Главная » Отопление

Расчёт расширительного бака для закрытой системы отопления




Специфика закрытой системы отопления: комплектация, расчет расширительного бака и выбор группы безопасности

Содержание статьи:

Для организации системы теплоснабжения частного дома или квартиры наиболее приемлемым вариантом является закрытая схема отопления. Она характеризуется высокой степенью надежности, эффективностью и возможностью регулирования основных параметров. Однако для создания профессиональной схемы необходимо знать из чего состоит закрытая система отопления: расширительные баки, схемы и требуемая комплектация.

Особенности проектирования закрытой системы отопления

Принцип работы теплоснабжения закрытого типа заключается в создании повышенного давления. Это происходит за счет теплового расширения горячей воды или другого теплоносителя. При этом давление в закрытой системе отопления частного дома способствует лучшей циркуляции и как следствие – равномерному тепловому распределению.

Закрытая система отопления

В отличие от гравитационных схем перед установкой необходимо узнать подробно, как работает закрытая система отопления. При нагреве теплоносителя происходит его расширение и повышение давления, которые провоцируют начало циркуляции.

Но этого может быть недостаточно. И поэтому в систему добавляют насос. Он позволяет увеличить скорость движения горячей воды и тем самым снизить степень остывания теплоносителя в обратной трубе. Это приводит к уменьшению расхода энергоносителя.

Для проектирования необходимо знать устройство водяного отопления закрытого типа, его минимальную комплектацию. Оно должно состоять из следующих компонентов:

  • Нагревательный элемент. Это может быть котел различного типа – газовый, электрический, твердотопливный. Главным условием является безопасность работы и должный показатель мощности. В его конструкции должен быть установлен теплообменник для подключения к схеме системы отопления закрытого типа
  • Трубопроводы. Они обеспечивают доставку горячей воды к радиаторам и батареям. Определяющим требованием является возможность выдерживать максимальное и рабочее давление в системе отопления закрытого типа и температурное воздействие
  • Радиаторы и батареи. С их помощью происходит передача тепла от горячей воды воздуху в помещении
  • Расширительный бак. Ключевой элемент в схеме, так как он предназначен для стабилизации работы теплоснабжения. При превышении критического значения давления расширительный бак для отопления закрытого типа компенсирует его, тем самым позволит избежать появление аварийных ситуаций
  • Группа безопасности. Выполняет те же функции, что и расширительный бак, но в более полном объеме. Правильная установка группы безопасности в закрытую систему отопления заключается в монтаже воздухоотводчика и спускного клапана. Важно заранее определить месторасположение этих элементов.

Для обеспечения контроля работы и возможности регулирования параметров теплоснабжения необходим монтаж датчиков температуры и давления. Дополнительно схема отопления с расширительным баком закрытого типа должна предусматривать установку датчика давления на воздушную камеру устройства.

Для больших площадей рекомендуется двухтрубная закрытая система отопления. Несмотря на относительно большие первоначальные затраты в дальнейшем она сможет обеспечить эффективную работу теплоснабжения.

Схемы отопления закрытого типа

Первоочередной задачей при проектировании теплоснабжения закрытого типа является выбор оптимальной схемы. Прежде всего это касается разводки трубопроводов и установки требуемых компонентов.

Также необходимо, чтобы заливка теплоносителя в закрытую систему отопления работала в автоматическом режиме для обеспечения безопасности и стабильности.

Общая схема отопления закрытого типа

Для теплоснабжения небольших площадей чаще всего устанавливается закрытая однотрубная система отопления. Ее схема включает в себя один трубопровод, к которому последовательно подключаются радиаторы.

При этом существенно экономится место для установки приборов, снижаются первичные затраты на приобретение компонентов.

Однако существенным недостатком закрытой однотрубной системы отопления является небольшая площадь нагрева. Максимальная протяженность магистрали может составлять только 30 м. При увеличении этого параметра будет наблюдаться температурная разбалансировка системы.

Для увеличения эффективности и надежности монтируют двухтрубную закрытую систему отопления. В ней помимо основной магистрали предусмотрена обратная труба. При этом радиаторы подключаются параллельно. Т.е. основой поток горячей воды протекает по подающей магистрали и поступает в отопительные приборы через соединения с тройниками.

Виды двухтрубной закрытой системы отопления

Определяющим преимуществом этой схемы системы отопления закрытого типа является увеличение площади теплоснабжения.

Одновременно с этим не ухудшаются показатели теплового распределения по комнатам в доме. Но для большей эффективности работы теплоснабжения рекомендуется установить на батареи терморегуляторы, а также подключить к котлу программатор.

Преимущества двухтрубного устройство водяного отопления закрытого типа заключаются в следующем:

  • Высокий показатель ремонтопригодности. В случае выхода из строя одного из элементов достаточно перекрыть доступ теплоносителя на этом участке. Благодаря этому установка группы безопасности в закрытую систему отопления может выполняться даже при активном теплоснабжении
  • Регулирование температуры в каждом помещении. Для этого необходим монтаж терморегуляторов в обвязку радиаторов отопления
  • Возможность автоматического пополнения воды. Для этого необходим блок заливки теплоносителя в закрытую систему отопления, который устанавливается на обратную трубу. В закрытой однотрубной системе теплоснабжения это может привести к термическому удару.

Предварительно необходимо рассчитать все параметры отопления. Для этого лучше всего воспользоваться специализированными программами. В противном случае может возникнуть вопрос откуда берется воздух в закрытой системе отопления. Это часто явление, которое связано с содержанием кислорода в теплоносителе, его составе и температурном режиме работы системы. Для минимизации необходимо выполнить установку группы безопасности в закрытую систему отопления.

Для компактности отопления рекомендуется выбирать схемы двухтрубной закрытой системы теплоснабжения с горизонтальной разводкой труб. Но в таком случае монтаж циркуляционного насоса является обязательным.

Расширительный бак в закрытой системе отопления

Для контроля работы отопительной системы необходимы устройства, обеспечивающие его безопасность. Одним из них является расширительный бак. Он компенсирует избыточное давление, возникающее из-за перегрева теплоносителя. Но перед его монтажом необходим расчет расширительного бака для закрытой системы отопления.

Конструкция расширительного бака

Установка расширительного бака для отопления своими руками

Расширительный бак играет важную роль в отопительной системе. Его главное предназначение – предотвращать повышение давления в системе, которое происходит из-за того, что теплоноситель при подогреве расширяется. В целом, расширительный бак для отопления бывает двух видов:

  • Закрытый бак, который нередко называют еще мембранным.
  • Открытый.

Давайте подробнее поговорим о каждом из них.

Виды - Открытые баки

Открытые расширительные баки характеризуются тем, что устанавливать их необходимо исключительно в самой высокой точке отопительной системы. Таким местом может быть, к примеру, чердак. Но вот препятствие расширению теплоносителя – это не единственная функция такого вида устройств, поскольку они также препятствуют закипанию воды в трубах и восполняют ее запасы в тех случаях, когда по какой-либо причине произошла утечка.

Бак может быть использован как с естественной, так и с принудительной циркуляцией.

  • Если циркуляция естественная. то бак необходимо подсоединять к магистрали, по причине чего он «по совместительству» будет еще и воздухосборником.
  • Если же теплоноситель движется по системе принудительно, то бак подсоединяется уже к обратной трубе, дабы вода в системе не закипала.

В целом, открытый бак представляет собой резервуар, из которого выходят четыре трубки:

  1. Расширительная.
  2. Циркуляционная.
  3. Переливная.
  4. Сигнальная.

К отопительной системе ведет расширительная трубка, которая располагается вверху емкости. Также есть переливная трубка, необходимая в тех случаях, когда емкость переполняется и нужно увести воду в канализацию. Снизу, соответственно, есть сигнальная трубка, оснащенная запором, а циркуляционная нужна для того, чтобы теплоноситель в баке не замерзал, да и общая температура чтоб поддерживалась перманентно. При желании можно принять еще одну дополнительную меру, которая «подстраховывала» бы циркуляционную трубу – утеплить бак термоизолирующим материалом.

Важно! На сегодняшний день подобные баки практически не используются в отопительных системах ввиду большого количества недостатков.

Среди таких недостатков хотелось бы выделить следующие:

  1. Такие системы не приспособлены к высокому давлению.
  2. Их конструкция весьма громоздка и габаритна.
  3. По причине того что система открытая, в трубопровод наряду с водой попадает еще и воздух, оказывающий самое негативное влияние на поверхность труб – в скором времени на них образуется коррозия. Это же касается и прочих металлических элементов.
  4. Такие баки следует устанавливать только в самой высокой точке, а это, согласитесь, дополнительные расходы.

Закрытый бак (мембранный)

Мембранный расширительный бак для отопления лишен всех тех минусов, которыми буквально бурлит предыдущая система. Вместе с тем, у него также есть некоторые требования, без которых установка не была бы возможной. Во-первых, он нуждается в манометре, а во-вторых, ему нужно еще и устройство для того, чтобы регулировать давление вручную, в противном случае давление превысит все допустимые нормы (а это примерно три-четыре бара, в зависимости от конкретных условий и особенностей модели).

Такого рода бак монтируется в непосредственной близости к котлу и подводится к обратному трубопроводу. Это необходимо для того, чтобы теплоноситель не закипал. При монтаже особое внимание нужно уделять надежности креплений, поскольку в ходе эксплуатации вес бака может существенно увеличиваться.

По сути, этот расширительный бак для отопления – это металлическая емкость, которая по форме может быть как плоской, так и цилиндрической. Внутренняя полость бака разделяется на несколько зон посредством резиновой мембраны. В одной из таких зон находится сжатый газ или воздух (о степени его сжатости должно быть указано в техпаспорте). Следовательно, в неактивном состоянии весь объем резервуара заполнен газом. До того как запустить систему, давление в баке делают таким же, как и давление во всей отопительной системе.

Затем, когда температура повышается, вода попадает в специально отведенную для нее зону в баке, а в «газовой» части давление при этом увеличивается до значения отопительной системы. Если в ней достаточно большое количество теплоносителя, то давление воздуха следует тщательным образом контролировать. Для этого системы оснащаются специальными компрессорами, которые и поддерживают заданное предварительно значение.

Как можно догадаться из названия, основная деталь такого бака – это мембрана. Она, к слову, может быть двух типов:

  1. Диафрагменную мембрану зачастую заменить при поломке ничем нельзя, а применяется она преимущественно в баках незначительного объема.
  2. В отличие от нее, баллонная мембрана легко меняется при выходе из строя. Также она отличается тем, что теплоноситель в ней напрямую не контактирует с поверхностью бака, благодаря чему срок эксплуатации последнего существенно возрастает.

Видео по расчету

Подключение расширительного бака своими руками

Как уже говорилось, открытые баки сегодня практически нигде не встречаются, так что говорить об их установке не имеет смысла. Гораздо чаще встречаются система закрытого типа, имеющие внутри себя несколько отдельных баков.

Более того, они оборудуются насосом, необходимым для искусственной циркуляции носителя тепла, а для подключения используется специальный штуцер, который продемонстрировал себя надежным и качественным.

Этап 1. Для начала определимся с емкостью бака. Специалисты утверждают, что он должен составлять приблизительно десятую часть от общего объема теплоносителя.

Важно! Врезать бак рекомендуется в том месте отопительной системы, где давление наименьшее. Зачастую это обратный канал трубопровода.

Также следует учесть тот факт, что расширительный бак для системы отопления не должен мешать вам или вашим сожителям, то есть, разместить его нужно на полу где-то в углу комнаты или, в крайнем случае, под стеной.

Этап 2. Главное, о чем следует позаботиться – это произвести правильные технические расчеты. Самым важным значением при этом является общий объем отопительной системы. Если таковой информацией вы не обладаете, то ее легко можно выяснить посредством используемого отопительного устройства и мощности котла.

Так, для теплых полов и панельных устройств мощность составляет 17 литров на киловатт. У конвекторов всего 7 литров, а у радиаторов – 10.5 литра. Для вычисления объема расширительного бака необходимо использовать следующую формулу:

(V системы* k)/D=V бака

Если некоторые значения вам неизвестны, то давайте разберемся с ними. Надеемся, что с объемом отопительной системы и объемом бака все более-менее ясно, говорить об этом не стоит. К у нас – это значение расширения теплоносителя, измеряется в %. Если говорить о воде, а она чаще всего выступает теплоносителем, то ее коэффициент составляет 4 %, тогда как максимальная температура составляет девяносто пять градусов. Наконец, D – эффективность нашего бака.

Для того чтобы вычислить ее, следует воспользоваться другой формулой:

(P максимальн-P начальн)/ (P максимальн+1)=D

Под P начальн подразумевается начальное давление в металлической емкости бака, а конкретнее, в его «газовом» отсеке. Следовательно, P максимальн обозначает максимальное давление отопительной системы, на которое рассчитывается клапан предохранения. Для среднестатистического загородного дома это приблизительно 2.5 бар.

Этап 3. Итак, когда все расчеты произведены и тщательным образом проверены, можно двигаться дальше. Нам требуется отключить котел от источника обогрева. Затем перекрывается подача носителя в расширительный бак.

Этап 4. Отопительный контур полностью опустошается от воды.

Этап 5. Используя специальный электрический паяльник, а также необходимое количество тройников и фитингов, присоединяем емкость к системе.

В итоге хотелось бы добавить, что монтаж расширительного бака лучше все же доверить профессионалу, если соответствующими знаниями/навыками вы не обладаете. Дело в том, что для начала необходимо убедиться в том, что качество устройства приемлемое. Кроме того, соединения также должно быть надежным. Более того, если вес бака больше тридцати килограмм, то для его крепления необходимо использовать специальные крепежи.

Источники: http://strojdvor.ru/otoplenie/specifika-zakrytoj-sistemy-otopleniya-komplektaciya-raschet-rasshiritelnogo-baka-i-vybor-gruppy-bezopasnosti/, http://v-teplo.ru/rashiritelnii-bal-dlya-otopleniya.html


Комментариев пока нет!

Поделитесь своим мнением