Расчет расширительного бака для отопления: формулы и разъяснения

Без надежного расширительного бака в ней, ни одна современная система отопления не может функционировать. Расчет расширительного бака для отопления довольно прост — для этого нужно знать несколько формул и определиться с параметрами системы.

Сейчас эффективно используются расширительные баки закрытого типа. Открытые варианты этих функциональных устройств использовались преимущественно в системах с естественно циркулирующим теплоносителем. Они имеют значительные габариты и низкую эффективность. Поэтому постепенно применение такого типа баков сходит на «нет».

Баки закрытого типа конструкционно представляют собой герметичную емкость цилиндрической или «таблетированной» формы.

Мембранный расширительный бак «таблетка»

Мембранный расширительный бак

Внутри бак разделен мембранной перегородкой на воздушную и жидкостную камеры — это бак диафрагменного типа. Также возможно конструкционно использование внутри бака «балонной» эластичной камеры из термостойкой резины.

Схематическое устройство расширительного бака

Принцип действия основан на расширении объема теплоносителя в жидкостном отсеке, который приводит к деформации эластичной перегородки (баллона). Уменьшение объема воздушной камеры приводит к повышению давления воздуха (газа) в ней. Превышение допустимого давления приводит к срабатыванию предохранительного клапана. Такова упрощенная схема действия этого бака.

Но нормальное и безопасное функционирование системы возможно только при правильном расчете расширительного бака для отопления. Игнорирование или неграмотный расчет объема расширительного бака приведет или к недостаточному давлению в системе, или к превышению давления в ней и аварийному сбросу избытка теплоносителя.

Математика в расчете параметров расширительного бака

Перед тем, как рассчитать расширительный бак для отопления, уже необходимо определить:

1

Общий (суммарный) объем всех элементов системы отопления: котла, труб, радиаторов. Сделать такой расчет практически довольно сложно — поэтому используют методику приблизительного расчета, основанную на таких практических данных:

• конвектор «берет» 7 л теплоносителя на кВт мощности;
• теплый пол «потребует» 17 л на кВт;
• радиатору необходимо 10,6 л/кВт тепловой мощности.

Еще проще! На 1 кВт мощности системы отопления принимается расчетная величина объема в 15 л теплоносителя.

2

Расчет объема расширительного бака \(V_{бака}\) делаем по формуле: $$ V_{бака} = V_{сист}*k/D $$ где:

\(V_{бака}\) — объем теплоносителя во всей системе;

\(k\) — коэффициент объемного теплового расширения теплоносителя;

\(D\) — показатель эффективности расширительного бака (мембранного блока).

Величину \(k\) для воды принимают равной 4% при ее температуре до 95 ^ОС, при использовании этиленгликоля 10-20% величина изменяется от 4,4 до 4,8% соответственно!

Ориентировочная величина расчета расширительного бака для отопления, то есть объема жидкости в нем – 3% от всего объема теплоносителя данной системы.

3

В случае «неизвестности» параметра \(D\) его можно рассчитать по формуле: $$D = \frac{P_{макс} — P_{нач}} {P_{макс} 1}$$ где:

\(P_{макс}\) — значение макс. допустимого в системе давления (на это давление на строен предохранительный клапан);

\(P_{нач}\) — давление первоначальной накачки воздушной камеры бака.

4

Расчет мембранного расширительного бака обязует учитывать предельные рабочие параметры:

1. максимальное значение температуры теплоносителя (до 120 ^оС);
2. максимальное рабочее давление (до 6-10 бар).

Итоговые показатели для выбора бака должны быть выше расчетных. Незначительное превышение необходимого объема бака не так страшно,как недостаточный его объем.

Внимание! Применение в качестве теплоносителя антифризных смесей рекомендован выбор бака с увеличенным на 50% объемом.

В случае использования рециркуляционной системы горячего водоснабжения ее необходимо оборудовать дополнительным расширительным баком.

Выполняется расчет расширительного бака для ГВС согласно технической документации конкретного производителя устройств.

Типовая схема подключения расширительных баков в систему отопления и ГВС

Рассмотренная методика показывает, как рассчитать емкость расширительного бака, но в случае самостоятельного планирования системы отопления лучше «семь раз отмерить…», то есть при наличии возможности проконсультироваться со специалистом на месте.