Расширение воды при нагревании расчет калькулятор

Расчет объема расширительного бака – Калькулятор

Калькулятор расчёта объёма расширительного мембранного бака для системы отопления:

Методика расчёта объёма расширительного мембранного бака для системы отопления:

Представленный ниже расчет предназначен для индивидуальных систем отопления и значительно упрощен. Его точность составляет 10%. Мы считаем, что этого вполне достаточно

1. Определим, какой тип жидкости Вы будете использовать в виде теплоносителя. Для примера расчета в качестве теплоносителя мы возьмем воду. Коэффициент температурного расширения воды принят равным 0,034 (это соответствует температуре 85 o С)

2. Определим объем воды в системе. Приблизительно его можно рассчитать в зависимости от мощности котла из расчета 15 литров на каждый киловатт мощности . Например, при мощности котла 40 кВт, объем воды в системе будет равен 600 литрам

3. Определим величину максимального допустимого давления в системе отопления. Она задана порогом срабатывания клапана безопасности в системе отопления

4. Также в расчетах используется величина первоначального давления воздуха в расширительном баке Ро. Давление Ро не должно быть меньше , чем гиростатическое давление системы отопления в точке расположения расширительного бака

5. Полный объем расширения V можно подсчитать по формуле:

6. Выбирать бак нужно, округляя расчетный объем в большую сторону (бак большего объема не повредит)

7. Теперь подберем бак, обеспечивающий компенсацию этого объема. Учитывая, что коэффициент заполнения водой расширительного бака с фиксированной несменной мембранной при этих условиях равен 0,5 (таблица), то для рассмотренной системы подойдет 80-литровый расширительный бак:

80 литров x 0,5 = 40 литров

Коэффициент заполнения (полезный объём) расширительного мембранного бака

Предельное
давление
в системе
Рmax,
бар
Первоначальное давление в баке , Ро бар
0,51,01,52,02,53,03,54,0
10,25
1,50,400,20
2,00,500,330,16
2,50,580,420,280,14
3,00,620,500,370,250,12
3,50,670,550,440,330,22
4,00,700,600,500,400,300,20
4,50,630,540,450,360,270,18
5,00,580,500,410,330,250,16
5,50,620,540,470,380,300,23
6,00,570,500,420,350,28

Мембранные расширительные баки для систем отопления Wester

Формула расчета расширения жидкости при изменении температуры:

V = A x V T / (1– P min / P max.) / К .

V T- общий объем теплоносителя в системе

A – коэффициент расширения теплоносителя при максимальной возможной температуре

P min (атм.) – начальное давление в расширительном баке

P max (атм.) – максимально допустимое значение давления

К – коэффициент заполнения расширительной ёмкости, определяющий максимальный объем жидкости (в процентах от полного объема мембранного бака), который может вместить экспанзомат. По таблице:

Общий вид фронт

Общий вид сзади

Вид сверху

Вид снизу

Все объемы

Производитель: Wester Heating
Емкость: 8, 12, 24, 35, 50, 80, 100, 120, 150, 200, 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 5000, 10 000 литров
Преддавление в воздушной полости: 1,5 бар
Макс. давление: 5,0 бар
Рабочая температура: -10°C. +100°C

– Предназначены для компенсации температурных расширений теплоносителя в замкнутых системах отопления.
– Основные элементы бака – корпус из высококачественной стали, эластичная мембрана из каучука.
– Давление в воздушной полости для баков от 8 до 150 литров – 1,5 бара, от 200 до 10 000 литров – бара.
– Теплоноситель в системе отопления – вода с содержанием гликоля не выше 50%.
– Расширительные баки комплектуются сменной мембраной.
– Температурный режим работы – от -10 °С до +100 °С
– Срок службы – 100 000 циклов.
– Цвет корпуса – красный.

Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Заполните ниже приведенную форму и в результате расчёта будет подобран список расширительных баков соответствующих заданным исходным данным.

Высота от точки присоединения расширительного бака до верхней точки системы отопления

Максимальное давление для системы отопления
в месте подключения расширительного бака

Температурный график Т1 – Т2 системы отопления

Объём воды в системе отопления

Тепловая нагрузка системы отопления

Преобладающий тип отопительных приборов

Устройство и конструкция

Расчёт и подбор

Установка и монтаж

Обслуживание и ремонт

Расчёт расширительного бака

Расчёт расширительного бака выполняют для определения его объёма, минимального диаметра присоединительного трубопровода, начального давления газового пространства и начального эксплуатационного давления в системе отопления.

Методика расчёта расширительных баков сложна и рутинна, но в целом можно установить такую зависимость между объёмом бака и влияющими на него параметрами:

  • Чем больше ёмкость системы отопления, тем больше объём расширительного бака.
  • Чем выше максимальная температура воды в системе отопления, тем больше объём бака.
  • Чем выше максимально допустимое давление в системе отопления, тем меньше объём.
  • Чем меньше высота от места установки расширительного бака до верхней точки системы отопления, тем меньше объём бака.

Так как, расширительные баки в системе отопления необходимы не только для компенсации изменяющегося объёма воды но и для пополнения незначительных утечек теплоносителя — в расширительном баке предусматривают некоторый запас воды, так называемый эксплуатационный объём. В выше приведенном алгоритме расчёта заложен эксплуатационный объём воды в размере 3% от ёмкости системы отопления.

Подбор расширительных баков

Подбор расширительного бака следует выполнять с учётом его температурныx и прочностных характеристик. Давление и температура в месте подключение бака не должны превышать максимально допустимых значений.

Объём расширительного бака должен быть больше или равен объёму, полученному в результате расчёта. Негативных последствий от завышения объёма, сверх расчётного – нет.

Если установка расширительных баков предусматривается в помещении, то следует учесть что сосуды диаметром более 750 мм и высотой более 1,5м могут не пройти в дверной проём, а для их перемещения потребуются средства механизации. В таком случае лучше отдать предпочтение не одному, а нескольким мембранным бакам меньшей ёмкости.

1. При использовании в качестве теплоносителя гликолевых смесей рекомендуется подобрать расширительный бак с объёмом на 50% превышающим расчётный.

2. Первый признак неправильно рассчитанного расширительного бака или невыполненной его настройки — это частое срабатывание предохранительного клапана.

Расчет расширительного бака для закрытых систем отопления

  • 29 июля 2014 22:32:43
  • Отзывы :
  • Просмотров: 17559
  • Автор: Дмитрий З
  • Расчет расширительного бака для закрытых систем отопления

Как произвести расчет объёма расширительной емкости для закрытой системы отопления.

Современные системы отопления представляют собой замкнутый контур, герметичную конструкцию заполненную жидкостью, которая изолирована от попадания воздуха, а значит, менее подвержена окислению.

При увеличении объёма жидкости в закрытой системе, в связи с увеличением температуры теплоносителя, может повыситься давление, способное нарушить целостность элементов системы. В таких случаях устанавливается герметичный расширительный бак (мембранный или экспанзомат), который используется в закрытых контурах отопления с целью компенсации температурных расширений.

Экспанзомат конструктивно представляет собой герметичную емкость, со встроенной внутрь эластичной мембраной или мешком, разделяющей бак на две полости: одна из которых, при увеличении давления, наполняется теплоносителем, а другая – воздухом или азотом.
В одной из частей компенсатора расположен ниппель для подкачки насосом и замера давления газа, а в другой – резьбовой штуцер для присоединения к контуру отопления.

Расчет компенсационной емкости для отопления, калькулятор .

Пиковая рабочая температура жидкости°С
Предустановленное давление воздуха в бакебар
Максимальное давление в системебар
Объем жидкости в системелитров
Pmax-максимальное давление, атм.Pmin – начальное давление, атм.
0,51,01,52,02,53,03,54,05,0
1,00,25
1,50,400,20
2,00,500,330,16
2,50,580,420,280,14
3,00,620,500,370,250,12
3,50,670,550,440,330,22
4,00,700,600,500,400,300,20
4,50,630,540,450,360,270,18
5,00,580,500,410,330,250,16
5,50,620,540,470,380,300,23
6,00,570,500,420,350,28
6,50,600,530,460,400,350,20
7,00,560,500,440,380,25
7,50,580,530,470,410,30
8,00,560,500,450,33

Коэффициент расширения воды и водогликолевой смеси в зависимости от температуры в %

°ССодержание гликоля, %
10203040507090
0,000130,00320,00640,00960,01280,01600,02240,0288
100,000270,00340,00660,00980,01300,01620,02260,0290
200,001770,00480,00800,01120,01440,01760,02400,0304
300,004350,00740,01060,01380,01700,02020,02660,0330
400,00780,01090,01410,01730,02050,02370,03010,0365
500,01210,01510,01830,02150,02470,02790,03430,0407
600,01710,02010,02320,02630,02940,03250,03870,0449
700,02270,02580,02880,03180,03480,03780,04380,0498
800,02900,03200,03490,03780,04070,04360,04940,0552
900,03590,03890,04170,04450,04730,05010,05570,0613
1000,04340,04650,04910,05170,05430,05690,06210,0729

коэффициент расширения воды при температуре 90°С равен по таблице 0,0359

объем системы допустим 600 л.

начальное давление в расширительном баке 1,5 атм.

максимальное давление в системе отопления 4 атм.

V = 0,0359 х 600 / (1 – 1,5 / 4) / 0,5 = 68,928 литра

Как рассчитать объем расширительного бака

Расчет объема расширительного бака выполняется по специальной методике. Ниже приведены алгоритмы вычислений для систем отопления открытого и закрытого типа. Применение представленных рекомендаций поможет получить точный результат без обращения к профильным специалистам и калькулятору.

Расчет расширительного бака для закрытого типа отопления

Специальные емкости применяют для компенсации увеличения теплоносителя при повышении температуры. В закрытой системе отопления устанавливают мембранный бак.

Ниже приведены особенности типовой конструкции с назначением типовых функциональных компонентов:

  • гибкая герметичная перегородка делит рабочий объем на две части;
  • одну – через патрубок подсоединяют к магистрали теплоснабжения;
  • в другую закачивают под необходимым давлением воздух;
  • для создания корпуса применяют устойчивые к процессам коррозии материалы;
  • фиксацию в горизонтальном положении крупных моделей обеспечивает подставка.

Мембранный расширительный бак устанавливают в любом удобном для пользователей месте. Следует обеспечить удобство доступа для обслуживания. С помощью встроенного штуцера с клапаном добавляют (стравливают) воздух, создавая необходимое давление.

Расчет расширительного бака для закрытой системы отопления начинают с определения количества жидкости в системе. Самые точные данные можно получить на стадии заполнения. Также применяют последовательное сложение емкостей трубопроводов, радиаторов, иных компонентов.

Чтобы рассчитать общий объем теплоносителя быстро, профильные специалисты часто применяют ориентировочные пропорции.

Ниже приведены значения (в литрах) на 1 кВт мощности котла при подключении разных видов оборудования:

  • стальные конвекторы (6-8);
  • алюминиевые, чугунные радиаторы (10-11);
  • теплый пол (16-18).

Если для отопления частного дома применяют комбинацию из разных нагревательных приборов, берут 15 л/ 1 кВт. При мощности газового котла 7,5 кВт получится следующий результат вычислений: 7,5*15=112,5 л.

Подходящие размеры расширительного бака для отопления закрытого типа зависят от нескольких параметров:

  • суммарного объема водопровода и подключенных устройств;
  • типа теплоносителя;
  • максимального давления;
  • температурного режима.

При заполнении отопительной системы водой происходит увеличение объема на 4% в процессе повышения температуры от 0 С до +95 С. Для предотвращения замерзания в зимний период теплоноситель дополняют этиле
нгликолем.

Такая смесь расширяется на 10% больше по сравнению с рассмотренным выше примером (на 4,4%). Аналогичные поправки делают при монтаже холодоснабжения.

В сводной таблице представлены коэффициенты расширения воды (смеси).

Эти данные помогут сделать точный выбор расширительного бака:

Концентрация этиленгликоля в %Температура теплоносителя, °С
206080100
0,000130,001770,01710,02900,0434
200,00640,0080,02320,03490,0491
400,01280,01440,02940,04070,0543

Расчет расширительного бака для отопления (О)выполняют по формуле О = (Ос х Кр) / Э, где:

  • Ос – суммарный объем функциональных компонентов;
  • Кр – поправочный коэффициент (из таблицы для определенного состава теплоносителя);
  • Э – эффективность бака.

Последнюю позицию вычисляют следующим образом Э = (Дс-Дб)/ (Дс+1), где Д – это давления:

  • Дс – максимальное в системе ГВС (норматив для частных домов 2-3 атм);
  • Дб – компенсирующее, которое принимают равным статическому (0,1 атм на каждый метр высоты строения).

Пример расчета

Пример ниже показывает, как выбрать расширительный бак для отопления коттеджа со следующими параметрами:

  • площадь общая – 180 м кв.;
  • количество этажей – 3;
  • высота потолков – 2,5 м;
  • теплоноситель – вода с добавлением этиленгликоля 20%;
  • рабочее давление – 2,5 атм;
  • максимальная температура – не более +80С.

Расчет объема расширительного бака:

  • устанавливают суммарную высоту отапливаемых помещений: 3*2,5 = 7,5 м;
  • компенсирующее давление составит: Дб = 7,5*0,1 = 0,75 атм;
  • определяют эффективность: Э = (2,5-0,75)/(2,5+1) = 0,5;
  • для отопления такого здания понадобится котел мощностью 18 кВт (один кВт на каждые 10 кв. м площади);
  • без точного измерения можно установить приблизительное количество теплоносителя следующим образом: 18*15=270;
  • подставив значения в формулу, вычисляют объем расширительного бака для отопления: О = (270*0,0349)/0,5 = 18,846 л.

Далее подберем подходящую модель в списке актуальных предложений. Необходимо приобрести бак с запасом по емкости, чтобы исключить проблемы в процессе эксплуатации.

Расчетным параметрам, например, соответствует Reflex NG 25 со следующими характеристиками:

  • объем бачка – 25 л;
  • способ монтажа – настенный;
  • максимальное давление – 6 атм;
  • температура теплоносителя – не более +120 С;
  • соединительные размеры подводки – 3⁄4 дюйма;
  • диаметр х высота – 28 х 50 см;
  • вес пустого изделия – 4 кг.

Аналогичным образом приобретают расширительный бак водоснабжения: выбор, установка соответствуют приведенным выше рекомендациям. Главное отличие – использование в транспортной системе только чистой воды, чтобы бак для водоснабжения был подобран корректно.

Следует использовать в ходе вычислений необходимые коэффициенты расширения. В формулах учитывают емкость транспортной системы и котла.

Расширительный бак для водоснабжения (горячего) рассчитан на меньшую эксплуатационную температуру по сравнению с рассмотренным выше аналогом (до +70 С). Чтобы исключить ошибки производители применяют голубую и красную окраску внешней поверхности корпуса (ГВС и отопление соответственно).

Вместе с тем повышают прочность, чтобы исключить повреждение гидроударами. Серийные изделия способны выдержать увеличение напора до 10-12 атм.

Подбор расширительного бака для ГВС выполняют одновременно с запорными устройствами, манометрами, другими сопутствующими деталями.

Как рассчитать объем расширительного бака для открытой системы отопления

В системе открытого типа специалисты советуют установить бак в самой высокой точке. Такое решение вместе с компенсацией расширения обеспечит удаление воздуха без дополнительных приспособлений. Разумеется, помещение должно быть отапливаемым. Если решено использовать свободное пространство под кровлей, понадобится соответствующее утепление.

Точный расчет расширительного бака системы отопления в этом случае не требуется. Для предотвращения аварийных ситуаций патрубок, встроенный в стенку емкости на определенном уровне, соединяют с канализацией.

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Система отопления закрытого типа имеет немало преимуществ. Она намного компактнее, так как не требует соблюдения правила установки расширительного бака в высшей точке, легче поддаётся регулировкам, работает экономичнее, а теплоноситель не испаряется и не контактирует с воздухом, то есть не насыщается кислородом, что очень важно для долговечности металлических элементов котла и радиаторов.

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Компенсация температурного расширения воды происходит за счет установки мембранного расширительного бака, который может быть смонтирован, например, на «обратке» в непосредственной близости от котла. Необходимо лишь правильно определиться с параметрами этого важного элемента системы. В этом нам поможет калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления.

Необходимые разъяснения по выполнению вычислений – ниже самого калькулятора.

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Пояснения по проведению вычислений объема бака

Понятно, что при монтаже системы отопления, особенно в условиях дефицита места, хочется по максимуму сэкономить свободное пространство. Тем не менее, объем расширительного бака не может быть меньше расчетного значения.

В основу расчета положена следующая формула:

Vb = Vt × Kt / F

Vb — рассчитываемый объем расширительного бака.

Vt — объем теплоносителя в системе.

  • Практический способ – засечь по водомеру во время пробного заполнения системы.
  • Самый точный способ – просуммировать внутренние объемы всех элементов системы – котла, труб, радиаторов и т.п.
  • Простейший «теоретический» метод — не боясь совершить серьезную ошибку, можно принять соотношение 15 литров теплоносителя на каждый киловатт мощности котла отопления. Именно эта зависимость и заложена в калькулятор расчета.

Kt — коэффициент, принимающий во внимание тепловое расширение применимого теплоносителя. Этот показатель зависит от содержания в теплоносителе антифризных добавок, и изменяется и с процентным соотношением этих добавок, и с ростом температуры, причем — нелинейно. Существуют специальные таблицы, но в нашем случае эти данные уже внесены в калькулятор – из расчёта среднего нагрева теплоносителя до +70÷80 ºС (это наиболее оптимальный режим работы автономной системы отопления).

Если в системе применяется вода, то это необходимо отметить в соответствующем поле калькулятора.

Цены на расширительные баки для системы отопления

Что может использоваться в качестве теплоносителя?

Для частных домов, которые могут оставляться хозяевами в зимнее время на длительное время с выключенным отоплением, целесообразнее применять незамерзающие жидкости – антифризы. О разнообразии теплоносителей для систем отопления , об их свойствах, достоинствах и недостатках – в специальной публикации нашего портала.

F — так называемый коэффициент эффективности мембранного расширительного бака. Он выражается следующей зависимостью:

F = (Pmax – Pb) / (Pmax + 1)

F — вычисляемый коэффициент эффективности бака.

Pmax — максимальное давление в системе, которое соответствует порогу срабатывания аварийного клапана в «группе безопасности». ЭтоТ параметр обязательно указывается в паспортных данных котельного оборудования.

Pb — давление подкачки воздушной камеры расширительного бачка. Изделие может поступать уже предварительно накачанное – тогда этот параметр будет указан в паспорте. Впрочем, эту величину можно и изменять – воздушная камера поДкачивается, например, автомобильным насосом, или, наоборот, из нее стравливается избыточный воздух – для этого на баке имеется специальный ниппель. Как правило, в автономных системах отопления рекомендуют закачивать воздушную камеру до уровня одной – полутора атмосфер.

Какие еще элементы обязательны в системе отопления закрытого типа?

Чтобы правильно спланировать и смонтировать отопление в доме или квартире, необходимо знать его устройство и взаимосвязь всех основных приборов и элементов. Подробно о системе отопления закрытого типа рассказывает специальная публикация нашего портала.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Вентпортал

Опубликовано вс, 06/17/2007 – 17:38 пользователем editor

Для определения рабочего объема мембранного расширительного бака необходимо определить суммарный объем системы отопления VL сложением водяных объемов котла, отопительных приборов и трубопроводов.

Вид отопительных приборовОбъем системы, литр/кВт
Конвекторы7,0
Радиаторы10,5
Греющие поверхности, совмещенные со строительными конструкциями (теплые полы)17,0

VL – емкость расширительной системы (емкость котла, всех труб и аккумуляторов тепла, если есть)
Е – коэффициент расширения жидкости, %
D – эффективность мембранного расширительного бака

1. Однако емкость системы отопления вычислить достаточно сложно, поэтому приблизительный расчет можно получить, зная мощность системы отопления, использовав формулу – 1КW = 15 л.
Например: мощность котла для коттеджа 30 кВт, тогда емкость системы отопления (без теплоаккумулятора) VL = 15 х 30 = 450 л.

2. Расширение жидкости – 4 % приблизительно, для водяных систем отопления с максимальной температурой до 95°С (данные достаточно точные и неопасные)

Если в системе в качестве теплоносителя используется этиленгликоль (тосол), то приблизительный расчет коэффициента расширения можно произвести по следующей формуле:
этиленгликоль
10% – 4% х 1,1 = 4,4%
20% – 4% х 1,2 = 4,8% и т.д.;

эффективность мембранного расширительного бака D = (PV – PS) / (PV + 1), где

РV – максимальное рабочее давление системы отопления (расчетное давление предохранительного клапана равно максимальному рабочему давлению), для коттеджей обычно достаточно 2,5 бар;
PS – давление зарядки мембранного расширительного бака (должно быть равно статическому давлению системы отопления; (0,5 бар = 5 метров)
Например: площадь коттеджа составляет 300 м², высота системы , мощность котла 30 кВт, объем теплоаккумулятора 1000 л; тогда объем необходимого расширительного бака составит:
VL = 30 х 15 + 1000 = 1450 л.
PV = 2,5 бар; PS = 0,5 бар;
D = (2,5 – 0,5)/(2,5+1) = 0,57
V = 1450 х 0,04/0,57 = 101,75

Выбираем расширительный мембранный бак 110 л, давление зарядки 0,5 бар

Т, °ССодержание гликоля, %
10203040507090
0,000130,00320,00640,00960,01280,01600,02240,0288
100,000270,00340,00660,00980,01300,01620,02260,0290
200,001770,00480,00800,01120,01440,01760,02400,0304
300,004350,00740,01060,01380,01700,02020,02660,0330
400,00780,01090,01410,01730,02050,02370,03010,0365
500,01210,01510,01830,02150,02470,02790,03430,0407
600,01710,02010,02320,02630,02940,03250,03870,0449
700,02270,02580,02880,03180,03480,03780,04380,0498
800,02900,03200,03490,03780,04070,04360,04940,0552
900,03590,03890,04170,04450,04730,05010,05570,0613
1000,04340,04650,04910,05170,05430,05690,06210,0729

Вы можете скачать программу расчета по ссылке ниже:

Читайте также:  Закрытая и открытая система отопления разница
Ссылка на основную публикацию