Расчет объемов расширительных баков

Как было показано в разделе «системы компенсации температурных расширений«, не весь расширительный бак простого типа (без сброса давления воздуха) заполнен жидкостью. В табл. 1 приведены коэффициенты полезного объема расширительных баков Zilmet. В ней показано, какая часть объема действительно может быть заполнена теплоносителем.

Таблица 1. Коэффициенты полезного объема расширительного бака.

Входными величинами являются первоначальное давление воздуха в баке Ро и величина предельного давления в системе Pмакс. Так, для Ро = 1,5 бар и Рмакс = 3,5 бар, коэффициент использования К составляет 0,44. Таким образом, бак емкостью 35 л может быть заполнен жидкостью только на 35 х 0,44 = = 15,4 л. Эту таблицу с небольшими погрешностями можно использовать и для расширительных баков других фирм.

Подбор расширительного бака простого типа можно произвести при наличии следующих исходных данных:

• С – количество воды (теплоносителя) в системе отопления, л (учитываются все элементы системы: котел, радиаторы, трубы и т.д.). Для предварительных расчетов объем теплоносителя в системы отопления можно принять из расчета 15 л на каждый киловатт мощности котла;
• е – коэффициент температурного расширения теплоносителя. Для воды е = 0,029 (зависит от температуры). График зависимости представлен на рис.1

Необходимо использовать значение коэффициента при максимальной рабочей температуре.

Р1 – начальное давление, бар; абсолютное давление предварительной накачки расширительного бака (не должно быть меньше гидростатического давления, замеряемого в точке установки расширительного бака; выбирается с учетом места расположения бака в системе отопления);
Р2 – максимально допустимое давление в системе, бар; абсолютное давление настройки предохранительного клапана;
К1 = 1,2 – коэффициент безопасности;
К2 – коэффициент полезного объема (из табл. 1).
Общая емкость расширительного бака подсчитывается по следующей формуле:

Еще раз напоминаем, что этот выпуск посвящен индивидуальным системам. Расчет для них упрощен, и его точность составляет ±10%. Мы считаем, что этого вполне достаточно.

1. Для примера расчета в качестве теплоносителя  возьмем воду. Коэффициент температурного расширения воды е = 0,034 (что соответствует температуре 85°С).
2. Определим С-объем воды в системе. Приблизительно его можно рассчитать в зависимости от мощности котла из расчета 15 л на каждый киловатт мощности. Например, при мощности котла 40 кВт объем воды в системе будет равен 600 л.
3. Определим величину максимального допустимого давления в системе отопления Рмакс. Она задана порогом срабатывания клапана безопасности в вашей системе.
4. Также в расчетах используется величина первоначального давления воздуха в расширительном баке Ро, которое не должно быть меньше, чем гидростатическое давление системы отопления в точке расположения расширительного бака.
5. Полный объем расширения можно подсчитать по формуле:
   
   Если e = 0,034, C = 600 л, Р0 = 1,5 бар, а Рмакс = 4 бар, то
   
6. Теперь подберем бак, обеспечивающий компенсацию этого объема. Учитывая, что коэффициент заполнения водой расширительного бака при этих условиях равен 0,5 (см. табл. 1), то для рассматриваемой системы подойдет 80-литровый расширительный бак (ближайший по объему к расчетному):

Конечно, разные фирмы выпускают баки с разной геометрией, используют диафрагмы из разного материала, разной эластичности и т.д., но представленный выше расчет с вполне достаточной точностью можно использовать для любых расширительных баков любых фирм.

Формула проста, и пояснения требует только один момент. Расширительный бак можно расположить в любой точке системы отопления. Как в самой нижней, так и в самой верхней. Но даже в трехэтажном доме эта разница составляет 10 м; 10 м вод. ст. = 1 атм. Поэтому, если расположить бак на первом этаже трехэтажного дома и первоначальное давление газа в баке 0,5 бар (5 м вод. ст.), то и без нагревания часть бака уже использована для компенсации гидростатического давления. Первоначальное давление газа в баке не должно быть меньше гидростатического.