Содержание
предназначение, конструкция и принцип работы
Вопросов, касающихся расширительных бачков для отопления открытого типа, сегодня встречается немало. Не все обыватели понимают, для каких целей устанавливают этот резервуар, и какие функции он выполняет. Поэтому имеет смысл рассмотреть этот вопрос и разобраться в нем досконально. Тем более что многие обыватели спрашивают, можно ли изготовить расширительный бачок своими руками.
Содержание
- Зачем нужен расширительный бачок?
- Место установки
- Полезные советы
- Как изготовить расширительный бак своими руками
- Заключение по теме
Зачем нужен расширительный бачок?
Начнем с разбора вопроса, что такое расширительный бачок. По сути, это обычная емкость размером в 1/10 объема всего теплоносителя в системе отопления открытого типа. При заполнении системы теплоносителем бачок загружается не полностью. Воздушная часть резервуара предназначена для того, чтобы при нагреве расширяющаяся часть теплоносителя могла куда-то деться.
То есть это своеобразный балластовый объем. И в этом его первое назначение.
Второе — расширительный бачок предназначен для того, чтобы воздух, который попадает в систему отопления дома при закачке теплоносителя, куда-то выводился. Ведь все знают, что воздушные пробки — это причина неэффективной работы отопления в целом, а иногда и ее полного отказа. Воздух под действием законов физики поднимается в жидкой среде вверх, поэтому и собирается в баке, который устанавливается в самой верхней точке трубной системы.
Вот такие две функции выполняет расширительный бак.
Место установки
Немаловажная позиция — место установки. Поскольку мы говорим о системе отопления открытого типа, необходимо определить, почему она имеет такое название.
В настоящее время используются две системы:
- Открытая.
- Закрытая.
Нас интересует открытая. Название говорит само за себя. В данном случае теплоноситель в одной из точек контура соприкасается с внешним воздухом.
И эта точка не что иное, как расширительный бак. В его конструкции есть верхняя крышка, через которую теплоноситель соприкасается с воздухом.
Внимание! Сразу же оговоримся, что в открытой системе отопления действует принцип естественной циркуляции теплоносителя. Если вы решили установить в отоплении насос, то сразу же ставьте и расширительный бак закрытого типа.
Установка бачка в системе отопления
Теперь несколько моментов, касающихся конструкции отопительной системы:
- Во-первых, необходимо учитывать одноуровневую расстановку всех радиаторов. То есть все они должны располагаться на одном уровне без перепадов высоты.
- Во-вторых, небольшой уклон подающего и обратного контура. Первый идет с уклоном от котла, второй — к нему. Это дает возможность теплоносителю двигаться свободно с естественным направлением и правильно выводить воздух вверх.
- В-третьих, расширительный бак врезается в подающий контур у стояка, который ведет от отопительного котла к верхней трубной разводке.
Это самое удачное место, потому что основное скопление воздуха отмечается в радиаторах.
Это самое удачное место, потому что основное скопление воздуха отмечается в радиаторах.Иногда случается, что в трубной отопительной системе образуется так называемый карман. Это большая редкость, зависящая от особенностей архитектуры здания. Так вот в этом кармане обязательно будет собираться воздух в больших количествах, и его необходимо как-то стравливать.
Специалисты предлагают именно здесь установить еще один дополнительный расширительный бачок. Он по объему будет меньше основного. Важно лишь грамотно подобрать размеры прибора и соорудить слив теплообменника. Если карман не очень большой, то можно обойтись и без бачка. Тогда в трубе устанавливается на сгоне обычный воздушный сбросник.
Полезные советы
Выше уже говорилось о том, что объем расширительного бака равен 10% от объема всего теплоносителя в отопительной системе дома.
Конечно, это приблизительный показатель. Чтобы точно определить его, необходимо учесть большое количество всевозможных коэффициентов, которые входят в сложную формулу. Самостоятельно, если вы не специалист, сделать такой расчет будет сложно. Поэтому берите вышеуказанное соотношение за основу.
Кстати, если предохранительный клапан срабатывает очень часто, знайте, что с объемом вы промахнулись. Скорее всего, вы неправильно подсчитали общий объем теплоносителя. Не спешите в этом случае менять установленный расширительный бачок на новый с большим объемом. Можно просто рядом врезать другой, чтобы он компенсировал недостающие литры.
Когда встает вопрос, как установить трубную разводку расширительного бачка, то необходимо учитывать всего лишь две позиции:
- Теплоноситель в него должен поступать с верхней точки.
- А уходить с самого низа.
Расширительные баки открытого и закрытого типа
Именно таким способом можно избежать смешивания воздуха с водой внутри бака.
Очень часто от обывателей звучит вопрос, почему кипит расширительный бак? Здесь две причины:
- Неправильно выбран диаметр трубы контурной разводки. Обычно к закипанию приводит сниженный диаметр, поэтому специалисты советуют использовать трубы не меньше 32 мм. Но учитывайте и факт правильной установки радиаторов отопления. Они должны не разрывать трубную систему, а врезаться в нее.
- Отсутствие уклона контуров, о которых мы уже говорили выше. Поэтому придется переделывать систему отопления или устанавливать в нее циркуляционный насос.
Несколько слов о насосе. Выше уже упоминалось, что отопление открытого типа и циркуляционный насос не всегда совместимы. Если увеличить объем теплоносителя, то насос небольшой мощности можно врезать в контур. И этим проблема будет решена. Кстати, устанавливают его на обратном контуре около котла. А как увеличить объем теплоносителя? Вариант один — увеличить диаметр труб разводки. Можно еще нарастить секции радиаторов отопления.
В общем, надо будет все рассчитать и продумать. Не стоит принимать скоропалительных решений.
Как изготовить расширительный бак своими руками
Бачок своими руками
Самодельный расширительный бак для системы отопления открытого типа изготавливается достаточно просто. Вариантов моделей много. Изготовить его можно из металла или пластмассовой емкости. Если решено установить металлический вариант, то вам придется освоить навыки работы с такими инструментами, как болгарка и электросварка.
Для изготовления понадобятся металлические листы толщиной 2–4 мм. Чем толще металл, тем дольше будет работать бак. Сечение емкости может быть прямоугольным или круглым — это не столь важная характеристика. Важнее правильно подсчитать объем. Часто мастера под бак используют различные металлические емкости или резервуары, и вовсе не обязательно, чтобы они были стальными. Хотя высокопрочная сталь — это гарантия долгосрочной эксплуатации.
Пластмассовые емкости — тоже неплохой вариант. Но здесь необходимо подбирать изделие из пластмассы, выдерживающей температуру теплоносителя.
Понятно, что может произойти, если бак вдруг начнет плавиться.
Добавим, что пластмассовые емкости обладают практически вечным сроком службы. И это их большой плюс. Единственное, на что обращают внимание мастера — это места стыковки емкости и труб системы отопления открытого типа. Здесь важно добиться стопроцентной герметизации, поэтому жаропрочная резина и высокого качества герметик — основные материалы для соединения.
Заключение по теме
Итак, расширительный бачок открытого типа — это обычная емкость без верхней части. Ее конструкцию определяет основной принцип — соприкосновение с воздухом. Часто емкость снабжают крышкой, которая служит в качестве прикрытия внутреннего объема прибора от мусора. Это простой резервуар без запорной арматуры, уплотнительных элементов и других приспособлений. Это просто бак.
Читайте далее:
Расширительный бачок для отопления своими руками закрытого и открытого типов
Как можно эффективно стабилизировать давление в системе отопления? Решение этой задачи заключается в применении комплексных мер, в том числе – установка специальных компонентов.
Одним из них является расширительный бачок для системы отопления: закрытый, открытый, давление в которых должно быть стабильным при любых режимах работы.
Содержание
- Назначение расширительных емкостей отопления
- Расширительный бак открытого типа
- Расширительный бак закрытого типа
- Замена мембраны
- Расширительный бак своими руками
- Расчет мембранного бака
- Монтаж расширительного бака
- Открытая конструкция
- Мембранный бак
Назначение расширительных емкостей отопления
Гравитационная система отопления с открытым расширительным баком
Прежде чем рассмотреть бачки расширительные для системы отопления нужно выяснить их назначение. Оно связано со свойством воды или аналогичного ей теплоносителя расширяться под действием температуры. В результате этого возрастает давление в системе. Его избыток должен компенсироваться.
Использование воздухоотводчика или подобной ему запорной арматуры эффективно, но имеет определенные отрицательные стороны.
Главной из них является выход воды из системы, в результате чего велика вероятность образования воздушных пробок. Но как работает расширительный бачок в системе отопления при возникновении избыточного давления? Рассмотрим общий принцип работы на примере самой простой открытой модели:
- В нормальном состоянии расширительный бачок закрытого типа заполнен на 2/3;
- При возрастании объема теплоносителя уровень заполнения емкости увеличивается, тем самым стабилизируя систему;
- Как только температура воды опустится до оптимального уровня, – ее объем в системе снизится до нормального;
- Одновременно уровень теплоносителя в баке стабилизируется.
По такому же принципу работают закрытые модели. Разница заключается в конструкции – она разделена на 2 камеры. Первая подсоединяется к магистрали отопления и заполняется водой, а во второй создается давление, равное нормальному для данной системы. Причем обе камеры разделены эластичной мембраной. Как только объем теплоносителя в трубах превышает критический – давление в расширительном бачке отопления компенсирует этот процесс путем смещения мембраны.
Таким способом временно увеличивается фактический объем отопления.
Для системы с принудительной циркуляцией запрещено ставить расширительный бак открытого типа. Он не сможет обеспечить требуемую герметичность.
Расширительный бак открытого типа
Расширительный бак для гравитационной системы отопления
Самой простой разновидностью являются открытые модели. В большинстве случаев они представляют собой негерметичную емкость, устанавливаемую в самой верхней точке системы. Это важный момент, так как расположение расширительного бачка в системе отопления напрямую влияет на функциональные и эксплуатационные качества.
Основной принцип работы расширительного бачка в системе отопления гравитационного типа заключается в компенсации теплового расширения теплоносителя. Этот элемент можно изготовить самостоятельно, либо приобрести заводскую модель. Важными эксплуатационными параметрами для бака открытого типа являются:
- Устойчивость материала изготовления к постоянному воздействию воды и резким перепадам температур. Лучше всего себя зарекомендовали изделия из нержавеющей стали;
- Правильно рассчитанный объем, напрямую зависящий от количества воды в системе;
- Невозможность изменения месторасположения. Это обусловлено конструкцией.
Лучше всего себя зарекомендовали изделия из нержавеющей стали;Усовершенствованный открытый расширительный бак
До того как установить расширительный бачок в системе отопления открытого типа нужно ознакомиться с его преимуществами. Главным из них является доступная стоимость и простой монтаж. Помимо традиционной схемы можно сделать небольшую модернизацию. Для этого кроме патрубков соединения к магистрали монтируются дополнительные – контролирующий минимальный уровень жидкости и соединенный с трубой подпитки для пополнения системы.
Одним из недостатков такой конструкции является постоянное испарение теплоносителя из системы. На первый взгляд, это показатель незначителен, но если установка расширительного бачка отопления была выполнена на неотапливаемом чердаке – разность температур воздуха и теплоносителя пагубно скажется на КПД системы.
Выход из подобной ситуации – утепление стенок емкости и установка верхней крышки с плотным прилеганием. В таком случае скорость испарения воды значительно снизиться, а внешние факторы не будут влиять на температурный режим работы.
Для того чтобы сделать расширительный бачок для отопления своими руками можно подобрать соответствующую емкость и установить в нее соединительные патрубки.
Не рекомендуется монтировать пластиковые емкости, так как в большинстве случаев они не рассчитаны на высокое температурное воздействие. Оптимальный вариант – герметичная конструкция из оцинкованного металла.
Расширительный бак закрытого типа
Расширительный бак отопления закрытого типа
Намного сложнее выбрать расширительный бачок закрытого типа. Это объясняется повышенными требованиями к конструкции, так как она рассчитана для эксплуатации в системах с повышенным уровнем давления.
Роль расширительного бачка в системе отопления более существенна, чем для открытых моделей.
В процессе работы циркуляционного насоса в совокупности с температурными колебаниями возникают скачки давления. Изменяя свое месторасположение, эластичная мембрана бачков расширительных для системы отопления стабилизирует давление до нужного уровня.
Важно учесть следующие особенности конструкции и ее эксплуатации:
- Правильно рассчитанный объем расширительного бачка закрытого типа. Для этого необходимо воспользоваться рекомендованной методикой;
- Вид мембраны – баллонная или диафрагменная;
- Возможность установки манометра вместе с клапаном сброса давления в воздушной камере. Это необходимо для резкого уменьшения давления в системе отопления.
Но как будет работать расширительный бачок в системе отопления, если его параметры не соответствуют требованиям? В этом случае он просто не будет выполнять своих функций.
Замена мембраны
Виды закрытых расширительных баков для отопления
При выборе нужно обратить внимание на конструкционные особенности определенной модели.
Так как сделать расширительный бак для отопления своими руками затруднительно – лучше всего приобрети уже готовый заводской. Важным моментом является возможность установки новой мембраны. Периодическое воздействие давления в расширительном бачке отопления со временем может привести ее в негодность – потеряется эластичность либо герметичность.
В таком случае нужно выполнить замену мембраны. Лучше всего изначально приобрести конструкцию с фланцевым креплением. Их корпус не монолитный, а состоит из 2-х частей, соединенных между собой с помощью фланца. Демонтировав этот элемент можно заменить дефектную мембрану на новую. Узнав основные принципы работы расширительного бачка в системе отопления, нужно придерживаться следующего порядка работ:
- На соединительном патрубке бака с системой отопления обязательно должна быть установлена запорная арматура. Перекрывается доступ теплоносителя в водяную камеру;
- Во время демонтажа из водяной камеры польется теплоноситель – нужно заранее подготовить емкость для его сбора;
- Активируется клапан сброса давления на воздушной камере.
Дальнейшие действия зависят от модели расширительного бака.
Даже в небольшой системе отопления роль расширительного бака важна. Для автономной схемы можно использовать небольшие емкости с горизонтальным или вертикальным монтажом.
Расширительный бак своими руками
Чертеж открытого расширительного бака
Можно ли и как сделать расширительный бачок для отопления? В силу сложности конструкции закрытого типа в домашних условиях ее изготовить затруднительно. Поэтому рассмотрим технологию и порядок действий для сварки открытой емкости для отопления.
В качестве материала изготовления лучше всего выбрать листы нержавеющего железа. Однако могут возникнуть трудности с их сваркой. Поэтому для производства расширительного бачка для отопления только своими руками чаще всего используют оцинкованный металл. Толщина листов обычно составляет от 0,8 до 1,5 мм.
Объем конструкции должен составлять 5% от общего количества воды в системе. Также нужно учитывать степень расширения теплоносителя.
Для воды этот показатель равен 0,3% на каждые 10°, т.е. если общий объем теплоносителя составляет 300 л, то вместимость расширительного бака должна быть не менее 15 л. Исходя из этих данных, определяются габариты будущей конструкции.
Для того чтобы сделать расширительный бак для отопления самостоятельно нужно выполнить следующие действия:
- Составить чертеж с учетом рассчитанного объема емкости;
- С помощью «болгарки» вырезать из листов заготовки. Нужно помнить, что при формировании сварочных швов фактические размеры бака будут меньше;
- Вырезаются отверстия для последующей сварки патрубков, выполняется их монтаж;
- Соединение стенок конструкции, проверка герметичности.
Для защиты от попадания мусора и предотвращения испарения теплоносителя рекомендуется установить верхнюю крышку. С ее помощью можно осуществлять ревизию расширительного бачка открытого типа.
Установку самодельного расширительного бачка отопления можно делать только после монтажа всей системы.
В противном случае велика вероятность несостыковки патрубков.Расчет мембранного бака
Коэффициенты заполнения расширительного бака
Перед тем как установить расширительный бачок с мембраной в системе отопления нужно выполнить расчет его объема. Простая схема для отрытой емкости в данном случае не подходит. Для этого нужно воспользоваться другой методикой.
Определяющим параметром будет коэффициент заполнения расширительного бака закрытого типа. Сначала нужно вычислить максимальный объем расширения воды в системе по следующей формуле:
Где Е — Коэффициент теплового расширения, С — Общий объем теплоносителя в системе, Рмин — Начальное давление в системе, Рмакс — Максимально допустимая величина давления, Кзап — Коэффициент заполнения бака при различных значениях давления. Данные берутся из таблицы.
Значения давления должны быть точными. В противном случае, независимо от расположения расширительного бачка в системе отопления, он не будет выполнять своих функций или быстро выйдет из строя.
Рекомендуется к получившимся расчетным показателям прибавить 5% для запаса. Он может потребоваться при установке дополнительных секций радиаторов в системе и увеличения общего объема теплоносителя.
Перед приобретением мембранного бака нужно ознакомиться с инструкцией от производителя. В ней указаны особенности выбора и монтажа для этой модели.
Монтаж расширительного бака
После проведения просчетов можно приступать к установке расширительного бачка отопления. Важно правильно выбрать его месторасположение на общей схеме. Это напрямую зависит от типа системы – гравитационная или с принудительной циркуляцией. Несмотря на то, что роль расширительного бачка в отоплении останется неизменной – некорректный монтаж может привести к сбоям в работе.
Открытая конструкция
Схема установки открытого расширительного бака
Установка расширительного бака открытого вида осуществляется в самой верхней точке системы.
Некоторые специалисты рекомендуют его монтаж сразу после разгонной вертикальной магистрали.
При добавлении воды в систему через расширительный бак вероятность обратного хода уменьшается. Также в этом месте схемы обычно самая высокая температура теплоносителя и соответственно – его расширение. Можно также осуществить подключение к обратной трубе. Но тогда работа расширительного бачка в системе отопления будет менее эффективна.
Перед установкой рекомендуем ознакомиться с общими правилами и советами:
- Допускаются небольшие отклонения по горизонтали и вертикали конструкции. Но они не должны превышать 2-3°;
- Утепление можно сделать с помощью базальтовой ваты. Она не боится влажности, а самое главное – высоких температур;
- При критическом превышении давления внутри расширительного бачка отопления часть жидкости может через верхнюю крышку попасть на пол чердака. Рекомендуется в этом месте сделать улучшенную гидроизоляцию пола.
Плановый осмотр состояния бака можно делать 2 раза в месяц при постоянной работе отопления и обязательно перед первым запуском системы.
Мембранный бак
Схема установки мембранного расширительного бака
Установка мембранного расширительного бачка в системы отопления осуществляется только на обратную трубу перед циркуляционным насосом.
Обязательным условием является соблюдение температурного режима в помещении. Уровень нагрева воздуха не должен быть менее +5°С. Монтажу не должны препятствовать посторонние предметы. Это же касается и обслуживания конструкции.
Корректная установка расширительного бачка в систему отопления заключается в соблюдении его уровня. Конструкция должна стоять строго вертикально. Даже небольшой наклон может стать причиной неправильной работы. Для безопасности обслуживания на воздушную камеру следует поставить воздушный клапан для быстрого снижения давления в ней в случае возникновения аварийной ситуации.
Нужно помнить, что расположение расширительного бачка в отопительной системе должно быть не только корректным в техническом плане, но и удобным для его обслуживания.
Принципиальное отличие работы расширительного бачка в системе отопления закрытого типа заключается в возможности его быстрого демонтажа. Поэтому рекомендуется установить 2 отсекающих крана во время установки — один на подводящий патрубок к системе отопления, а второй – на водяную камеру бака. Перекрыв их, можно быстро демонтировать емкость для выполнения ее ремонта или установки новой.
В видеоматериале представлены особенности конструкции расширительных баков и их роль в работе системы отопления:
Руководство по проектированию расширительного бака, определение размеров и выбор расширительного бака для водяной системы горячего водоснабжения
Раздел 4.0: Расчет расширительного бака
уравнение, соответствующее типу разложения.
В этом разделе будет обсуждаться каждая из переменных, чтобы вы могли определить значения для каждой переменной в различных ситуациях.
4.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
Значения температуры используются для определения «дельта Т» и удельных значений объема, которые обсуждаются в следующем разделе. Вы должны найти самые низкие и самые высокие температуры, которые будут иметь место в гидравлической системе горячего водоснабжения.
Низкая температура: Значение низкой температуры – это температура в системе, которая возникает, когда генератор горячей воды выключен, а в здании самое холодное значение. Таким образом, низкая температура будет зависеть от местоположения, но должна находиться в диапазоне, указанном ниже.
- Низкая температура: от 32 F до 70 F
Если водяная система горячего водоснабжения представляет собой смесь гликолей, то самая низкая температура может отличаться от показанной ранее.
Добавление гликоля в водяную горячую воду позволяет снизить температуру из-за более низкой точки замерзания гликоля.
Высокая температура: Значение высокой температуры – это температура, возникающая при включении насоса(ов) горячей воды и генератора(ов) горячей воды. Когда водяная система горячего водоснабжения включена, водяная горячая вода может достигать максимальной температуры на выходе генератора горячей воды. Низкотемпературные генераторы горячей воды обычно имеют максимальную температуру 250 ° F. Генераторы горячей воды средней температуры могут производить температуру до 350 ° F, а генераторы горячей воды высокой температуры могут производить температуру до 400 ° F.
4.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ УДЕЛЬНОГО ОБЪЕМА
Значения удельного объема определяются из данных о свойствах жидкости. Калькулятор расширительного бака включает конкретные значения объема для воды и различных смесей полипропиленгликоля и полиэтиленгликоля.
Значения давления паров указаны в PSIA
Значения удельного объема также можно найти в ASHRAE Fundamentals для воды и на следующем веб-сайте для гликолевых смесей.
4.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ДАВЛЕНИЯ
Калькулятор расширительного бака требует ввода трех значений давления: (1) минимальное давление, (2) максимальное давление и (3) давление предварительного нагнетания. Каждое из этих значений будет обсуждаться ниже, но сначала вы должны понять разницу между манометрическим давлением и абсолютным давлением, а также термины, давление пара и точка отсутствия изменения давления.
Манометрическое давление – это давление без добавления атмосферного давления. Например, манометрическое давление 0 фунтов на квадратный дюйм соответствует давлению в 1 атмосферу или (14,7 фунтов на квадратный дюйм). Термин абсолютное давление учитывает давление атмосферы.
4.3.1 ДАВЛЕНИЕ ПАРА
Давление пара или абсолютное давление поможет вам выбрать минимальное давление, необходимое в системе.
Давление пара зависит от температуры воды. С повышением температуры увеличивается и давление пара. Например, давление пара воды при температуре 85 F составляет примерно 1,4 фута напора, а давление пара воды при температуре 200 F составляет примерно 26,6 фута напора. Давление пара – это минимальное давление, необходимое для поддержания воды в жидком состоянии. Например, если давление воды при 200 F изменить на 20 футов напора, то вода испарится. Давление паров определяется автоматически в зависимости от типа и температуры жидкости.
Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о температурах от 32 F до 420 F. Давление паров горячей воды в гидравлической системе как функция температуры
4.3.2 ТОЧКА ОТСУТСТВИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ
Часто вы будете слышать, что дело в расширительном баке. при котором давление в системе не меняется. Это верно, но предполагается, что температура не меняется. Давление в расширительном бачке не изменится при включении или выключении насоса в системе, а температура останется прежней. При рассмотрении следующих пунктов обсуждения по определению низкого/минимального и высокого/максимального давления помните, что давление в расширительном бачке является функцией температуры, а не насоса.
4.3.3 НИЗКОЕ ДАВЛЕНИЕ/НАПОЛНЕНИЕ
Низкое давление – это минимальное давление в системе, обеспечивающее выполнение наиболее жестких требований из следующих трех ограничений: (1) 10 фунтов на кв. дюйм в самой высокой точке трубопровода, (2) нетто требуется положительный напор на всасывании водяного насоса горячей воды или (3) больше, чем давление паров горячей воды при самой высокой температуре во всех точках системы.
(1) Ограничение по высоте: Низкое давление или давление наполнения — это давление, необходимое в точке наполнения, необходимое для заполнения всей трубопроводной системы и достижения 10 фунтов на квадратный дюйм в самой высокой точке трубопровода, чтобы предотвратить попадание воздуха в воду/раствор. При расчете этого давления вы должны исходить из того, что насос(ы) выключен, а температура жидкости самая высокая. Точка наполнения обычно используется, потому что расширительный бак расположен в точке наполнения и имеет почти такое же давление. Если расширительный бачок расположен вдали от точки наполнения, то можно использовать разницу высот между точкой наполнения, чтобы найти минимальное давление в расширительном бачке.
Например, предположим, что температура наполняющей воды составляет 75 F, и вода поступает в систему на высоте 10 футов над чистым полом, а самая высокая точка системы находится на высоте 160 футов над чистым полом. Это приведет к перепаду высот в 150 футов или 65,0 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, давление наполнения должно составлять 75 фунтов на кв. дюйм. Этот пример показан на первом следующем рисунке.
(2) Ограничение чистого положительного напора на всасывании: Далее следует также проверить чистый положительный напор на всасывании, требуемый для гидравлических насосов горячей воды. Низкое давление или давление наполнения должно быть достаточно большим, чтобы удовлетворялся требуемый чистый положительный напор на всасывании.
Например, предположим, что температура наполняющей воды составляет 75 F, и вода поступает в систему на высоте 10 футов над чистым полом, а самая высокая точка системы находится всего в 30 футах над чистым полом. Это приведет к перепаду высот всего в 20 футов или 8,6 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, согласно предыдущему ограничению минимальное давление будет составлять всего 18,6 фунтов на кв. дюйм. Однако, если гидравлический насос горячей воды расположен на 10 футов выше точки заполнения, то давление на всасывании гидравлического насоса горячей воды будет составлять всего 14,3 фунта на кв. Если для насоса требуется чистая положительная высота всасывания 20 фунтов на квадратный дюйм, то давление наполнения, определенное из ограничения высоты, не будет соответствовать чистому положительному значению высоты всасывания. Таким образом, давление наполнения должно быть увеличено, чтобы соответствовать чистому положительному ограничению высоты всасывания. Этот пример показан на втором следующем рисунке.
дюйм в самой высокой точке. Красным цветом показано давление в точке наполнения, основанное на минимальном давлении 20 фунтов на кв. дюйм на всасывании гидравлического насоса горячей воды. Как видите, красный показывает более высокое минимальное давление в точке заполнения и, следовательно, более высокое минимальное давление в расширительном бачке. Таким образом, для вашего уравнения вы должны использовать более высокое значение минимального давления, основанное на NPSHR. Насос выключен при определении минимального давления. (3) Ограничение по давлению пара: Последнее ограничение обычно является наиболее строгим ограничением для гидравлических систем горячего водоснабжения из-за высоких температур. При этом ограничении давление во всей системе должно оставаться выше, чем давление паров жидкости, чтобы предотвратить испарение. Если требуется давление выше доступного давления в здании, то закрытая система нагнетается с помощью нагнетательного насоса. Этот насос отличается от гидравлического насоса горячей воды, который только обеспечивает циркуляцию жидкости в системе. Насос наддува перекачивает систему подпиточной воды в закрытую гидравлическую систему горячего водоснабжения под желаемым давлением, чтобы выполнить все три ограничения.
Чтобы найти давление, необходимое для соблюдения ограничения по давлению пара, вы можете смоделировать давление во всей замкнутой системе в соответствии с этими двумя сценариями: Сценарий A: Насос выключен, максимальная температура и Сценарий B: Насос включен, максимальная температура.
Если вы следите за преобразованием фут-напора в фунты на квадратный дюйм, вы также заметите, что преобразование больше не представляет собой 1 фунт на квадратный дюйм в 2,31 фута напора. Это связано с тем, что плотность воды теперь меньше, поэтому для обеспечения того же давления, что и раньше, требуется более высокий водяной столб. При этой температуре преобразование составляет 1 фунт на квадратный дюйм в 2,44 фута напора. Следующий рисунок имитирует Сценарий B: Насос включен, максимальная температура 250 F. Когда насос включен, давление в расширительном баке останется прежним, а все остальные значения давления будут экстраполированы из этой точки. Предполагается, что насос обеспечивает давление 20 фунтов на квадратный дюйм.
Это приводит к давлению 75 фунтов на квадратный дюйм на всасывании насоса. Насос обеспечивает давление 20 фунтов на квадратный дюйм, поэтому давление нагнетания будет 95 фунтов на квадратный дюйм. Давление в верхней части системы выше при включенном насосе, потому что насос обеспечивает дополнительное давление, таким образом, давление в верхней части системы составляет 32 фунта на кв. дюйм. Перепад между верхом системы и расширительным бачком больше, потому что будут дополнительные потери на трение, так как жидкость движется. На следующем рисунке представлены три критерия для определения минимального давления для другого сценария. На этом рисунке максимальная температура составляет 250 ° F, что соответствует давлению паров около 30 фунтов на квадратный дюйм (15,3 фунтов на квадратный дюйм изб.). Самая высокая точка в системе расположена на высоте 30 футов над чистым полом, и в этой точке требуется манометрическое давление 10 фунтов на квадратный дюйм, чтобы соответствовать критериям высоты. Требуемый чистый положительный напор на всасывании насоса составляет 20 фунтов на кв. дюйм.
5.3.2 ВЫСОКОЕ ДАВЛЕНИЕ
Значение высокого давления – это максимальное давление, которое может возникнуть в расширительном баке, при котором не происходит отказа предохранительных клапанов или оборудования из-за высокого давления. Сценарий, который вы должны проверить, — насос включен, а горячая вода гидравлической системы имеет максимальную температуру.
Сценарии всегда следует запускать с включенным и выключенным насосом, потому что давление оборудования должно соответствовать требованиям, независимо от того, включен насос или нет. Например, если вы запускаете сценарий с максимальным давлением в точке заполнения системы 125 фунтов на кв. дюйм, что является типичным максимальным давлением для фитингов трубопроводов, и насос выключен, то предельные значения давления соблюдаются для всего оборудования. . Однако, как только насос будет включен, вы превысите требуемое давление в 125 фунтов на квадратный дюйм для генератора горячей воды. Это показано на следующих двух рисунках.
Сценарии всегда следует запускать с включенным и выключенным насосом, поскольку оборудование должно находиться в пределах требуемого давления независимо от того, включен насос или нет. Например, в предыдущем сценарии давление в воздушном сепараторе будет составлять 135 фунтов на квадратный дюйм. Этот факт не был бы обнаружен, если бы насос предполагался выключенным при испытаниях на высокое давление в генераторе горячей воды. Поскольку воздушный сепаратор находится на той же высоте, в воздушном сепараторе будет то же давление, что и в генераторе горячей воды, когда насос выключен.
5.4 ЛИНЕЙНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ
Для расчетов можно использовать следующий линейный коэффициент теплового расширения. Однако более точные значения можно получить, используя данные, предоставленные производителями труб.
Если у вас смесь нескольких типов труб, вам следует использовать более низкий коэффициент теплового расширения. Это позволит увеличить расширительный бачок. Если у вас более высокий коэффициент теплового расширения, вы воспользуетесь преимуществами увеличения объема системы, возникающего при расширении трубопровода. Когда жидкость нагревается, она расширяется, но труба также расширяется, чтобы вместить часть увеличенного объема жидкости. Таким образом, выбор материала трубы, который расширяется меньше всего, даст наиболее консервативный результат.
Расширительный бак водогрейного котла
Расширительные баки закрытого типа должны быть установлены в соответствии с инструкциями производителя. Расширительные баки для систем, рассчитанных на рабочее давление более 30 фунтов на кв. дюйм (207 кПа), должны быть сконструированы и сертифицированы в соответствии с Кодексом ASME по котлам и сосудам под давлением. Размер бака должен быть основан на мощности водогрейной системы отопления. Минимальный размер резервуара определяется в соответствии со следующим уравнением, если известна вся необходимая информация:
(Уравнение 10-1)
Для SI:
где:
V t = Минимальный объем баков (галлоны) (л).
V s = Объем системы, не включая расширительные баки (галлоны) (л).
T = средняя рабочая температура (°F) (°C).
P a = Атмосферное давление (psi) (кПа).
P ƒ = Давление наполнения (psi) (кПа).
P o = Максимальное рабочее давление (psi) (кПа).
Если вся необходимая информация неизвестна, минимальный размер цистерны определяется по таблице 1009.2.
Таблица 1009.2
Расширение расширения с закрытым типом
| Объем системы в галлонах | емкости резервуара в галлонах | |
| Нажатая на дневной диафрации | ||
| .
| ||