Расчет фактического объема расширительного бака для систем отопления

Как правильно выбрать  объем расширительного бака для системы отопления?

Простая методика расчета, предложенная одним из европейских лидеров в области производства мембранных гидроаккумуляторов и расширительных баков, Aquasystem S.r.l. (Италия). 

Основное назначение расширительного бака в системе отопления - компенсировать изменения объема теплоносителя, вызванные вариациями температуры в системе отопления. Вода, в жидком состоянии, представляет собой фактически несжимаемую среду. При повышении температуры и сохранении постоянного давления наблюдается увеличение объема и значительный рост давления.   Например, изменение температуры воды от 0 до 100^оС сопровождается увеличением ее объема на 4,5%. Это означает, что внутри закрытого, жестко ограниченного стенками трубопроводов и теплообменников, неизменного по объему, контура отопления должно быть пространство, способное аккумулировать избыточный объем жидкости и предотвратить аварийный рост давления. Таким пространством и есть расширительный бак, а точнее воздушная прослойка внутри расширительного бака, способная согласно закону Бойля пропорционально изменять свой объем с ростом давления воды.  Воздух - сжимаемая среда в отличии от воды.

Ранее мы оговаривали, что избыточный объем нагретой воды (теплоносителя) абсорбируется расширительным баком. Это означает, что объем расширительного бака должен быть больше чем суммарный объем расширения жидкости в системе отопления.

Суммарный объем можно легко подсчитать по формуле:

η = ε х С,

где  η – общий объем расширения;
 ε – коэффициент расширения воды, представляющий собой разницу между объемом воды при максимальной температуре и объемом воды при минимальной температуре, когда система отопления находится в холодном состоянии (при Tmax = 90^оC и Tmin = 10^оС коэффициент расширения  ε = 0,0359 ( таблица 1));
 С – общий объем воды в системе отопления (принимается с расчета 10-20 литров воды на каждый киловатт тепловой мощности теплогенератора (860 ккал/ч)).

 Нужно учесть, что суммарный объем расширения может быть равен объему расширительного бака только в открытой системе отопления, в которой при росте температуры, избыточный объем вытесняется в открытый расширительный бак. В закрытых системах функционирование расширительного бака связано с наличием воздушной полости, занимающей часть объема бака при его наполнении и создающей дополнительное противодавление, равное давлению в системе. Поэтому расчет фактического объема расширительного бака должен учитывать зарезервированный объем воздушной полости и допустимое конечное давление  в системе отопления.

Для расчета фактического объема расширительного бака воспользуемся формулой:

где  η - полезный объем расширительного бака;
 Pi – предварительное (начальное) давление сжатого воздуха в баке (бар);
Pf – максимальное (конечное) давление сжатого воздуха в баке (бар) или давление срабатывания предохранительного клапана;
 С – общий объем воды в системе отопления (принимается с расчета 10-20 литров воды на каждый киловатт тепловой мощности теплогенератора (1кВт ~ 860 ккал/ч)).

Пример расчета фактического объема расширительного бака.
Исходные данные:
ε = 0,359; Pi = 1,5 бар; С=400л; Pf =3 бар.

*принимаем ближайший бак из стандартного ряда типоразмеров объемом 40 л и рабочим давлением не менее 5 бар (рабочее давление расширительного бака должно быть равным или превышать давление срабатывания предохранительного клапана).

Таблица 1. Коэффициенты ε теплового расширения воды.

<< Назад