Разширителен резервоар на отоплителната система: проектиране, изчисляване и избор на най-добрия вариант

Правилно избраният и правилно монтиран разширителен резервоар на отоплителната система ще предотврати нейната повреда и ще поддържа налягането на необходимото ниво.Необходим е като резерв за разширяване на водата при нагряване. В зависимост от вида на системата, вграденият разширител може да бъде отворен или затворен.

Ще ви кажем как да изберете резервен капацитет в зависимост от създаваната отоплителна схема. Статията, която представихме, описва дизайнерските характеристики и спецификата на инсталирането на разширители. Дадени са препоръки, които, ако се спазват, ще осигурят идеална работа на всеки тип отоплителен кръг.

Разширителни резервоари от отворен тип

Конструктивна характеристика на разширителите от отворен тип е контактът на охлаждащата течност с атмосферата. Циркулацията в системи с разширител от този тип е конвекция. При нагряване обемът на течността се увеличава, излишъкът му се абсорбира от резервоара на контейнера.

Когато температурата спадне, течността се връща обратно чрез гравитация, под въздействието на гравитацията.

Поради нулево налягане в резервоара, устройството не изисква здрава метална конструкция, следователно:

• всеки метал се използва при производството на кутията;
• може да се използва готов контейнер от топлоустойчива пластмаса;
• Формата на резервоара не е важна.

В селските къщи такова оборудване може да бъде сглобено от налични материали. Като контейнер можете да използвате пластмасова кутия или варел, оборудван с входна тръба и изход за преливане.

Разширителите от отворен тип могат да бъдат направени под формата на правоъгълен резервоар с непропусклив капак в горната равнина

Външно това е обикновен метален резервоар, чиято горна равнина е оборудвана с отвор за обслужване и добавяне на течност. Непропускливият капак осигурява защита срещу запушване. Закрепващите елементи са предвидени отдолу или отстрани.

Отворените отоплителни системи се използват в нискоетажни сгради, където обемът на охлаждащата течност и дължината на отоплителните комуникации са сравнително малки.

Изискванията за инсталиране са прости:

• разширителят се поставя на максимална височина, на захранващата линия;
• захранването е свързано към резервоара чрез тръба;
• За източване на излишната течност се поставя преливник над изчисленото ниво.

За да се осигури циркулация чрез гравитация, се препоръчва да се използват тръби с увеличено напречно сечение за монтаж.

Отворената конструкция се поставя в горната точка, откъдето течността се оттича гравитачно

Обикновено те се опитват да инсталират резервоара в отопляема стая, оборудвана с изолирано таванско помещение и ако това не е възможно, тогава резервоарът ще трябва да бъде изолиран. Наличието на изолация ще предотврати замръзване на течността и загуба на функционалност на системата.

Затворени разширителни резервоари

Конструктивната специфика на затворените модификации на резервоара е пълна херметичност, която ви позволява да поддържате необходимото налягане за циркулация във всяка точка на системата.

Вътрешният резервоар е разделен от мембрана на въздушна и течна част. Всяко от отделенията е напълно запечатано - съдържащата азот смес от въздушното отделение никога няма да се смеси с охлаждащата течност, запълваща отделението за течности.

Принцип на действие затворен разширителен резервоар се състои в това, че нагрятата течност от системата се избутва в течната част на резервоара и започва да оказва натиск отстрани върху запечатаната мембрана. Преградата се деформира и действа върху въздушната част, като я компресира.

В резултат на това обемът на въздушната камера на резервоара намалява и газът в него се компресира. Тази ситуация допринася за повишаване на налягането в системата. Веднага щом налягането се нормализира, охлаждащата течност се изтласква обратно от отделението за течности.

Ако налягането се увеличи бързо, тогава, когато се достигне критичният обем течност в резервоара, се активира предпазният клапан. В резултат на това излишната охлаждаща течност ще бъде отстранена от резервоара.

Затворената конструкция е напълно уплътнена, в долната си част има фланец с входна тръба, в горната част има нипел за пълнене с газ

В зависимост от формата, всички затворени разширители за монтаж в отоплителната система са разделени на следните типове:

1. С форма на топка - вид мембранна структура с еластична преграда.Когато течността влезе, тя се разтяга и абсорбира целия излишен обем. Самият резервоар изглежда като сферична капсула.
2. овал - друг тип мембранни хидравлични компенсатори. Разширителният цилиндър традиционно е разделен от гъвкава мембрана на газови и течни камери, но конфигурацията на тялото има малко удължена вертикална форма.

Външно овалните дилататори са цилиндричен балон, боядисан в червено. От една страна има нипел за създаване на налягане в газовата камера, от друга има тръба, през която се осъществява връзката към системата.

Върху тялото са заварени крепежни елементи, които осигуряват шарнирно монтиране на оборудването и могат да издържат работното му тегло. Сферичната модификация на резервоара се различава от овалната само по форма.

Според вида си затворените мембранни разширители се разделят на диафрагмени и балонни модификации

В затворени системи гравитационната циркулация няма да може да осигури необходимото ниво на налягане. Следователно дизайнът включва циркулационна помпа.

Самият разширител може да бъде инсталиран във всяка точка на системата, но при извършване на монтажни работи е препоръчително да се вземат предвид следните препоръки:

• най-доброто място за монтаж е връщащата линия, към точката на вкарване на помпата;
• По-добре е охлаждащата течност да се подава отгоре, което ще намали проникването на въздух и ще запази функционалността, ако мембраната е повредена;
• липсата на основен обем може да се компенсира чрез инсталиране на допълнителен разширител с по-малък капацитет.

При монтажа не е забранено да се вземе предвид интериорът на помещението, ако е необходимо. За контрол на нивото налягане в отоплителната система Разширителят трябва да бъде оборудван с манометър.

Преди монтирането на циркулационната помпа пред котела обикновено се поставя затворен разширител

Възможността за поставяне близо до котела премахва въпроса за необходимостта от изолация на резервоара. Оборудването се намира в топло помещение, което гарантира лекота на използване.

Кой дизайн е по-добър?

Системите, в зависимост от дизайна и материала на разширителния резервоар, се различават в списъка с плюсове и минуси. Но според експерти и опитни потребители предимствата във функционалността са на страната на затворените опции.

Плюсове и минуси на отворен резервоар

Самотечната система изисква тръби с по-голям диаметър, което от своя страна директно увеличава разходите. Бюджет за развитие отворена отоплителна система с пропусклив дилататор се увеличава леко, въпреки че остава сравнително малък.

Основните предимства на тази опция са простотата, плюс ниската цена на компонентите и монтажните работи. Друга положителна черта е, че няма нужда да се контролира нивото на налягането.

Разширител от отворен тип за малки системи може да бъде сглобен от наличните материали и инсталирането му няма да бъде трудно

Има обаче много повече недостатъци:

• използването на антифриз е опасно поради токсични изпарения;
• възможностите за инсталиране са ограничени само от горната точка на системата;
• постоянният контакт с атмосферата увеличава риска от въздушни шлюзове и корозия;
• бавно загряване;
• температурните промени, придружаващи конвекционната циркулация, ускоряват износването на оборудването;
• използва се при отопление на нискоетажни сгради, максимум два етажа;
• големи топлинни загуби и консумация на енергия за отопление.

Друг недостатък на отворената система са загубите от изпарение и преливане. Следователно, когато монтирате резервоара, трябва да се внимава да се гарантира, че отворът за пълнене е достъпен.

Плюсове и минуси на затворен резервоар

Ако отворените разширители печелят по отношение на цените и лекотата на монтажните работи, тогава функционалността е силната страна на затворения резервоар, който също се нарича разширителен резервоар.Те се използват в строителството затворени отоплителни системикоито нямат пряк контакт с атмосферата.

Експанзоматите имат следните предимства:

• пълна херметичност позволява използването на антифриз;
• Местоположението на разширителя не влияе на производителността на системата;
• изолацията на вътрешното пространство на резервоара намалява до минимум вероятността от въздушни шлюзове и корозия;
• след стартиране системата се загрява по-бързо и е по-чувствителна към контрол на температурата;
• по-малка разлика между условията на работа на захранващите и връщащите линии, което в резултат на това увеличава експлоатационния живот;
• не изисква инсталиране на тръби с голям диаметър, което позволява спестяване на строителството;
• не изисква постоянно внимание към нивото и състоянието на течността;
• възможност за използване в системи, предназначени за няколко етажа;
• малки топлинни загуби, намаляване на разходите по време на работа на оборудването.

Когато избирате разширители от този тип, може да срещнете запечатани цилиндри с неотделима конструкция. Ако диафрагмата не работи, цилиндърът трябва да бъде сменен с нов.

За да се следи нивото на работното налягане, на цилиндъра е монтиран манометър, монтиран е автоматичен или механичен вентилационен отвор за отстраняване на излишния въздух.

Сред недостатъците е важно да се отбележи сложността на дизайна, специалните изисквания към материалите, които увеличават цената на оборудването. Към това можем да добавим необходимостта от постоянно наблюдение на налягането и възстановяването му, ако е необходимо.

Правила за изчисляване на капацитета на резервоара

Всеки тип дилататор ще бъде ефективен само ако обемът е избран правилно. За да направите това, вземете предвид способността на течността да се разширява по време на отоплителния период.Водата в нагревателните пръстени се разширява с най-малко 3% от общия обем на водната система, антифризът - с почти 5%.

Течностите принадлежат към категорията на несвиваеми среди, така че резервоарът трябва да им осигури достатъчен резерв за термично разширение с известна граница. При условие, че веригата е напълно пълна с охлаждаща течност, дори топлинното разширение в изчислените обеми може да доведе до изпускане на течност през предпазен клапан и разливане на охлаждаща течност по пода.

Ето защо, така че превишаването на обема на разширяващата се охлаждаща течност да не доведе до аварии, закупуват затворени резервоари за малки вериги в частни къщи, така че техният обем да е равен на 10% от общия обем на охлаждащата течност, циркулираща през системата. Това правило е валидно за системи с капацитет до 150 l.

Ако повече от 150 литра охлаждаща течност се движи по нагревателния пръстен, тогава капацитетът на затворен резервоар се изчислява чрез умножаване на общия обем на течността по нейния коефициент на разширение при определени работни температури в системата.

Към получената стойност трябва да добавите размера на водния затвор, т.е. обемът на охлаждащата течност, образувана в резервоара в резултат на стандартно статично налягане на течността. За големи нагревателни пръстени тази цифра обикновено е равна на 0,5% от общия обем на охлаждащата течност, а за малки, с капацитет до 150 литра, се приема за 20%.

Получената сума се умножава по корекционен коефициент, определен от стойностите на предварителното и крайното налягане в отоплителната система. Предварителната оценка е, че на 10 м височина на контура има 1 бар. Крайното налягане се формира в резултат на работата на системата.

Изчисляването на обема на затворен резервоар за големи сложни отоплителни конструкции изглежда така:

Използвани са изчисленията: Vn – номинален обем на затворен резервоар; Ve е обемът на охлаждащата течност по време на топлинно разширение (изчислен по формулата Vsystem×n%, където n е коефициентът на топлинно разширение на охлаждащата течност); Vv – воден затвор; po – предварително налягане; pe – индикатор за крайно налягане, равен на максималната стойност на налягането на предпазния клапан минус 0,5 bar

Капацитетът на отворения тип не е строго регулиран от разпоредбите, но има правило: обемът на отворения резервоар към преливната тръба трябва да бъде 3,5 - 4% от общия обем на охлаждащата течност в отоплителния кръг.

Тази оценка е достатъчна за малка селска къща, но сграда за постоянно пребиваване ще изисква по-точно изчисление. На първо място, ще трябва да разберете общия обем на отоплителната система.

Опции за изчисляване на общата отоплителна мощност

Този показател може да се определи с различна степен на точност по три основни начина. Първо, въз основа на паспортните данни на котела. По този начин са необходими около 15 литра течност на единица мощност на котелното оборудване. За да получите необходимите данни, ще трябва да умножите 15 по мощността на котела, посочена в информационния лист.

Второ, можете да разберете обема с помощта на водомер при пълнене на системата. Докато пълните, количеството използвана течност се взема предвид. Това е по-точен и проблемен вариант.

Третият метод включва изчисляване на общия обем на всички елементи на отоплителната система. Това е най-точният вариант. Капацитетът на топлообменника на котела, радиаторите, конвекторите и измервателните уреди може да се определи от паспортните характеристики.За изчисляване на капацитета на тръбата се използват данни от таблицата.

Таблицата показва размерите на тръбите в инчове и техния обем в литри на 1 метър, който се използва за обобщаване на общия обем

Таблицата показва обема на тръбите на метър дължина, изработени от най-популярните и модерни материали. Вътрешният диаметър е посочен в инчове от 0,5 до 1,5 единици.

Друг метод, който претендира за висока точност, е изчислението по формулата:

Vобщо = π x D2 x L/4,

Където:

• π е равно на 3,14;
• D - показва параметрите на вътрешния диаметър на тръбите;
• L - показва дължината на тръбопровода на системата.

След получаване на необходимите данни те се сумират и се получава общият обем на системата, който се използва при по-нататъшни изчисления.

Стъпки и формули за пълния цикъл на изчисления за проектиране и организиране на отопление за частен дом са дадени тук. Препоръчваме ви да прочетете полезната информация.

Избор на разширителен резервоар според таблицата

Ако имате необходимите данни, оптималната опция за разширител може да бъде избрана с помощта на таблицата с обеми и проектно налягане.

Общият обем на системата се изчислява по посочения метод, параметрите на налягането са от значение само за затворени модификации и са посочени в информационния лист на оборудването.

Данните от таблицата ви позволяват да изберете обем на разширителя от 4 до 300 литра

Тази опция не изисква специални изчисления, различни от изчисляването на общия обем на системата. Използването на таблицата значително опростява и ускорява избора на разширител с необходимия капацитет на резервоара.

Използване на формули за изчисление

Ако данните от таблицата не са достатъчни, възможно е сами да изчислите необходимия индикатор за капацитет.

За да направите това, използвайте следната формула:

Vb = Vc x k/D,

Където:

• Vb - показва желания капацитет на разширителя;
• Vc – общ капацитет на системата;
• k е коефициентът на разширение на течността при нагряване;
• D – коефициент на полезно действие на разширителя.

От данните, необходими за изчислението, остават неизвестни коефициентите k и D. Първият е таблична стойност, а вторият се изчислява по отделна формула.

Съществува и се използва и таблица за температурно разширение. Позволява ви да определите коефициента за системи с вода или антифриз. Стойността не е линейна, тя се променя при нагряване в зависимост от наличието и концентрацията на гликол в течността.

Използвайки тези данни, е възможно да се определят параметрите на коефициента на разширение на течността при нагряване (k), необходими за изчисляване на обема на разширителния цилиндър

За вода концентрацията на етилен гликол се приема като "0", за антифриз концентрацията се определя според данните, декларирани от производителя. Температурата на нагряване се счита за работна за конкретна система.

За да изчислите независимо коефициента на ефективност на разширителния резервоар, използвайте формулата:

(Qm – Qb) : (Qm + 1),

Където:

• Qm е максималното налягане на системата според номиналния праг на реакция на предпазния клапан;
• Qb е предварителното налягане във въздушната камера на разширителя съгласно информационния лист.

Ако последният параметър е неизвестен, той се измерва по време на надуване или чрез кървене през нипела на цилиндъра.

Други методи за изчисление

В допълнение към независимите изчисления с помощта на формули и таблици, има алтернативни методи. Достъпна опция за изчисление е помощта на онлайн калкулатор.

Няма недостиг на мрежови ресурси, предлагащи онлайн изчисляване на необходимата стойност. Лесно се намират по ключова дума

Друга възможност за получаване на необходимите данни е да се свържете с професионални дизайнери.Това е най-надеждният начин, но точността на получената информация ще бъде доста скъпа.

Ще ви запознае с правилата за инсталиране и свързване на разширители от затворен и отворен тип следващата статияпосветен на тези проблеми.

Как да изберем правилния разширителен резервоар?

Препоръчително е да вземете решение за вида на отоплителната система на етапа на планиране. Изборът на резервоар обикновено се отлага до издигането на кутията, когато системата е инсталирана и нейният обем е известен.

При избора на оптималната опция за разширителен резервоар се препоръчва:

• фокусирайте се върху обема на затворения разширителен резервоар, който надвишава стойността на топлинното разширение на охлаждащата течност;
• когато купувате, трябва да обърнете внимание на връзката, формата на контейнера и местоположението на съединителите за крепежни елементи - това ще избегне изненади по време на процеса на инсталиране;
• Важно е да обърнете внимание на инструкциите на кутията, които съдържат полезна информация за монтаж и технически параметри.

Когато купувате, по-добре е да се съсредоточите върху доверен производител, дори ако неговите цилиндри ще струват повече. Това ще бъде ключът към дълготрайността на отоплителната система, при условие че се използва правилно и се поддържа редовно.

Преди свързването предварителното налягане в газовото отделение на мембранния резервоар се регулира до стойност, равна на статичното налягане на колоната на охлаждащата течност в отоплителния кръг. Регулирането се извършва с помощта на обикновена автомобилна помпа и се контролира от манометър.

Основното нещо е да не купувате резервоар за бойлер за отоплителната система - те са напълно различни по своите технически характеристики

Не бъркайте разширителите за отоплителни системи и хидравлични акумулатори за захранване със студена вода. Те се различават по външен вид и дизайнерски характеристики.Първите са боядисани в червено и обикновено не се разглобяват, вторите са сини и са оборудвани с подвижен фланец за ремонт на мембраната.

Изводи и полезно видео по темата

Видеото ще ви помогне да определите параметрите на разширител със затворена модификация и да разберете разликите между отоплителните цилиндри и котелните системи:

Принципът на работа и характеристиките на избора на контейнер във видеоклипа:

Отоплителната система на частна къща може да бъде направена според отворена или затворена верига, което изисква инсталиране на разширител с подходящ дизайн. Ключовият фактор за неговото представяне е обемът, който можете да изчислите сами или да поверите този въпрос на професионални дизайнери.

Правилно избраното оборудване ще помогне да се поддържа необходимия обем течност в отворена система, а при запечатано отопление ще поддържа нивото на работното налягане.

Моля, напишете коментари в блока по-долу. Споделете собствения си опит в сглобяването на отоплителни кръгове с разширителен резервоар и полезна информация за посетителите на сайта. Задавайте въпроси, публикувайте снимки, свързани с темата на статията.