на 25 футов выше соединения расширительного бака и предполагая, что система заполнена водой, правильное давление воздуха на стороне бака будет:

Приобретите шинный манометр низкого давления со шкалой 0–30 фунтов на квадратный дюйм и велосипедный насос или небольшой воздушный компрессор.Используйте их для установки расчетного давления воздуха на стороне перед заполнением системы жидкостью.

4. Планируйте заранее: Срок службы расширительного бака зависит от рабочей температуры системы, давления, химического состава жидкости и содержания кислорода. Некоторые баки выходят из строя, когда в диафрагме возникает утечка. Обычно это приводит к тому, что бак наполняется жидкостью и становится «забитым водой». Вы можете проверить это, нажав на шток клапана Шредера. Если выходит струя жидкости, значит, емкость поджаривается.Баки также могут иметь утечки в тонкой стальной оболочке. Единственный вариант — новый танк. Это когда вы оцените наличие шарового клапана, который может изолировать резервуар от остальной части системы. Без этого клапана вам, возможно, придется слить несколько галлонов жидкости из системы, чтобы открутить вышедший из строя резервуар и ввинтить новый.

5. Учитывайте превышение размера: Типичные расчеты для определения размера мембранного расширительного бака определяют минимальный объем бака. Можно использовать резервуар большего размера, хотя, вероятно, он будет дороже.Это снижает изменения давления в системе при изменении температуры жидкости.

6. Планируйте самые низкие температуры жидкости: В большинстве систем водяного отопления размер расширительного бака и давление со стороны воздуха основаны на предположении, что холодная жидкость, используемая для заполнения системы, находится в диапазоне температур от 45F до 60F. Это нормально. Однако, когда расширительный бак используется в контуре солнечного коллектора или системе снеготаяния, раствор антифриза будет временами намного холоднее, возможно, даже ниже 0F.Если диафрагма резервуара полностью расширяется относительно стальной оболочки при температуре жидкости около 45 ° F, любое дальнейшее охлаждение жидкости может вызвать отрицательное давление в системе и возможное приток воздуха из вентиляционного отверстия поплавкового типа. Ссылка 2 ниже объясняет, как исправить эту возможность. Идея состоит в том, чтобы добавить в резервуар достаточное количество жидкости во время создания давления в контуре, чтобы диафрагма не расширялась полностью внутри резервуара до тех пор, пока вся жидкость в системе не достигнет минимально возможной температуры.

7. Сделайте поправку на растворы антифриза: Растворы пропилена или этиленгликоля имеют более высокий коэффициент расширения по сравнению с водой. Чем выше концентрация антифриза, тем больше требуется объем расширения. Увеличение объема воды, нагретой от 60F до 180F, составляет около трех процентов. Увеличение объема 50-процентного раствора пропиленгликоля, нагретого от 60 ° F до 180 ° F, составляет около 4,5%. Это следует учитывать при выборе размеров резервуаров для таких систем, как таяние снега, солнечное тепло, или других приложений, где используются антифризы на основе гликоля.Опять же, методы в Справке 1 могут приспособиться к этому.

НЕЛЬЗЯ

Как обычно, список всех запретов включает в себя противоположность всем запретам. Тем не менее, есть еще несколько важных моментов.

1. Не совмещайте сталь и кислород: Не используйте стандартный расширительный бак с кожухом из углеродистой стали в любом типе открытого контура, например, в системе, в которой питьевая вода используется для передачи тепла к водяным излучателям тепла, т.е. плохая идея по ряду других причин.Повышенное содержание растворенного кислорода в воде в системе с разомкнутым контуром по сравнению с системой с замкнутым контуром ускоряет коррозию тонкой оболочки резервуара из углеродистой стали. Это ограничение также применяется к системам с замкнутым контуром, в которых используются небарьерные трубки из PEX или другие материалы, которые могут допускать диффузию кислорода в системе. Расширительные баки с внутренней полимерной футеровкой следует использовать в любом применении, где может присутствовать более высокий уровень растворенного кислорода.

Рисунок 5 Расширительный бак, установленный рядом с гидравлическим сепаратором

2.Не засыпать грязью: Не устанавливать расширительные бачки непосредственно под гидравлическими сепараторами. Это позволит грязи, скопившейся на дне сепаратора, попасть в расширительный бачок. Со временем это могло привести к выходу из строя диафрагмы. Если резервуар должен находиться рядом с гидравлическим сепаратором, лучше всего установить его на тройнике на любой трубе, соединяющейся с соединениями нижней боковой стенки на сепараторе, как показано на Рисунке 5.

3. Не перегревайте: По возможности избегайте размещения расширительных баков в непосредственной близости от очень горячей воды.Когда оболочка резервуара нагревается за счет миграции тепла (теплопроводность и конвекция), давление воздуха в резервуаре увеличивается. При прочих равных условиях это увеличивает давление в системе по сравнению с более холодной оболочкой резервуара. Это может привести к негерметичности предохранительного клапана. Можно разместить резервуар на расстоянии нескольких футов от того места, где труба от резервуара соединяется с системой. Держите бак ниже этой точки подключения, чтобы уменьшить перенос тепла за счет конвекции.

4.Не создавайте несколько точек подключения: Можно использовать два или более расширительных бачков с общим объемом одного бака большего размера. Однако эти резервуары должны подключаться к общей трубе, которая имеет единственную точку подключения в системе. Избегайте подключения нескольких резервуаров к разным частям одного и того же трубопровода. Это может вызвать неожиданные колебания давления в зависимости от того, где расположены циркуляционные насосы по отношению к резервуарам.

Рисунок 6 Стяжная система для крепления корпуса резервуара

5.Не оставляйте его уязвимым для ударов: Маленький расширительный бачок, свисающий с верхних соединений на ½ дюйма, может легко погнуться при случайном ударе, например, когда кто-то встает из согнутого положения и толкает бак. Спросите меня, откуда я это знаю … Если бак должен быть установлен в уязвимом месте, используйте систему обвязки, чтобы закрепить кожух на твердой поверхности, как показано на Рисунке 6. Некоторые производители расширительных бачков предлагают комплекты ремней или другое оборудование для правильной поддержки танковый снаряд.

В дополнение к примечанию обвязки оба резервуара имеют изолирующие шары и достаточно места для доступа к воздушному клапану Schrader внизу.Оба резервуара подключены параллельно к общей трубе, что позволяет использовать одну точку подключения к контуру.

6. Не предполагайте совместимость: Убедитесь, что выбранный вами расширительный бачок совместим с жидкостью, используемой в системе. Комбинированные диафрагмы из бутила / EPDM или полностью из EPDM обычно совместимы с растворами гликоля и растворами метанола или этанола, которые иногда используются в геотермальных контурах заземления. Однако разные поставщики резервуаров используют разные материалы и имеют разные температурные ограничения для этих материалов.Всегда лучше получить одобрение производителя резервуара на совместимость с жидкостями.
Расширительные бачки выполняют простую, но очень необходимую функцию. Следуйте этим советам, чтобы они работали должным образом. <>

Джон Зигенталер, физический факультет, окончил политехнический институт Ренсселера и имеет лицензию профессионального инженера. Он имеет более чем 35-летний опыт проектирования современных систем водяного отопления. Последняя книга Зигенталера — «Отопление с использованием возобновляемых источников энергии» (см. Www.Hydronicpros.com для получения дополнительной информации).

Ссылки
1. Modern Hydronic Heating, 3rd Ed., John Siegenthaler, Cengage Publishing 2012, ISBN -13: 978-1-4283-3515-8
2. Отопление с использованием возобновляемых источников энергии, Джон Зигенталер, Cengage Publishing 2017, ISBN -13: 978-1-2850-7560-0

Почему необходимо понимать расширительные баки

Возможно, одной из наименее понятных функциональных областей замкнутой системы водяного отопления является расширительный бак.Этому элементу уделяется меньше всего внимания из всех компонентов системы отопления.

Во многом это невнимание связано с общим недостатком знаний. Вот некоторая информация, которая поможет вам лучше понять работу расширительных бачков.

Вода, как мы все знаем, расширяется при нагревании. И наоборот, при охлаждении он сжимается. Если у нас нет средств для компенсации всего этого расширения и сжатия, давление жидкости в наших системах будет сильно колебаться.

Первые расширительные баки старых гравитационных систем представляли собой не что иное, как покрытые медью баки с открытым верхом, расположенные над самой высокой частью системы отопления. Когда вода расширилась, она наполнила резервуар на чердаке расширяющейся жидкостью. Если цистерна переполнилась из-за чрезмерного заполнения, лишняя вода вылилась в желоб чердака. Ничего страшного.

Когда вода остыла, объем бака уменьшился, но система все еще оставалась полноценной. Заполнение системы производилось вручную, и манометр в механическом помещении показывал, сколько «футов» воды было над котлом.Метка на манометре обычно указывала на уровень холодной заливки.

Со временем и развитием систем возникла потребность в более высоких рабочих температурах. Для этого требовалось создать «закрытую» систему под давлением. Таким образом, открытый расширительный бачок пошел по пути динозавров.

Люди уже давно знали, что у них должен быть заряд воздуха внутри резервуара, потому что вода несжимаема. Ранние резервуары были в основном цилиндрическими стальными резервуарами, как и сосуд в газовом водонагревателе.Они были подключены к котлу, потому что считалось, что именно здесь воздух, который находился во взвешенном состоянии в воде, имел наибольший потенциал выхода из раствора.

Воздух был извлечен из воды и направлен в расширительный бак для поддержания «подушки», которая могла сжиматься при расширении объема жидкости в системе.

Этот тип системы называется системой с воздухозаборником. За исключением начальной продувки, весь воздух, который был в системе, останется в системе и, как предполагается, будет рекуперирован в котле и отправлен обратно в резервуар.Было разработано множество фитингов, чтобы гарантировать, что именно это и произошло, и чтобы воздух не выходил из резервуара при охлаждении системы.

В системе этого типа нельзя устанавливать автоматический вентиль. Если он есть, удалите его. Это позволяет воздуху, который должен быть восстановлен и отправлен обратно в подушку, уйти. Следовательно, расширительный бак забивается водой, а затем предохранительный клапан начинает выскакивать.

И наоборот, система с расширительным баком с невыпадающей воздушной камерой считается системой с «выпуском воздуха» и должна иметь установленное устройство для удаления воздуха.Это устройство следует устанавливать в месте, где скорость воды минимальна, а вероятность выхода воздуха из суспензии максимальна.

Этот метод «выпуска воздуха» является «новым» типом системы. Его работа намного тише, чем у старых систем с воздухозаборником, а вероятность постоянной внутренней коррозии компонентов из черных металлов сведена к минимуму. Помните, ржавчина никогда не спит.

Увидимся в следующем месяце и представим вторую партию Expansion Tank 101. А пока держите свои крышки сухими и желаю счастья!

Марк Эзертон — подрядчик по производству водотехнических изделий из Денвера.С ним можно связаться по электронной почте guruofbtus @ mindspring.com или по телефону 303 / 778-7772.

Как заправить расширительный бак на водогрейном котле

Во многих домах отопление обеспечивается не топкой с принудительной подачей воздуха, а котлом, который нагревает воду для ее циркуляции по трубам к радиаторам по всему дому. Ключевым элементом системы водогрейного котла является расширительный бак , прикрепленный к котлу или близлежащим трубам отопления. Расширительный бак служит для обеспечения пространства для воды и воздуха в системе котла, чтобы расширяться и сжиматься без повреждения труб или клапанов.Если расширительный бак отсутствует или не работает должным образом, давление в системе может привести к сбросу воды через предохранительный клапан котла. Или пузырьки воздуха, выделяемые отопительной водой, могут собираться где-то еще в системе, вызывая закупорку, которая останавливает поток горячей воды.

Примечание : Расширительный бак отсутствует в паровых котельных , которые создают тепло за счет циркуляции горячего пара, а не горячей воды по трубам и радиаторам. Паровые котлы — это более простые системы, в которых отсутствуют некоторые компоненты, присутствующие в системах водогрейных котлов, такие как циркуляционный насос, расширительный бак и регуляторы давления и температуры воды.Если в вашей системе нет расширительного бака и циркуляционного насоса, вероятно, у вас есть система парового котла.

Как работает расширительный бак

Воздух внутри водогрейного котла (водяного) отопления необходим и неизбежен. Наличие воздуха способствует протеканию горячей воды по трубопроводу к радиаторам. Вода естественным образом расширяется и сжимается при нагревании и охлаждении, а воздух внутри системы создает подушку, которая позволяет расширяться, не повреждая трубы и не позволяя клапану сброса давления (PRV) вытеснять воду из системы.Но этот воздух должен находиться в правильном месте внутри системы. Если воздух скапливается в нежелательных местах, может развиться состояние, называемое гидронным шлюзом , которое по существу останавливает конвективный поток горячей воды и выводит из строя все или части вашей радиаторной системы.

Расширительный бак обеспечивает определенное место для воздуха в системе. Это либо простой стальной цилиндрический резервуар, расположенный над котлом, либо, в более новых системах, плоский круглый резервуар с более сложным управлением.Оба типа, как правило, безотказные устройства, но они могут потребовать обслуживания, если бак наполняется слишком большим количеством воды или если он теряет давление воздуха.

Два типа расширительных баков

В зависимости от возраста и типа имеющегося у вас водогрейного котла расширительный бак может иметь одну из двух форм.

Стальные цистерны

Простой цилиндрический расширительный бак используется во многих старых установках. Это очень простой резервуар из серой стали, расположенный где-то над котлом, ориентированный так, чтобы цилиндр двигался горизонтально.Чаще всего он находится в непосредственной близости от котла, над головой. В некоторых случаях его действительно можно найти на чердаке. Где бы он ни находился, от дна резервуара до котла или сети отопительных труб идет одна труба; на этой трубе обычно есть запорный клапан, который можно закрыть, чтобы отключить резервуар от системы во время его обслуживания. Бак обычно имеет дополнительный клапан для слива воды (этот клапан расположен на дне бака).

В этом расширительном баке воздушная камера внутри находится в прямом контакте с водой.Для эффективной работы эти резервуары должны иметь около одной трети внутреннего пространства, заполненного водой, а верхние две трети должны быть заполнены воздухом. Поскольку вода может поглощать воздух, стальные резервуары могут потерять надлежащее соотношение вода / воздух, и когда это происходит, резервуар необходимо «перезарядить», чтобы восстановить правильное соотношение. Для перезарядки этого типа бака нужно просто закрыть запорный клапан между расширительным баком и бойлером, слить воду из расширительного бака, а затем открыть соединение между бойлером и баком, чтобы он немного пополнился водой.

Определить, нужно ли опорожнять стальной резервуар, может быть сложно, так как вы не можете заглянуть внутрь резервуара. Если предохранительный клапан вашего котла откачивает воду, это хороший признак того, что расширительный бак не работает должным образом. Вы можете слегка приподнять резервуар, чтобы оценить его вес. Если он кажется очень тяжелым, вероятно, в нем слишком много воды. И наоборот, если дно резервуара не слегка теплое на ощупь, это означает, что в резервуаре совсем нет воды.

Мембранные баки

В более новых установках расширительный бак имеет диафрагменную или баллонную конструкцию. Эти резервуары обычно немного меньше стальных, с закругленными концами и эмалированными поверхностями. В этих резервуарах диафрагма или баллон отделяет слой воздуха от слоя воды, поэтому у вас никогда не будет ситуации, когда вода поглощает воздух в резервуаре. В большинстве конструкций вода содержится внутри гибкого пузыря, окруженного воздушной подушкой. Эти резервуары предназначены для постоянного хранения сжатого воздуха, поэтому они сконструированы специально для этого.В дополнение к трубному соединению, ведущему к котлу, эти резервуары будут иметь небольшой ниппельный клапан, который можно использовать для присоединения манометра или воздушного компрессора для добавления большего количества воздуха. Баки также будут иметь сливной патрубок для слива воды из бака.

Проблемы с этими резервуарами обычно связаны с потерей давления воздуха, и процесс «перезарядки» именно такой — закачка дополнительного воздуха в резервуар до тех пор, пока не будет восстановлено оптимальное давление воздуха.

Boiler 101: Расширительный бак

Котлы значительно продвинулись вперед за более чем столетие, когда они отапливали предприятия и дома.Немногие котлы больше используют пар для передачи тепла по трубам, а чугунные радиаторы прошлого постепенно уступили место эффективным обогревателям для плинтусов. Еще один способ, которым котлы сделали технологический скачок, — это изобретение расширительного бака, который заменил примитивные методы регулирования давления воды внутри котла, чтобы защитить его от «гидроудара».

Мы внимательно рассмотрим этот важный компонент работы вашего котла в Вест-Честере, штат Огайо.Если у вас возникнут проблемы с расширительным баком или другими частями котла, позвоните в круглосуточную службу экстренной помощи Bartels Heating & Cooling.

Что делает расширительный бачок

Если вы посмотрите на верхнюю часть резервуара для воды вашего бойлера, вы заметите то, что похоже на резервуар для воды меньшего размера, прикрепленный к трубе. Это расширительный бачок. Хотя из названия может показаться, что это резервуар для дополнительной воды, бойлеры работают по-другому. (В них уже есть определенное количество воды, и большее количество воды не улучшит их работу.Расширительный бак выполняет работу по поддержанию равномерного давления внутри котла, давая воде место для расширения и подушку для поглощения давления, а затем регулируя его.

Внутри расширительного бачка диафрагма разделяет камеру на две части. С одной стороны по трубе поступает вода из бака котла; с другой стороны — воздух, управляемый клапаном. Когда давление в котле увеличивается, вода в расширительном баке давит на диафрагму и воздух с другой стороны, что снижает давление.Затем воздушный клапан отталкивается от воды, пока клапан не зарегистрирует, что давление снова достигло нормы.

Эта система предотвращает попадание воздуха в воду. У старых котлов просто было открытое пространство в верхней части основного резервуара для поглощения давления от гидроудара (скачок давления от движения воды при закрытии клапана), но введение воздуха в резервуар способствовало бы коррозии. Расширительный клапан разделяет воздух и воду.

Поддерживайте расширительный бачок в рабочем состоянии

Расширительные баки могут быть повреждены и потерять герметичность от воды или начать терять воздух.Когда это происходит, вам необходимо вызвать ремонт, прежде чем давление в вашем котле повысится и начнет вызывать утечки. Обратитесь за ремонтом вашего котла в Вест-Честер, Огайо, в Bartels Heating & Cooling. Мы также предлагаем программу технического обслуживания, которая гарантирует, что расширительный клапан всегда находится в наилучшем состоянии. Позвоните нам, чтобы зарегистрироваться сегодня.

Теги: Котел, Расширительный бак, West Chester
Среда, 12 марта 2014 г., 16:18 | Категории: Отопление |

PEX, Сантехника, отопление, оборудование для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Как правильно определить размер и выбрать расширительный бак

При нагревании вода расширяется и увеличивается в объеме.Поскольку вода считается несжимаемой, в замкнутой системе это тепловое расширение оказывает невероятное давление на трубопроводы и компоненты всей системы. Если не устранить проблему, давление воды может вызвать утечки и даже полный разрыв трубопровода. Расширительные баки обеспечивают дополнительное пространство для расширенной воды и снижают давление в системе. Помимо этого, отсутствие расширительного бака позволит давлению открыть ваш предохранительный клапан, что приведет к потере энергии, сокращению срока службы системы и общей потенциальной угрозе безопасности.

Расширительный бак — это просто емкость с воздухом, отделенная от воды диафрагмой.

Когда система отопления заполнена холодной водой, давление предварительной зарядки расширительного бака равно давлению наполнения, что приводит к тому, что диафрагма расширительного бака полностью прилегает к резервуару. Когда температура воды в системе увеличивается, расширяющаяся вода поглощается расширительным баком. После того, как температура воды достигает максимума и начинает снижаться, диафрагма возвращает охлажденную воду обратно в систему.

Типы расширительных баков

Доступно несколько типов расширительных баков в зависимости от потребностей вашей системы. В системах бытового горячего водоснабжения используются расширительные баки Amtrol Therm-X-Trol. Для систем лучистого и водяного отопления следует использовать Extrol от Amtrol, Radiant Extrol или расширительный бак Fill-Trol.

Выбор подходящего размера для расширительного бака

Перед покупкой расширительного бачка вы должны выяснить, какого размера расширительный бачок потребуется вашей системе.Решение будет основано на двух факторах. Первый — это вместимость вашего водонагревателя или бойлера в галлонах. Эта информация будет на заводской этикетке вашего водонагревателя или бойлера. Второй — давление воды в вашей трубопроводной системе. Для сантехники эту информацию можно получить, прикрепив небольшой датчик к любому крану или позвонив в местную компанию по водоснабжению. Для систем водяного и лучистого отопления давление в системе обычно не превышает 30 фунтов на квадратный дюйм.

Если приобретаемый вами расширительный бак меньше того, что требуется вашей системе, избыточное давление расширяющейся горячей воды вызовет сброс предохранительного клапана.С другой стороны, нет проблем с расширительным бачком большего размера, чем требуется вашей системе. Фактически, если вы не уверены, что ваш расширительный бак сможет безопасно разместить вашу систему, обычно выбирают расширительный бак, который на один размер больше требуемого. Как правило, при работе с расширительными бачками лучше увеличить размер, чем уменьшить.

Сантехника

Therm-X-Trol

Расширительные баки Therm-X-Trol изготовлены из цветных металлов, что делает их пригодными для использования в системах горячего водоснабжения.

Характеристики расширительных баков Therm-X-Trol

• Обеспечивает водонагреватель и арматуру

• Устраняет потери воды и энергии

• Гарантирует, что предохранительные клапаны не открываются

• Снижает опасное повышение давления

Таблицы размеров

Бытовые приложения (до 150 * F)

Коммерческие приложения (до 180 * F)

Применение в системах водяного отопления

Extrol and Fill-Trol

Расширительные баки

Extrol используются гораздо чаще, чем расширительные баки Fill-Trol.Фактически, единственная разница между ними заключается в том, что расширительные баки Fill-Trol оснащены специально разработанным заправочным клапаном, снижающим давление. Для расширительных баков Extrol требуется отдельный заправочный клапан.

Размеры резервуаров Extrol и Fill-Trol

учитывают дополнительный фактор. На вашем котле, скорее всего, будет напечатана информация о производительности в БТЕ / час. Модели Extrol и Fill-Trol имеют одинаковые размеры и сопоставимые размеры.

Характеристики расширительного бака Extrol

• Обеспечивает постоянное отделение воды в системе от воздуха
• Регулирует и нормализует давление воды в системе
• Использует диафрагму из бутила / EPDM для гораздо лучшего удержания воздуха, чем из натурального каучука.
• Простая установка

Характеристики расширительного бака Fill-Trol

• Не требует отдельного автоматического клапана наполнения
• Те же характеристики и модель, что и обычный расширительный бак Extrol

Таблица размеров

Применение лучистого отопления

Радиант Extrol

Расширительные баки

Radiant Extrol предназначены для работы в системах лучистого отопления как с открытым, так и с закрытым контуром, а также подходят для таяния снега.

При выборе расширительных баков Radiant Extrol еще одним фактором, который следует учитывать при их выборе, являются размер и длина используемых вами трубок.

Характеристики расширительных баков Radiant Extrol

• Специально разработан для высокоэффективных излучающих систем
• Подходит для барьерных и небарьерных систем PEX
• Подходит для использования с гликолем
• Соединение из цветных металлов, устойчивое к коррозии.

Таблица размеров

Руководство по проектированию расширительного бака

, Определение размера и выбор расширительного бака для системы горячего водоснабжения

Раздел 4.0: Расчет расширительного бака

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

4.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

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

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

• Низкая температура: от 32 F до 70 F

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

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

4.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ОБЪЕМА

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

Значения давления пара указаны в PSIA

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

4.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ДАВЛЕНИЯ

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

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

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

4.3.1 ДАВЛЕНИЕ ПАРА

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

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

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

4.3.2 ТОЧКА БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

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

4.3.3 НИЗКОЕ / ДАВЛЕНИЕ ЗАПОЛНЕНИЯ

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

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

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

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

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

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

Рис. 7. На этом 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 водяного насоса горячей воды.Как видите, красный цвет соответствует более высокому минимальному давлению в точке заполнения и, следовательно, более высокому минимальному давлению в расширительном баке. Таким образом, для вашего уравнения вы должны использовать более высокое минимальное значение давления, основанное на NPSHR. Насос выключен при определении минимального давления.

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

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

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

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

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

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

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

5.3.2 ВЫСОКОЕ ДАВЛЕНИЕ

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

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

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

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

5,4 ЛИНЕЙНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ

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

Если у вас несколько типов труб, следует использовать более низкий коэффициент теплового расширения.Это приведет к увеличению расширительного бачка. Если у вас более высокий коэффициент теплового расширения, вы воспользуетесь преимуществом увеличения объема системы, которое происходит при расширении трубопровода. Когда жидкость нагревается, она расширяется, но труба также расширяется, чтобы вместить часть увеличившегося объема жидкости.