Как выполнить расчет объема расширительного бака системы отопления

Эффективно функционировать автономная система отопления может только в случае правильного подбора оборудования, грамотно выполненного, согласно СНиП, монтажа. Замкнутый контур, по которому циркулирует теплоноситель с определенной массой, имеет устойчивые параметры. Любое повышение или понижение температуры жидкости влечет изменение ее объема, а значит, и рабочего давления. При нагреве воды или другой жидкости до максимально возможных значений, эта величина достигает критического значения. Так как при нагреве вода практически не сжимается, это чревато разрывом радиаторов или трубной разводки.

Зачем нужен расширительный бачок

Чтобы этого не произошло, следует соединить контур с емкостью, наполненной воздухом.

• Наличие расширительного бака для отопления при увеличении объема теплоносителя компенсирует скачки давления: оно возрастает незначительно. Нивелирующие давление резервуары монтируются в системах автономного отопления любого вида. Они покрывают объем отопительного контура, вызванного тепловым расширением жидкости внутри его, устраняют избыток давления.
• Расширительные емкости предусматриваются также в схеме отопления открытого типа. В этом случае происходит прямое взаимодействие с атмосферным воздухом. Можно встретить расширительные бачки при централизованной подаче тепла (верхний разлив). Емкость в таких случаях монтируется в чердачном помещении, соединяясь с линией, подающей теплоноситель.
• Бачок предотвращает гидравлические удары в системе, освобождает ее от воздушных пробок. Они возникают от перепадов высот между подающей и обратной линией отопления и невозможности выдавить их циркулирующим теплоносителем. Бак собирает в своем объеме воздух, выходящий во время запуска тепловой системы со всех труб и радиаторов. Для его удаления используется воздушный кран, который периодически открывается, воздух стравливается. При открытом варианте системы  воздух сразу уходит в атмосферу.

Как работает резервуар

Закрытые герметические компенсирующие емкости более практичные. Они выполнены в форме сферы или плоскими. Лишены основного недостатка открытых бачков – испарения теплоносителя. Внутри разделены резиновой эластичной перегородкой (мембраной). Попадая в нижнюю камеру бака, нагревающийся и меняющийся в объеме теплоноситель «соседствует» с воздухом в верхней части резервуара. Закачивается он туда в заводских условиях под давлением, как правило,  в полторы атмосферы. Нагреваясь, вода заполняет бак, увеличиваясь в объеме. Ее излишки попадают в бак и давят на резиновую мембрану.

Критерии выбора бака

Расчеты по баку выполняются для нескольких целей:

• чтобы определить минимально возможное сечение трубы, по которой подается теплоноситель;
• для вычисления исходного давления среды;
• начального давления жидкости вначале эксплуатации системы отопления.

Важным показателем расширительной емкости считается ее вместимость. Правильный выбор обеспечивает бесперебойную работу контура отопления. В то же время, небольшой объем расширителя несет большие проблемы. Следует учитывать, что бак, компенсирующий давление воды в закрытой системе отопления, тоже закрытый, блокирующий контакт воды или другого теплоносителя с атмосферным воздухом. Расчет расширительного бака для закрытой системы отопления можно выполнить самостоятельно по одной из методик с использованием сложных формул, коэффициентов и перечнем исходных данных.

Существует также довольно простой, но точный алгоритм, по которому можно произвести расчет объема расширительного бака системы отопления. Согласно теоретическим данным, масса воды в отопительной системе при максимально допустимой температуре ее нагрева увеличивается примерно на 5%. Тогда, для определения вместимости расширительного бака рассчитывается необходимый объем теплоносителя по такой схеме:

• Количество наполняемого теплоносителя берется из паспорта на теплогенератор.
• Пропускная способность труб и их внутренний объём высчитывается, исходя из площади поперечного сечения, умножением ее на длину каждой трубы.
• Данные о количестве теплоносителя в радиаторах отопления берутся тоже из паспорта.
• Все три результата суммируются.
• От конечной суммы зависит подбор бака, его вместимость.
• Она берется с небольшим запасом в 10% от полученного суммарного результата.

Если нужен более точный расчет расширительного бака системы отопления закрытого типа, то он выполняется по формуле:

V = (α х ν/1 – Ρ min/ Ρ max)/ k, где:

V – искомая вместимость расширительного резервуара;

ν – суммарный объем, состоящий из вместимости батарей, объема котла, теплого пола и всех труб, а также других элементов, подводящих теплоноситель;

α – степень расширения: зависит от максимально возможной температуры теплоносителя, до которой его может нагреть котел (вода с температурой 95°С имеет коэффициент 4%);

Ρ min и Ρ max, – начальное давление в компенсационном резервуаре и предельно допустимое максимальное давление, выставленное по настройке предохранительного клапана;

k (%)– степень заполнения бака при максимальном наполнении. Выражается в процентном отношении к общему объему резервуара. Значение табличное. Показывает зависимость между наибольшим и наименьшим давлением.

Пред тем, как рассчитать расширительный бак для отопления, нужно учесть, что при нагревании наполняемость бака водой увеличивается на 5%. В случае использования другого вида теплоносителя эта величина должна быть увеличена. Объём бака должен быть выбран исходя из двукратного объёма увеличения жидкости.

Внимание! Компания «Новое место» выполняет все необходимые расчеты по системам отопления любой специфики. Их качество гарантировано специальным программным обеспечением. Оно позволяет учесть максимальное количество факторов и выбрать оптимальный вариант оборудования, в том числе, расширительно бачка.

Бак открытого типа

Его размеры, как правило, идентичны вместимости. Конструктивно резервуар выглядит намного проще. По сути, это бак с отверстием для подачи воды. По этому же патрубку теплоноситель снова попадает в трубы системы. От переполнения емкость защищена еще одним отверстием для перелива. По нему лишняя жидкость отводится в канализационный коллектор.

Расчет расширительного бака для отопления открытой системы в упрощенном виде методом подбора сводится к тому, что в резервуаре должно оставаться 10% количества теплоносителя, находящегося в отопительном контуре. Если предположить, что для полного заполнения системы необходимо 100 л жидкости, то для бака наполнение ею распределиться так.

• В емкости всегда должна быть жидкость, покрывающая отверстие для циркуляции теплоносителя, чтобы из атмосферы в контур не попадал воздух, не образовывались воздушные пробки. Для этих целей достаточно 2 литров.
• На температурное расширение воды приходится 5 л.
• На случай испарения жидкости, протечек, других непредвиденных обстоятельств – еще 3 литра. При сильном испарении теплоноситель нужно восполнять, доливая в бак не реже раза в месяц. Это составляет где-то 2% общего его объема.

Замечания по расчету

• Габариты бака для закрытой отопительной системы прямопропорциональны объему жидкости: чем он больше, тем большего размера нужен резервуар.
• Если в качестве теплоносителя используется не вода, а антифризная смесь, расчетный объем увеличивается еще наполовину.
• С повышением температуры жидкости объем компенсирующего бака увеличивается тоже.
• Посчитать общую вместимость всех звеньев системы отопления (котельного агрегата, трубной разводки, батарей отопления) непросто. Здесь нужны специальные знания.
• Если нужно узнать, как рассчитать расширительный бак для системы отопления в приблизительном виде, можно пользоваться такими данными: единица мощности отопительного котельного агрегата (1 кВт) расходуется на прогрев 15 л теплоносителя.
• Еще один показатель, который необходимо учитывать: сколько жидкости вмещает отопительный контур. Если в проектных документах этих данных нет, можно экспериментально замерить количество слитых с системы литров или, наоборот, залитых ведер воды в контур.
• Критическое (наибольшее) значение давления, на которое рассчитывается циркуляционный контур и котельный агрегат, берется из паспорта на приборы.
• Подобрать бак можно и с помощью онлайн калькулятора. Разные сайты предлагают свои услуги, как для упрощенных расчетов, так и для более конкретного вычисления с использованием максимума исходных данных.

Внимание! Проводить расчеты самостоятельно вряд ли целесообразно. Совершенная ошибка грозит неправильным подбором компенсирующего резервуара. Хорошо, если это погрешность в большую сторону. Если же наоборот, то в отопительный период могут возникнуть неприятности с эксплуатацией системы. Компания «Новое место» выполняет весь объем работ «под ключ» по системам отопления (и расширительным бакам в том числе). Если заказать их в комплексе с монтажом септика, подключением водоснабжения, то для заказчика начинают действовать существенные скидки. Обращайтесь к нам за качественной установкой отопления по разумным ценам.

При установке бака лучше предусмотреть запасной вариант. Это практично, выручит в том случае, если нужно проводить ремонт резервуара или его замену при работающем контуре. Переключившись на резервный бак, можно ликвидировать неисправность без снижения эффективности отопления. Не стоит размещать бак в труднодоступном месте, под потолком - это затруднит к нему доступ для обслуживания.