Как рассчитать расширительный бак для системы отопления
Для полноценного функционирования системы отопления в сборку включают расширительный бак, так как теплоноситель имеет свойства расширяться при нагревании либо уменьшать объем при снижении температуры. Превышение водной среды внутри системы может привести к аварии. Чтобы обеспечить свободное перемещение жидкости по трубопроводам и радиаторам отопления, в систему встраивают расширительный бак. Когда объем жидкости превышает предусмотренный системой трубопроводов и радиаторов объем, лишняя жидкая субстанция перетекает в расширительный бачок. Название «расширительный» связано с увеличением или расширением объема теплоносителя при нагревании до установленного температурного максимума.
Эффективность расширительного бачка
Расширительный бачок дает системе дополнительный объем, так как в емкость бака переходит избыток жидкости, когда температура в системе поднимается и начинает быстро циркулировать по контуру. Различают открытые и закрытые бачки в отопительных контурах. Закрытый тип системы предполагает заливку определенного объема жидкости на весь период эксплуатации. Избыток жидкости в определенный период работы приводит такую систему к разрыву труб, радиаторов.
Открытый тип системы отличается от закрытого прежде всего тем, что при увеличении объема теплоносителя лишняя часть при нагревании просто выльется наружу. Когда теплоноситель остынет, объем уменьшится. При таких перепадах температуры и уровня заполненности в трубах, радиаторах получатся пустоты. Образованные воздушные пробки будут мешать полноценному заполнению контура горячей жидкостью и уровень теплоты существенно снизится. Стоит отметить, что расширительный бачок необходим в открытой или закрытой системе отопления.
Какие бывают коэффициенты теплоносителя
При выборе бачка необходимо учитывать показатель расширения жидкой среды, которая подвергается нагреванию и распространяет тепло по всему отопительному контуру. Рекомендуемый коэффициент расширения теплоносителя для воды:
- 80 °С – 2,81 %;
- 85 °С – 3,15 %;
- 90 °С – 3,45 %.
Рекомендуемый коэффициент расширения жидкости для теплоносителя, в котором присутствует 50% воды +50% гликоля:
- 80 °С – 4,32 %;
- 85 °С – 4,65 %;
- 90 °С – 4,99 %.
И рекомендуемый коэффициент расширения жидкой среды для теплоносителя, в который состоит из 70% воды и 30% гликоля:
- 80 °С – 3,77 %;
- 85 °С – 4,10 %;
- 90 °С – 4,95 %.
В примерах показано, что в зависимости от изменения состава теплоносителя, коэффициент увеличения объема жидкой среды увеличивается по-разному. При расчетах стоит обращать внимание на тот теплоноситель, который планируется заливать в отопительный контур.
Свойства и характеристики расширительного бака
Эффективность расширительного бака рассчитывают по формуле
При максимальном рабочем давлении внутри бака от 1 до 6 Бар и аналогичный показатель в обычных условиях от 0,5 до 4,0 Бар показывают эффективность в виде коэффициента 0,25 до 0,7 единиц.
Расчет оптимального объема расширительного бака
Подходящий объем расширительного бака рассчитывают по формуле:
V=(VL*E)/D,
Где VL – объем теплоносителя в системе;
E – коэффициент расширения жидкой субстанции в отопительном контуре;
D – эффективность расширительного бака.
По данной формуле можно найти подходящий объем бачка, в котором уровень воды будет то подниматься, то снижаться.
В системе важно предусмотреть клапан давления, который устанавливают независимо от наличия расширительного бака. В результате профилактического открытия клапана через определенный период работы системы, можно снимать накопившееся давление внутри контура. Повышение давления может быть не обязательно связано с периодическим прогревом и охлаждением воды. Бывает, что давление увеличивается из-за работы циркуляционного насоса, системы подпитки.
На графике показана зависимость объема бачка от температуры в градусах Цельсия. Разный цвет линий графика показывает, что вода не требует большого объема бака при увеличении температуры в сравнении с гликолем. Чем больше процентное содержание гликоля в составе теплоносителя, тем выше уровень расширяемости и увеличения объема при достижении одинакового уровня температуры. Минимальный процент расширения, который по коэффициенту ближе всех находится к обычной воде, показывает теплоноситель с содержанием гликоля 10%.
Бак для отопления закрытого типа
Если не брать в расчет указанную формулу, можно посчитать объем бака как 10% от всего объема отопительного контура. Например, если в контур заливают 250 л воды, объем расширительного бачка составит 25 л. При вводе в контур 270 л теплоносителя, бачок подбирают объемом 27 л. После проведения расчетов по формуле рекомендуется добавить 10% объема для запаса воздуха, который будет находится в бачке до тех пор, пока не откроется клапан сброса. Соответственно, в первом случае достаточный объем будет равен 27,5 л; во втором – 27,7 л.
Бак для отопления открытого типа
Преимуществом открытой системы является отсутствие герметично замкнутого пространства внутри контура. В результате в бачке не накапливается воздух и растет давление. Если подбирать бачок для закрытой системы не обязательно добавлять 10% объема к расчетной величине V. Для открытой системы нужен бачок, в который просто поместиться избыток жидкости. Для воздуха запас объема не предусматривают. Если учитывать данную особенность контура, то для системы, в которую вливают объем жидкость 250 л, будет достаточно объема 25 л; на 270 л – 27 л.
Чтобы избежать аварийного разрыва труб или утечки воды из радиаторов, следует внимательно отнестись и выбрать расчетным путем подходящий объем расширительного бачка. В качестве исходных данных по температурного диапазону, давлению, лучше выбрать ключевые характеристики с запасом, чтобы обеспечить бесперебойную работу системы на уровне приемлемой бытовой безопасности. В продаже есть бачки, которые отличаются объемом на 1-0,5 литра. Производителя стремятся поддержать выбор покупателей и предлагают широкий ассортимент подходящих бачков.