Как рассчитать расширительный бак для отопления?

Как рассчитать расширительный бак для отопления? - коротко

Определите объём воды в системе, умножьте его на коэффициент термического расширения (≈ 0,04 – 0,06 при ΔТ ≈ 40 °C) и прибавьте 10 % запаса – полученный объём и будет требуемым для расширительного бака. Для точного расчёта учитывайте давление предзарядки и тип теплоносителя, используя формулу V₍бак₎ = V₍система₎·α·ΔT / (1 – p₀/pₘₐₓ).

Как рассчитать расширительный бак для отопления? - развернуто

Для правильного выбора объёма расширительного бака необходимо учитывать несколько ключевых параметров системы отопления и выполнять расчёт по установленной последовательности. Ниже приведён пошаговый метод, позволяющий получить точный результат без лишних догадок.

1. Определяем объём теплоносителя в системе.
   Суммируем объёмы всех труб, радиаторов, котла и прочих элементов, через которые проходит вода. Если проектные данные недоступны, используют приближённые оценки:

   • Трубопроводы – 0,3 л на каждый метр длины.
   • Радиаторы – 1 л на каждый килограмм тепловой мощности (примерно 10 л на кВт).
   • Котёл – указанный в технической документации объём (обычно 10–20 л).

2. Учитываем коэффициент заполнения.
   При полной загрузке системы в неё не поступает 100 % заявленного объёма, часть свободного пространства остаётся за счёт воздушных полостей. При расчёте берут коэффициент заполнения 0,9–0,95. Для большинства жилых систем удобно принять 0,95.
   [ V{\text{раб}} = V{\text{общ}} \times 0,95 ]

3. Определяем максимальное рабочее давление.
   Наиболее часто в жилых системах устанавливают рабочее давление 1,5 бар. При этом необходимо знать предельное давление, которое может выдержать система (обычно указано в паспорте котла и труб).

4. Определяем предельно допустимое давление (ПДП).
   ПДП = рабочее давление + запаса по давлению (обычно 0,5–0,7 бар). Для большинства систем берут 2,0 бар.

5. Определяем коэффициент расширения воды.
   При нагреве от 20 °C до 90 °C объём воды увеличивается примерно на 9 %. Точный коэффициент можно взять из таблиц термического расширения, но в практике часто используют значение 0,09.

6. Расчёт необходимого объёма бака.
   Формула выглядит так:
   [ V{\text{бак}} = \frac{V{\text{раб}} \times K{\text{расш}}}{\frac{P{\text{ПДП}}}{P_{\text{раб}}} - 1} ]
   где:

   • (V_{\text{раб}}) – объём воды в системе при полном заполнении (литры).
   • (K_{\text{расш}}) – коэффициент термического расширения (0,09).
   • (P_{\text{раб}}) – рабочее давление (бар).
   • (P_{\text{ПДП}}) – предельно допустимое давление (бар).

   Пример расчёта:

   • Общий объём системы = 250 л.
   • (V_{\text{раб}} = 250 л \times 0,95 = 237,5 л).
   • Коэффициент расширения = 0,09 → (\Delta V = 237,5 л \times 0,09 = 21,38 л).
   • (P{\text{раб}} = 1,5 бар), (P{\text{ПДП}} = 2,0 бар).
   • (\frac{P{\text{ПДП}}}{P{\text{раб}}} - 1 = \frac{2,0}{1,5} - 1 = 0,33).
   • (V_{\text{бак}} = \frac{21,38}{0,33} \approx 65 л).

   В данном случае необходим бак объёмом около 65 литров. При выборе готового изделия обычно берут ближайший стандартный объём, который не меньше рассчитанного (например, 70 л).

7. Проверка совместимости с предохранительным клапаном.
   Предохранительный клапан должен открываться при давлении, превышающем ПДП, но ниже максимального давления, допускаемого материалом труб. Убедитесь, что выбранный бак совместим с типом клапана (мембранный, диафрагменный и т.п.).

8. Учитываем высоту установки.
   При размещении бака на высоте выше уровня котла необходимо добавить поправку на гидростатический столб воды. На каждый метр высоты добавляют примерно 0,1 бар к рабочему давлению.

9. Подбираем тип бака.

   • Открытый (с воздушным баллоном) – прост в обслуживании, но требует периодической проверки давления в баллоне.
   • Закрытый (с предзаполненным газом) – более надёжен, не требует контроля давления, но при замене газа требуется специализированный сервис.

10. Финальная проверка.
    После установки бака проведите пробный запуск системы, измерив давление в «холодном» и «горячем» состоянии. Разница должна соответствовать расчётному объёму расширения. Если давление превышает ПДП – увеличьте объём бака или уменьшите рабочее давление.

Следуя этим шагам, вы получите точный расчёт объёма расширительного бака, гарантируя безопасную и надёжную работу системы отопления без риска переполнения или избыточного давления. При необходимости обратитесь к специалисту для проверки расчётов и правильного монтажа.