Ниже мы приведем стандартные формулы для расчета объема расширительного бака. Они позволят точно определить, бак какого типа понадобится для вашей отопительной системы.

Потребуются следующие данные:

·         мощность системы;

·         объемы теплоносителя;

·         статическое давление;

·         предварительное давление;

·         максимальное давление;

·         средняя температура системы в процессе работы.

Объем бака рассчитывается таким образом, чтобы при нагреве теплоносителя давление в системе не превышало максимально допустимого значения.

Общая формула:

·         КЕ — объем отопительной системы в целом;

·         Z — постоянное значения расширения жидкости теплоносителя;

·         N — величина эффективности мембранного бака.

Необходимо помнить, что идеальные расчеты, произвести практически невозможно. Ориентировочно объем рассчитывается исходя из значения, что 1 кВт мощности отопительного оборудования равен 15 литрам объема теплоносителя. Тогда средняя мощность для обычного дома равна 44 кВт. По формуле получается КЕ = 15х44 = 660л.
Константа расширения жидкости около 4%, для систем в которых используется обычная вода с максимальной температурой нагрева 95 градусов Цельсия. Если вместе воды закачивается элиленгликоль, то  коэффициент расширения можно вычислить так:

10% — 4% х 1,1 = 4,4%
20% — 4% х 1,2 = 4,8%

Зачастую результативность работы мембранного бачка указана производителем, но и самому ее рассчитать не сложно:

DV — наибольшее допустимое значения давления в системе, которое равно допустимому давлению предохранительного клапана и для обычных бытовых систем отопления редко превышает показатель в 2,5 — 3 бар.
DS — значения давления начальной зарядки мембранного бака исходя из постоянного значения в пол атмосферы на 5 метров протяженности отопительной системы.

В итоге получается, что если общая площадь помещения, в котором оборудуется система отопления, равна 400 кв. м., максимальная верхняя точка системы равна 5 м, и расчётная мощность оборудования 44 кВт, то требуемый объем бачка при таких значениях будет:

K 660×0.04 / 0.57 = 46.2

Исходя из полученных данных, необходимо подбирать расширительный бак для отопления объемом 50 литров, с начальным давление в 0,5 бар.
Также для стандартных элементов отопительной системы существуют стандартные примерные значения:

1.      Радиаторы около 10,5 л.

2.      Теплые полы и другие греющие поверхности 17,0 л.

3.      Конвекторы 7,0 л.

Коэффициент увеличения-расширения объёма воды и водогликолевой смеси в зависимости от температурных показателей:

Определение размеров расширительных баков для горячей воды

Расширительные баки необходимы в системах отопления, охлаждения или кондиционирования воздуха, чтобы избежать недопустимого повышения давления в системе, когда вода расширяется во время нагрева.

Взрывная сила перегретой воды

• 1 фунт (0,45 кг) нитроглицерина> 2000000 фут-фунтов _f (2700000 Дж)
• 1 фунт (0,45 кг) из вода, выделившаяся в пар> 750000 фут-фунтов _f (100000 Дж)

Расширительные баки обычно имеют конструкцию

• открытые баки
• закрытые компрессионные баки
• мембранные баки

Чистое расширение объем воды при нагревании может быть выражен как

V _net = (v ₁ / v ₀ ) — 1 (1)

V _net = объем расширения воды ( футов ³ , м ³ )

v ₀ = удельный объем воды при начальной (холодной) температуре (футы ³ / фунт, м ³ / кг)

v ₁ = удельный объем воды при рабочей (горячей) температуре (футы ³ / фунт, м ³ / кг)

Открытые расширительные баки

Требуемый объем открытого расширения бак может быть выражен как

V _et = k V _w [(v ₁ / v ₀ ) — 1] (2)

V _et = требуемый объем расширительного бака (галлон, литр)

k = коэффициент безопасности (обычно примерно 2)

V _w = объем воды в системе (галлон, литр)

v ₀ = удельный объем вода при начальной (холодной) температуре (футы ³ / фунт, м ³ / кг)

v ₁ = удельный объем воды при рабочей (горячей) температуре (футы ³ / фунт , м ³ / кг) 90 009

Обратите внимание, что в открытом расширительном баке свежий воздух постоянно поглощается водой и имеет тенденцию вызывать коррозию системы.Открытые расширительные баки также должны располагаться над самым высоким нагревательным элементом, как правило, на крыше зданий, где они могут подвергаться замерзанию.

Закрытые расширительные баки для сжатия

Закрытые компрессионные баки могут быть спроектированы как регулируемые расширительные баки

• — воздух откачивается или нагнетается в баки с помощью автоматических клапанов для регулирования давления в системе при повышении или понижении температуры и расширения воды
• амортизирующие резервуары с насосом под давлением — вода откачивается или нагнетается в системы для компенсации повышения или понижения температуры
• Компрессионные резервуары с закрытыми объемами газа — резервуары содержат определенные объемы газа, который сжимается при повышении температуры и объемов системы

Требуемый объем в закрытом расширительном баке

V _et = k V _w [(v ₁ / v ₀ ) — 1] / [(p _a / p ₀ ) — (p _a / p ₁ )] (3)

где 9 0003

p _a = атмосферное давление — 14.7 (psia)

p ₀ = начальное давление системы — холодное давление (psia)

p ₁ = рабочее давление системы — горячее давление (psia)

• начальная температура 50 ^o F
• начальное давление 10 фунтов / кв. Дюйм изб.
• максимальное рабочее давление 30 фунтов на кв. w [(v ₁ / v ₀ ) — 1] / [1 — (p ₀ / p ₁ )] (4)
  • начальная температура 50 ^o F
  • начальное давление 10 psig
  • максимальное рабочее давление 30 psig
  • коэффициент безопасности прибл. 2
  • коэффициент приемки прибл. 0,5

  Пример — Объем в открытом расширительном баке

  Система с 1000 галлонов воды нагревается от 68 ^o F до 176 ^o F .

  Минимальный объем расширения в открытом расширительном баке с коэффициентом безопасности 2 можно рассчитать как

  V _et = 2 (1000 галлонов) [((0,01651 футов ³ / фунт) / (0,01605 футов) ³ / фунт)) — 1]

  = 57 (галлонов)

  Руководство по проектированию расширительного бака, определение размеров и выбор расширительного бака для системы водяного горячего водоснабжения

  Раздел 4.0: Расчет расширительного бака

  После выбора типа расширительного бака необходимо определить значения, которые будут использоваться в уравнении, соответствующем типу расширения. В этом разделе будет обсуждаться каждая из переменных, так что вы можете определить значения для каждой переменной в различных ситуациях.

  4.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

  Значения температуры используются для определения «дельты Т» и значений удельного объема, обсуждаемых в следующем разделе.Вы должны найти самые низкие и самые высокие температуры, которые могут возникнуть в системе водяного горячего водоснабжения.

  Низкая температура: Низкая температура — это температура в системе, которая возникает, когда генератор горячей воды выключен, а в здании самые низкие температуры. Таким образом, низкая температура будет зависеть от местоположения, но должна находиться в диапазоне, показанном ниже.

  • Низкая температура: от 32 F до 70 F

  Если гидравлическая система горячего водоснабжения представляет собой смесь гликоля, то самая низкая температура может отличаться от указанной ранее. Добавление гликоля в горячую воду позволяет снизить температуру из-за более низкой точки замерзания гликоля.

  Высокая температура: Высокая температура — это температура, которая возникает при включении насоса (-ов) горячей воды и генератора (-ов) горячей воды.Когда гидравлическая система горячего водоснабжения включена, гидравлическая горячая вода может достигать максимальной температуры на выходе генератора горячей воды. Генераторы горячей воды с низкой температурой обычно имеют максимальную температуру 250 ° F. Генераторы средней горячей воды могут производить температуру до 350 ° F, а генераторы высокой температуры горячей воды могут производить температуру до 400 ° F.

  4.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ ОБЪЕМА

  Значения удельного объема определяются на основе данных о свойствах жидкости.Калькулятор расширительного бака включает значения удельного объема воды и различных смесей полипропиленгликоля и полиэтиленгликоля.

  Значения давления пара указаны в PSIA

  Значения удельного объема также можно найти в Основах ASHRAE для воды и на следующем веб-сайте для смесей гликоля.

  4.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ДАВЛЕНИЯ

  Калькулятор расширительного бака требует ввода трех значений давления: (1) минимальное давление, (2) максимальное давление и (3) давление предварительной зарядки. 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 точку 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» означает атмосферное давление.

  Рис. 4. Не забудьте преобразовать манометрическое давление в абсолютное перед использованием уравнений расширительного бака.

  4.3.1 ДАВЛЕНИЕ ПАРА

  Давление пара или абсолютное давление помогает выбрать минимальное давление, необходимое в системе.Давление пара зависит от температуры воды. С повышением температуры увеличивается и давление пара. Например, давление пара воды при 85 F составляет примерно 1,4 фута напора, а давление пара воды при 200 F составляет примерно 26,6 футов напора. Давление пара — это минимальное давление, необходимое для удержания воды в жидкой форме. Например, если давление воды при 200 F изменить до 20 футов напора, вода испарится. Давление пара определяется автоматически в зависимости от типа жидкости и температуры жидкости.

  Рис. 5: С увеличением температуры динамическая вязкость уменьшается, а давление пара увеличивается.

  Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для получения дополнительной информации о температурах от 32 F до 420 F. Давление водяного пара в горячей воде в зависимости от температуры

  4.3.2 ТОЧКА БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

  Часто вы слышите, что расширительный бак — это точка, в которой давление в системе не изменяется.Это правда, но предполагается, что температура не меняется. Давление в расширительном баке не изменится при включении или выключении насоса в системе, но температура останется прежней. При рассмотрении следующих вопросов для обсуждения определения низкого / минимального и высокого / максимального давления помните, что давление в расширительном баке является функцией температуры, а не насоса.

  4.3.3 НИЗКОЕ / ДАВЛЕНИЕ ЗАПОЛНЕНИЯ

  Низкое давление — это минимальное давление в системе, необходимое для выполнения наиболее строгих требований из следующих трех ограничений: (1) 10 фунтов на кв. или (3) больше, чем давление пара горячей воды при самой высокой температуре во всех точках системы.

  (1) Ограничение по высоте: низкое давление или давление заполнения — это давление, необходимое в точке заполнения, необходимое для заполнения всей системы трубопроводов и достижения 10 фунтов на кв. Дюйм в самой высокой точке трубопровода, чтобы предотвратить попадание воздуха в воду / раствор. При расчете этого давления вы должны предположить, что насос (ы) выключен, а температура жидкости самая высокая. Точка наполнения обычно используется потому, что расширительный бак расположен в точке наполнения и имеет примерно одинаковое давление.Если расширительный бак расположен вдали от точки наполнения, вы можете использовать разницу высот между точками наполнения, чтобы найти минимальное давление в расширительном баке.

  Например, предположим, что температура наполняемой воды составляет 75 F, и вода входит в систему на высоте 10 футов над чистым полом, а самая высокая точка в системе находится на высоте 160 футов над чистым полом. Это приведет к перепаду высот в 150 футов или 65,0 фунтов на кв. Дюйм.Таким образом, давление заполнения должно составлять 75 фунтов на квадратный дюйм. Этот пример проиллюстрирован на первом следующем рисунке.

  (2) Ограничение чистого положительного напора на всасывании: Затем вы должны также проверить чистый положительный напор на всасывании, необходимый для насосов горячей воды для гидравлических систем. Низкое давление или давление наполнения должно быть достаточно большим, чтобы обеспечить требуемый чистый положительный напор на всасывании.

  Например, предположим, что температура наполняемой воды составляет 75 F, и вода поступает в систему на высоте 10 футов над чистым полом, а самая высокая точка в системе находится всего на 30 футах над чистым полом.Это приведет к перепаду высот всего в 20 футов или 8,6 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, в соответствии с предыдущим ограничением минимальное давление будет всего 18,6 фунта на квадратный дюйм. Однако, если гидравлический насос горячей воды расположен на 10 футов выше точки наполнения, то давление на всасывании водяного насоса горячей воды будет только 14,3 фунта на квадратный дюйм. Если для насоса требуется чистый положительный напор на всасывании 20 фунтов на кв. Дюйм, то давление заполнения, определенное из ограничения по высоте, не будет соответствовать ограничению чистого положительного напора на всасывании.Таким образом, давление наполнения должно быть увеличено, чтобы соответствовать ограничению чистой положительной высоты всасывания. Этот пример проиллюстрирован на втором следующем рисунке.

  Рис. 6. Минимальное давление / давление наполнения определено таким образом, чтобы удовлетворять требованию 10 фунтов на кв. Дюйм в наивысшей точке, как показано зеленым цветом. Затем определяются давления на более низких отметках путем преобразования футового напора в фунты на кв. Дюйм. Это приводит к давлению наполнения 75 фунтов на квадратный дюйм и давлению всасывания в водяном насосе горячей воды 70.7 фунтов на кв. Дюйм. Вам также следует дважды проверить, что чистый положительный напор на всасывании, необходимый для водяного насоса горячей воды, соблюден, но в этом примере давление всасывания очень высокое и должно быть легко достигнуто. Насос выключен при определении минимального давления.
  Рис. 7. На этом примере зеленым цветом показано минимальное давление в точке заполнения, основанное на 10 фунтах на кв. Дюйм в наивысшей точке. Красный цвет показывает давление в точке наполнения, основанное на минимальном давлении 20 фунтов на кв. Дюйм на всасывании водяного насоса горячей воды.Как видите, красный цвет соответствует более высокому минимальному давлению в точке заполнения и, следовательно, более высокому минимальному давлению в расширительном баке. Таким образом, для вашего уравнения вы должны использовать более высокое минимальное значение давления, основанное на NPSHR. Насос выключен при определении минимального давления.

  (3) Ограничение давления пара: Последнее ограничение обычно является самым строгим ограничением для гидравлических систем горячего водоснабжения из-за высоких температур.В этом ограничении давление во всей системе должно оставаться выше, чем давление пара жидкости, чтобы предотвратить испарение. Если требуется давление, превышающее имеющееся в здании, то закрытая система нагнетается с помощью нагнетательного насоса. Этот насос отличается от водяного насоса для горячей воды, который только обеспечивает циркуляцию жидкости в системе. Нагнетательный насос перекачивает систему подпиточной воды в замкнутую гидравлическую систему горячего водоснабжения с желаемым давлением для достижения всех трех ограничений.

  Чтобы найти давление, необходимое для соответствия ограничению по давлению пара, вы можете смоделировать давления во всей закрытой системе в соответствии с этими двумя сценариями: Сценарий A: Насос выключен, Максимальная температура и Сценарий B: Насос включен, Максимальная температура.

  Рисунок 8: Сценарий A: насос выключен, максимальная температура 250 ° F. На этом рисунке показана полностью замкнутая гидравлическая система горячего водоснабжения (250 ° F).В самой высокой точке самое низкое давление горячей воды будет 30 фунтов на квадратный дюйм, что выше давления пара 29,8 фунтов на квадратный дюйм. В результате в расширительном баке создается давление 87 фунтов на квадратный дюйм. Давление показано в абсолютном и манометрическом значениях для удобства сравнения с давлением пара. Если вы будете следить за преобразованием напора стопы в фунты на квадратный дюйм, вы также заметите, что преобразование больше не составляет 1 фунт на квадратный дюйм в 2,31 фута напора. Это связано с тем, что плотность воды теперь меньше, поэтому требуется более высокий столб воды, чтобы обеспечить такое же давление, как и раньше.При этой температуре преобразование составляет 1 фунт / кв. Дюйм до 2,44 фута напора.

  На следующем рисунке моделируется Сценарий B: Насос включен, максимальная температура 250 F. Когда насос включается, давление в расширительном баке останется прежним, и все остальные давления будут экстраполированы с этой точки. Предполагается, что насос обеспечивает давление 20 фунтов на квадратный дюйм.

  Рисунок 9: Сценарий B: Насос включен, максимальная температура 250 ° F.На этом рисунке показана та же система, что и на предыдущем рисунке, за исключением того, что насос включен. Поскольку насос работает, возникают потери на трение между расширительным баком и всасывающим патрубком насоса. В результате на всасывании насоса создается давление 75 фунтов на квадратный дюйм. 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 квадратный дюйм.Перепад между верхом системы и расширительным баком больше, потому что будут дополнительные потери из-за трения, так как жидкость движется.

  На следующем рисунке представлены три критерия определения минимального давления для другого сценария. На этом рисунке максимальная температура составляет 250 ° F, что соответствует давлению пара около 30 фунтов на квадратный дюйм (15,3 фунтов на кв. Дюйм). Наивысшая точка системы находится на высоте 30 футов над чистым полом, и в этой точке требуется 10 фунтов на кв. Дюйм, чтобы соответствовать критериям высоты.Требуемый чистый положительный напор на всасывании насоса составляет 20 фунтов на кв.

  Рисунок 10: На этом рисунке показано минимальное давление для всех трех ограничений. Минимальное давление для достижения 10 фунтов на кв. Дюйм в наивысшей точке показано зеленым. Минимальное давление для достижения 20 фунтов на кв. Дюйм изб. (NPSHR) на всасывании насоса горячей воды показано красным. Минимальное давление для достижения давления пара 30 фунтов на кв. Дюйм (15,3 фунта на кв. Дюйм) в наивысшей точке показано пурпурным цветом.Минимальное давление, которое следует использовать в калькуляторе, составляет 25,5 фунтов на квадратный дюйм (красный) на расширительном баке. Это максимальное минимальное давление.

  5.3.2 ВЫСОКОЕ ДАВЛЕНИЕ

  Значение высокого давления — это максимальное давление, которое может возникнуть в расширительном баке, при котором не происходит сбоев предохранительных клапанов или оборудования из-за высокого давления. Сценарий, который вы должны проверить, заключается в том, что насос включен, а горячая вода имеет самую высокую температуру.

  Рис. 11: Высокое давление в расширительном баке определяется путем моделирования максимального давления на предохранительных клапанах и оборудовании и определения максимального значения давления, при котором давление на всем оборудовании и предохранительных клапанах находится в пределах допустимых значений. На этом рисунке показано максимальное давление 125 фунтов на кв. Дюйм в генераторе горячей воды при включенном насосе. Это приводит к максимальному давлению в расширительном баке 130 фунтов на квадратный дюйм.Рабочая температура этой системы составляет 140 F.

  Вы всегда должны запускать сценарии с включенным и выключенным насосом, потому что оборудование должно соответствовать требованиям к давлению, независимо от того, включен насос или нет. Например, если вы запускаете сценарий с максимальным давлением в точке заполнения системы, равным 125 фунтов на кв. Дюйм, что является типичным максимальным давлением для трубопроводной арматуры, и насос выключен, тогда пределы давления соблюдены для всего оборудования. .Однако, как только насос будет включен, вы превысите требование 125 фунтов на кв. Дюйм для генератора горячей воды. Это показано на следующих двух рисунках.

  Вы всегда должны запускать сценарии с включенным и выключенным насосом, потому что оборудование должно соответствовать требованиям к давлению, независимо от того, включен насос или нет. Например, в предыдущем сценарии воздушный сепаратор будет подвергаться давлению 135 фунтов на квадратный дюйм. Этот факт не был бы обнаружен, если бы предполагалось, что насос выключен при испытании на высокое давление в генераторе горячей воды.Поскольку воздушный сепаратор находится на той же высоте, воздухоотделитель будет находиться под тем же давлением, что и генератор горячей воды, когда насос выключен.

  5,4 ЛИНЕЙНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ

  Для ваших расчетов можно использовать следующий линейный тепловой коэффициент расширения. Однако более точные значения можно получить, используя данные, предоставленные производителями трубопроводов.

  Если у вас несколько типов труб, следует использовать более низкий коэффициент теплового расширения.Это приведет к увеличению расширительного бачка. Если у вас более высокий коэффициент теплового расширения, вы воспользуетесь преимуществом увеличения объема системы, которое происходит при расширении трубопровода. Когда жидкость нагревается, она расширяется, но труба также расширяется, чтобы вместить часть увеличившегося объема жидкости. Таким образом, выбор материала трубы, который меньше всего расширяется, даст наиболее консервативный результат.

  Определение размеров, ввод в эксплуатацию и техническое обслуживание расширительного бака

  Определение размера расширительного бака

  Тщательный расчет размера расширительного бака имеет решающее значение для правильного функционирования системы.

  Коэффициент расширения
  Рассчитайте коэффициент расширения вашей системы, рассчитав разницу между температурой воды в холодной системе (нагрев выключен) и максимальной рабочей температурой.

  ]]>

  ° C	Коэффициент
  0	0,00013
  10	0,00025
  20	0,00174
  30	0.00426
  40	0,00782
  50	0,01207
  60	0,0145
  65	0,01704
  70	0,0198
  75	0,02269
  80	0,0258
  85	0,02899
  90	0,0324
  95	0.0396
  100	0,04343

  Система отопления

  Формула определения размера расширительного бака следующая (на основе закона Бойлса):

  ]]>

  Vf	=	e x C	=	Vu
  		1 — (Pi / Pf)		1 — Pi / Pf

  ]]>

  Vu	=	Общий полезный объем бака = Vi-Vf
  Vi	=	Начальный объем
  Vf	=	Окончательный том
  e	=	Коэффициент расширения
  Pi	=	Начальное давление наддува (абсолютное) резервуара. Это давление не должно быть ниже гидростатического давления в точке, где бак подключен к системе.
  Pf	=	Максимальное рабочее давление (абсолютное) предохранительного (предохранительного) клапана с учетом разницы уровней между резервуаром и предохранительным клапаном.
  С	=	Общий объем воды в системе в литрах: котел, трубопроводы, радиаторы и т. Д. (в общем случае C составляет от 4 до 8 литров на каждый кВт мощности котла)
  Примечание: Расчеты должны выполняться в абсолютном давлении e.грамм. 100 кПа = 200 кПа абсолютное. В стандартных системах отопления:
  e	=	0,04318 (Tmax = 99 ° C, Tmin = 10 ° C, Δt = 89 ° C, C = 0,035)

  Система охлаждения

  Формула определения размера емкости выглядит следующим образом (на основе закона Бойлса):

  ]]>

  Vf =	e x C
  	1 — (Pi / Pf)

  В стандартных системах охлаждения:

  ]]>

  e	=	0.011 (Tmax = 50ºC, T min = 4ºC)
  Pi	=	Максимальное давление в установке, соответствующее максимально достижимой температуре , равной температуре окружающей среды, , которое рекомендуется установить на уровне 50 ° C
  Pf	=	Конечное рабочее давление, достигнутое при минимальной температуре , используя 4ºC
  Пример
  С	=	500 литров
  Pi	=	150 кПа (250 кПа абс.)
  Pf	=	400 кПа (500 кПа абс.)
  В	=	0.04318 x 500 = 43,2 литра
  1	–	(250/500)

  Выбрать бак ближайшего размера 50 литров

  Расчет давления предварительной зарядки расширительного бака

  Воспользуйтесь приведенным ниже расчетом, чтобы правильно определить давление предварительной зарядки расширительного бака:

  ]]>

  Pi	=	[Hm x 10] + 20 кПа
  где:
  Pi	=	Начальное давление наддува (абсолютное) резервуара
  Hm	=	Высота системы (в метрах) над местом расположения расширительного бачка

  Установка

  ]]>
  1. Расширительный бак должен быть установлен на стороне всасывания системного насоса и предпочтительно в самой холодной части системы. E.грамм. по возвращении в котел.
  2. Убедитесь, что температура воды, поступающей в резервуар, ниже 70ºC, чтобы предотвратить преждевременный выход из строя диафрагмы. Если температура воды выше 70ºC, необходимо установить промежуточный бак между расширительным баком и системой.
  3. Расширительный бак должен быть оборудован запираемым сервисным клапаном и точкой слива. Это необходимо для обеспечения надлежащего обслуживания резервуара в будущем.
  4. Расширительный бак должен быть установлен с предохранительным клапаном между баком и запираемым рабочим клапаном, чтобы защитить бак от ситуаций избыточного давления.
  5. Номинальное значение предохранительного клапана не должно превышать безопасное рабочее давление расширительного бака.

  Ввод в эксплуатацию

  Для ввода в эксплуатацию расширительного бака выполните следующие 4 этапа:

  1. Отключить
  1. Изолируйте расширительный бак от системы с помощью запираемого рабочего клапана. Это очень важно для получения точных показаний давления.
  2. Отключите от системы и слейте воду из бака.
  2. Тест
  1. Рассчитайте правильное давление предварительной зарядки расширительного бачка.
  2. Проверить давление предварительной зарядки в расширительном баке через клапан Шредера.
  3. Заряд
  1. Заправьте расширительный бак до нужного давления (см. Примечание по расчету давления предварительной зарядки) через клапан Шредера, используя воздушный компрессор или баллон с азотом.
  2. Еще раз проверьте заправку бака, чтобы убедиться, что предварительное давление сохраняется. При обнаружении утечки потребуется замена клапана Шредера или расширительного бачка.
  4. Переподключить
  1. Подсоедините расширительный бачок к системе.
  2. Подайте давление в системе и проверьте на предмет утечек.

  Техническое обслуживание

  Для обслуживания расширительного бачка выполните следующие 5 шагов:

  1. Проверить
  1. Проведите визуальную проверку расширительного бачка, чтобы убедиться в отсутствии явных повреждений или коррозии.
  2. Чтобы проверить целостность диафрагмы, нажмите
     на клапан Шредера.Если вода выходит из клапана, значит, диафрагма разорвана, и расширительный бачок требует замены.
  2. Отключить
  1. Изолируйте расширительный бак от системы с помощью запираемого рабочего клапана. Это очень важно для получения точных показаний давления.
  2. Отключите от системы и слейте воду из бака.
  3. Тест
  1. Подсчитайте правильный расширительный бак
     (см. Примечание по расчету давления предварительной зарядки)
  2. Проверить давление предварительной зарядки в расширительном баке через клапан Шредера.
  4. Заряд
  1. Заправьте расширительный бак до правильного давления предварительной зарядки через клапан Шредера, используя воздушный компрессор или баллон с азотом.
  2. Еще раз проверьте заправку бака, чтобы убедиться в сохранении давления. При обнаружении утечки потребуется замена клапана Шредера или расширительного бачка.
  5. Переподключить
  1. Подсоедините расширительный бачок к системе.
  2. Подайте давление в системе и проверьте на предмет утечек.

  Приемочный объем резервуаров расширения и сжатия — Часть 3

  Версия для печати (PDF) В части 2 доклада Р. Л. Деппманна «Минуты утра понедельника» мы определили начальную и конечную температуры гидравлической системы, чтобы рассчитать выбор расширительного бака.Когда мы нагреваем воду в гидравлической системе, вода расширяется. Это расширение выражается как Ew в формуле: . Ew — Ep = расширение воды за вычетом расширения трубы. Это расширение рассчитывается для вас в программе выбора Bell and Gossett ESP-PLUS, когда вы вводите начальную и конечную температуры и жидкость. Термин Ew не является загадкой. Выражается как: Ew = [((удельный объем при горячей температуре) / (удельный объем при холодной температуре).)) — 1] Расчет необходимого приемочного объема резервуара равен (Ef — Ep) X системному объему. Давайте рассмотрим пример и предположим, что система содержит 50% этиленгликоля, но вы не изменили значение по умолчанию с воды. Предположим, у вас есть закрытая система водяного отопления с максимальной температурой 200 ° F и ΔT 20 ° F. Предположим, что объем составляет 3000 галлонов. Что происходит с приемочным объемом? Приемочный объем, необходимый в этом примере, составляет 50%. Приемный объем воды 93.6 галлонов Приемочный объем на 50% Е.Г. 125,4 галлона Как видно из примера, если забыть изменить тип жидкости по умолчанию, размер резервуара станет на 25% меньше. Результатом этого может быть запотевание предохранительных клапанов при повышенных температурах. На следующей неделе мы рассмотрим давление в гидравлической системе.

  Заявление об ограничении ответственности: R. L. Deppmann и его аффилированные лица не несут ответственности за проблемы, вызванные использованием информации на этой странице.Хотя эта информация основана на многолетнем опыте и может быть ценным инструментом, она может не учитывать особые обстоятельства в вашей системе, и поэтому мы не можем нести ответственность за действия, вытекающие из этой информации. Если у Вас возникнут вопросы, обращайтесь к нам.

  Архивы — Щелкните здесь, чтобы увидеть предыдущие статьи

  Заявление об ограничении ответственности: R. L. Deppmann и его аффилированные лица не несут ответственности за проблемы, вызванные использованием информации на этой странице.Хотя эта информация исходит из многолетнего опыта и может быть ценным инструментом, она может не принимать во внимание особые обстоятельства в вашей системе, и поэтому мы не можем нести ответственность за действия, вытекающие из этой информации. Если у Вас возникнут вопросы, обращайтесь к нам.

  Taco Comfort Solutions: инструменты выбора

  Квартир:
  Позволяет пользователю указать единицы измерения, которые будут использоваться для указания входные и выходные параметры.Программа выбора расширительного бака предлагает варианты единиц США (английский) или СИ (международная система).

  Тип жидкости:
  Нажав на Тип жидкости Капля Меню вниз будет разрешить пользователю сделать расширение Выбор резервуаров на основе Типы жидкостей.

  Материал трубы:
  Щелчок по раскрывающемуся меню материала трубы позволит пользователю указать либо Медная или стальная труба для измеряемой системы.

  Объем системы (галлоны):
  Введите общий объем жидкости в системе.Общий объем системы должен включать количество жидкости в системе трубопроводов (включая все клапаны и фитинги), а также в насосы и другое оборудование в системе.

  Минимальная начальная температура наполнения или рабочая температура (F):
  Введите минимальную либо начальную температуру наполнения, либо минимально ожидаемую Рабочая Температура. Эта температура будет использоваться для установления нижнего уровня рабочий диапазон, для которого рассчитывается расширение жидкости в системе.В качестве таким образом, это должна быть самая низкая температура, которую система может когда-либо ожидать. видеть. Например, в системе отопления минимальная температура, вероятно, будет температура воды при заполнении системы (приблизительно 50-55F). В холодном водяной системе, минимальная температура, вероятно, будет достигнута, пока система работает и будет равна расчетной температуре на выходе из чиллера. В допустимый диапазон для этого значения составляет от 40,0 до 240,0 F.

  Максимальная расчетная температура (F):
  Введите максимальную ожидаемую температуру системы.Эта температура будет использоваться для установить наивысший уровень рабочего диапазона, для которого расширение рассчитывается жидкость в системе. Таким образом, это должна быть самая высокая температура, при которой система когда-либо ожидает увидеть. Например, в системе отопления максимальная температура, вероятно, будет температурой воды, выходящей из источника тепла. (котел). В системе с охлажденной водой максимальная температура, вероятно, будет в жаркий летний день, когда система не работает на техническое обслуживание, а температура окружающей среды вызывает повышение температуры жидкости в системе.Допустимый диапазон для этого значения от 40,0 до 240,0 F.

  Минимальное начальное давление наполнения или рабочее давление (фунт / кв. Дюйм):
  Введите минимальное значение начального давления наполнения или рабочего давления системы. Допустимый диапазон для этого значения составляет от 0,0 до 300,0 фунтов на квадратный дюйм).

  Максимальное расчетное давление (фунт / кв. Дюйм):
  Введите максимальное ожидаемое давление в системе. Допустимый диапазон для этого значения — 0,0. до 300,0 фунтов на кв. дюйм.

  Емкости для теплового расширения: Часть 2 — Определение размеров

  Как определить размеры расширительных баков для систем горячего водоснабжения

  В первой части этой серии мы рассмотрели, где необходимы расширительные баки.Когда определено, что резервуар должен быть включен в водопроводную систему, следующей задачей является определение правильного размера для резервуара. Обращение к таблицам размеров в каталоге производителя расширительного бака — самый простой, хотя и не лучший метод определения размеров баков теплового расширения. В таблицах размеров, предоставленных производителями, указаны номер модели и размер бака в зависимости от объема водонагревателя и давления в системе. Эти таблицы, однако, основаны на трех важных предположениях, о которых нужно знать дизайнерам.

  Первый , для большинства производителей таблицы основаны на максимально допустимом давлении в трубопроводе 150 фунтов на квадратный дюйм. Это максимально допустимое рабочее давление большинства водонагревателей и расширительных баков. Это также настройка предохранительного клапана водонагревателя. Другими словами, резервуар теплового расширения, если он выбран по таблицам, может выдержать тепловое расширение до давления в системе 150 фунтов на квадратный дюйм, которое является точкой сброса для предохранительного клапана водонагревателя. Помните, что цель расширительного бака — избежать сброса давления через предохранительный клапан.Лучшей альтернативой является расчет расширительного бака для максимального допустимого давления 135 фунтов на кв. Дюйм, что на 10% ниже уставки предохранительного клапана.

  Второй , таблицы изготовителя основаны на давлении предварительной зарядки бака 40 фунтов на квадратный дюйм. Предварительная зарядка — это давление воздуха на воздушной стороне камеры резервуара. Эта настройка, кстати, не основана на инженерных принципах, а является ограничением Министерства транспорта на транспортировку цистерн. Чтобы уменьшить размер расширительного бака, давление воздуха предварительной зарядки должно быть установлено равным линейному давлению системы, а не давлению предварительной зарядки резервуара 40 фунтов на квадратный дюйм, которое установлено на заводе.(Примечание: если размер расширительных баков рассчитан инженером на основе давления воздуха предварительной зарядки, равного давлению в линии, то в чертежах и спецификациях трубопроводов подрядчик должен указывать необходимость заправки расширительного бака давлением воздуха, равным давлению в линии.) Таблица основана на давлении предварительной зарядки бака 40 фунтов на квадратный дюйм, они не позволяют точно определить размер расширительного бака, когда давление предварительной зарядки равно давлению в трубопроводе.

  Третий , таблицы размеров большинства производителей основаны на повышении температуры хранимой воды на 40 ⁰ F.Задумайтесь об этом на мгновение. Размер водонагревателя обычно рассчитывается исходя из перепада температур 100 ⁰ F. Например, часто мы предполагаем, что холодная вода поступает в водонагреватель при температуре 40 ⁰ F и нагревается и хранится при 140 ⁰ F. Если мы проектируем водонагреватель для повышения температуры воды на 100 ⁰ F, консервативный подход состоит в том, чтобы подобрать размер расширительного бака с учетом количества воды, увеличивающейся в результате того же повышения температуры.Это, конечно, наихудший сценарий (полное опорожнение бака и заполнение холодной водой 40 ⁰ F). Расчет расширительного бака, основанный только на повышении температуры на 40 ⁰ F, менее чем консервативен.

  Чтобы спроектировать расширительный бак для максимального допустимого давления менее 150 фунтов на квадратный дюйм, давления воздуха предварительной зарядки, отличного от 40 фунтов на квадратный дюйм, и перепада температур более 40 ⁰ F, мы не можем обращаться к таблицам производителя. Кроме того, в больших системах размеры резервуаров для хранения часто превышают значения, указанные в таблицах.Так что же нам делать? Мы должны рассчитать надлежащий размер расширительного бака, используя инженерные уравнения . Вот упрощенный метод определения размеров расширительных баков. Более подробный метод представлен в Руководстве по проектированию ASPE, том 4.

  Для выбора расширительного бака необходимо определить общую вместимость бака и приемочный объем. Общая емкость бака — это объем бака. Приемный объем — это количество воды, которое резервуар будет принимать при давлении воздуха на воздушной стороне диафрагмы.

  Сначала определите объем расширения воды в вашей системе. Это объем воды, который должен будет вместить расширительный бак, который также называется «приемным объемом». Объем расширенной воды зависит от удельного объема воды при входящей температуре и температуре нагрева, а также от объема хранимой воды.

  (1) В _ACC = В _T x (VS ₂ / VS ₁ — 1)

  где,

  В _ACC = Допустимый объем (галлоны)

  против ₂ = удельный объем воды при температуре нагрева, (футы ³ / фунт)

  против ₁ = удельный объем воды при температуре на входе, (фут ³ / фунт)

  V _T = Объем накопительного бака водонагревателя (галлонов)

  Удельный объем насыщенной воды при различных температурах можно найти в таблицах термодинамических свойств или в удобной таблице в ASPE Data Book, том 2, таблица 6-5 «Термические свойства воды».Вот хорошее число, которое следует запомнить. Вода, нагретая с 40 ⁰ F до 140 ⁰ F, расширится на 1,7%. Например, предположим, что у нас есть водонагреватель на 120 галлонов, и вода нагревается с 40 ⁰ F до 140 ⁰ F.

  В _ACC = 120 (0,01629 / 0,01602 — 1) = 120 (0,017) = 2,0 галлона

  Это количество воды, которое расширительный бак должен принять для предотвращения скачков давления в системе. Я знаю, что это упрощенный подход.Я проигнорировал расширение бака нагревателя и трубопровода горячей воды. По моему опыту, влияние этих факторов невелико и мало влияет на окончательный выбор танка.

  Имейте в виду, что, когда мы завершаем расчеты, мы выбираем расширительные баки, которые прибывают с довольно большими приращениями размера. Вот почему включение факторов, которые не оказывают существенного влияния на общую величину необходимого теплового расширения, можно смело исключить из расчетов. Если вы хотите быть более точным, уравнения, приведенные в Руководстве по проектированию ASPE, включают расширение материала трубы.

  Кстати, я тоже не утруждаюсь поправкой на высоту. Обычно нам не нужна такая точность. Кроме того, поскольку в расчетах мы предполагаем 100-градусный перепад температуры воды, у нас есть некоторый встроенный консерватизм.

  Последний шаг — определение общей емкости расширительного бачка. Уравнение для общей емкости расширительного бака выводится из закона Бойля. Когда давление предварительной зарядки сравняется с давлением в трубопроводе, используйте уравнение (2) ниже.

  (2) В _ET = В _ACC / (1-P ₁ / P ₂ )

  где,

  P ₁ = Статическое давление в водяной линии, (psia)

  P ₂ = Максимальное требуемое давление в баллоне, (psia)

  В _ACC = Допустимый объем, (галлоны)

  V _ET = Общий объем расширительного бачка, (галлонов)

  ( Обратите внимание, что это абсолютное давление (фунт / кв. Дюйм).Добавьте 14,7 к манометрическому давлению, чтобы преобразовать его в абсолютное давление. Также обратите внимание, что это уравнение предполагает, что предварительное давление воздуха равно давлению в трубопроводе. Это уравнение не следует использовать, если давление предварительной зарядки не равно давлению в трубопроводе.)

  Если расширительный бак имеет допустимое рабочее давление 150 фунтов на квадратный дюйм, я использую 149,7 фунтов на квадратный дюйм (135 + 14,7 = 149,7) для P ₂ , что на 10% ниже уставки предохранительного клапана. Используя наш пример выше, предположим, что фактическое давление в трубопроводе и давление предварительной зарядки составляет 80 фунтов на квадратный дюйм.

  В _ET = 2,0 / (1 — 94,7 / 149,7) = 5,44 галлона

  Учитывая расчетную общую емкость резервуара 5,44 галлона и приемочную емкость 2 галлона, проконсультируйтесь с данными производителя и выберите резервуар, который соответствует вашему конкретному применению.

  Если давление предварительной зарядки не равно давлению в трубопроводе, уравнение (2) использовать нельзя. Соответствующее уравнение для давления предварительной зарядки, которое не равно давлению в трубопроводе, — это уравнение 3 ниже.

  (3) В _ET = В _ACC / [(P ₁ / P ₂ ) — (P ₁ / P ₃ )]

  где,

  P ₁ = Давление предварительной зарядки, (psia)

  P ₂ = Статическое давление в водяной линии, (psia)

  P ₃ = Максимальное требуемое давление в баллоне, (psia)

  В _ACC = Допустимый объем, (галлоны)

  V _ET = Общий объем расширительного бачка, (галлонов)

  Для предыдущего примера, если расширительный бак имеет заводскую предварительную заправку 40 фунтов на кв. Дюйм, и давление в линии не увеличивается до 80 фунтов на квадратный дюйм, то требуемая общая емкость расширительного бака увеличивается с 5.От 4 галлонов до 9,4 галлона.

  Некоторые производители теперь также размещают на своих веб-сайтах калькуляторы размеров, основанные на этих инженерных уравнениях. Щелкните здесь, чтобы увидеть пример.

  Описанный выше метод определения размеров предназначен для баков теплового расширения, установленных в системе горячего водоснабжения. Если вы подбираете размеры баков для системы подкачивающего насоса, процедура будет другой.

  ---

  Для предложений относительно будущих сообщений в блогах, сделайте предложение.

  Расчет размера расширительного бака

  : Regulus

  РАСЧЕТ ОБЪЕМА

  Для расчета размера расширительного бака необходимо знать следующие значения:

  • В — объем воды всей системы отопления (котел, трубопроводы, радиаторы отопления, другие устройства) [л]
  • T _макс. — макс.рабочая температура системы отопления [C °] — найдите соответствующее значение Δv [-] на графике
  • p _{h, дов} — макс. рабочее давление в системе отопления (не выше значения предохранительного клапана в вашей котельной) [бар]
  • H — высота самой высокой точки системы отопления над расширительным баком [м].
  • p _{ч, ​​мин} — мин. необходимое давление в котельной (устанавливается производителем котла) [бар]

  Другие количества, использованные в расчетах:

  • Δv…….. увеличение относительного объема воды при нагревании от 10 ° C до макс. температура воды в системе отопления T _max [-]
  • V _e ……… объем расширительного бака [л]

  Процедура:

  1. Установите мин. давление в котельной. Сравните требуемые мин. требуемое производителем котла давление со значением H / 10. Возьмите большее из этих двух значений и увеличьте его на 0,2. Результат — мин. давление в котельной ph, мин.
  2. Считайте значение Δv из известной температуры Tmax в таблице.
  3. Рассчитайте объем расширительного бака по формуле:
     
  4. Выберите ближайший больший размер из линии расширительного бака.
  5. Перед установкой расширительного бака (или самое позднее перед заполнением отопительного контура) отрегулируйте давление в расширительном баке от значения предварительной зарядки до ph, мин.
  6. Залейте в систему отопления холодную воду и после стравливания воздуха установите давление ph, мин. + 0,2.

  Помните, что чем выше разница между ph, dov и ph, min, тем меньшие колебания давления будут возникать в системе, но расширительный бак должен быть больше.

  Пример:

  Объем воды в системе отопления 200 л, макс. рабочая температура 80 ° C, макс. давление в системе 2,5 бар, наивысшая точка системы 7 м над котельной, мин. давление котла 0,5 бар.

  1. Котельная мин. давление минус 0.5 бар меньше 7/10, ph, мин. = 7/10 + 0,2 = 0,9 бар
  2. Δv из графика для 80 ° C составляет 0,029.
  3. В _e = 1,3 * 200 * 0,029 * (2,5 + 1) / (2,5-0,9) = 16,5 л
  4. Выберите в строке ближайшее судно большего размера, например HS018231
  5. Отрегулируйте давление в расширительном баке (пустом) на 0,9 бар
  6. Заполнить систему отопления и после выпуска воздуха установить давление 0,9 + 0,2 = 1,1 бар

  Расчет предполагает схему системы отопления как на рис., котельная с котлом и расширительным баком в самой нижней точке системы отопления. Для другой компоновки расчет выполняется таким же образом в зависимости от положения расширительного бака, а для других компонентов системы отопления необходимо учитывать разницу гидростатического давления.
  Расширительный бак для питьевой воды должен быть сконструирован таким же образом, просто заменив мин. давление от давления водопроводной сети или давление отключения насоса повышения давления воды в доме; вместо объема системы отопления следует использовать объем водонагревателя и рециркуляционного трубопровода.Если давление в водопроводной сети слишком велико, а расчетный размер расширительного бака слишком велик, следует использовать редукционный клапан.

  Подробнее о расширительных бакахКаталог расширительных баков

  .

  No related posts.