Výpočet expanzní nádoby pro uzavřený topný systém - příklady
K vyvážení autonomního topného systému se používá expanzní nádoba.
Jeho úkolem je vyrovnat objem chladicí kapaliny zahřáté na vysoké teploty a udržovat daný tlak.
Spolehlivost výkonu funkcí přiřazených tomuto prvku závisí na tom, jak správně je zvolen jeho objem.
Tento parametr není konstantní a závisí na konkrétních podmínkách. Níže zvážíme, jak se provádí výpočet expanzní nádrže pro uzavřený topný systém.
Princip činnosti kompenzačního zařízení je jednoduchý, neexistují v něm žádná složitá technická řešení. Nejmenší chyba ve výpočtu však může vést k selhání topného systému jako celku.
Vnitřní prostor nádrže je rozdělen na dvě části pružnou membránou. Horní dutina se nazývá vzduch - vzduch se do ní čerpá. Účelem této operace je vytvořit počáteční tlak v nádobě. Voda ze systému je dodávána do spodní dutiny. Jakmile membrána zaujme stabilní polohu - leží na povrchu kapaliny, lze systém považovat za připravený k provozu.
Princip činnosti uzavřené expanzní nádrže
Zahřátá chladicí kapalina expanduje a její přebytek vstupuje do nádrže a posouvá membránu směrem do vzduchové komory. Jakmile se voda začne ochlazovat, membrána pod tlakem vzduchu se vrátí do své původní polohy, čímž se udržuje nastavený tlak v topném systému.
Příliš velká expanzní nádoba není schopna vytvořit v systému požadovaný tlak. Nedostatečná kapacita kompenzačního zařízení neumožní přijmout celý přebytek expandované vody.
Topný systém musí být nainstalován bez selhání. Co je potřeba, si přečtěte na webu.
Je představeno schéma vytápění pro dvoupodlažní dům. Jaký je zásadní rozdíl od topného systému dvoupatrového domu?
Jsou popsány způsoby odvádění vzduchu z topného systému.
Přibližné hodnoty obsahu vody v topných systémech
Chcete -li určit objem expanzní nádrže, potřebujete vědět, kolik chladicí kapaliny se vejde do topného systému. Tento parametr se rovná součtu objemů kotle, potrubí a topných zařízení.
Přibližně 1 kW výkonu systému představuje:
- 7 litrů - při použití v konvektorovém systému;
- 10,5 litru - pokud jsou jako topná zařízení instalována otopná tělesa.
Přítomnost podlahového vytápění vyžaduje objem topného média 17 l / kW.
Výpočet kapacity topného systému je poměrně komplikovaný, mohou to udělat pouze odborníci. Spotřebitel, který nemá technické znalosti, může použít přibližný vztah - 1 kW výkonu kotle = 15 litrů objemu chladicí kapaliny.
Například s výkonem kotle 25 kW bude objem vody v systému:
25 x 15 = 375 (litrů).
Objem expanzní nádrže
Volba velikosti expanzní nádoby závisí na třech hlavních parametrech:
- objem chladicí kapaliny v systému - čím větší je, tím větší by měla být nádrž;
- teplota chladicí kapaliny - čím vyšší je vytápění, tím větší by měla být kapacita expanzní nádrže;
- tlak v systému - čím vyšší je jeho přípustná hodnota, tím menší by měl být objem nádrže.
Jinými slovy, objem expanzní nádrže je přímo závislý na množství chladicí kapaliny a její teplotě, a naopak - na tlaku v topném systému.
Koeficient nárůstu objemu směsi voda / voda-glykol v závislosti na teplotě
Jak víte z fyzikálních zákonů, všechny kapaliny se při zahřátí rozpínají (jako ve skutečnosti každé tělo). Tuto skutečnost je třeba vzít v úvahu při výpočtu objemu expanzní nádrže.
Voda se po zahřátí na 95 0 С zvýší o 4%. Toto tvrzení je docela přesné, takže ho lze beze strachu použít při výpočtech.
Pokud je jako chladivo použita směs vody a glykolu, obraz se poněkud změní - v závislosti na obsahu ethylenglykolu.
Expanzní nádoba v topném systému
V tomto případě je koeficient roztažnosti pracovní tekutiny určen následujícím způsobem:
- 4% x 1,1 = 4,4% - s obsahem ethylenglykolu 10% z celkového objemu chladicí kapaliny;
- 4% x 1,2 = 4,8% - pokud je objem ethylenglykolu ve směsi 20% atd.
Výše uvedené hodnoty se budou lišit v závislosti na teplotě, na kterou se chladicí kapalina zahřívá. Například při 80 stupních bude koeficient roztažnosti vody 0,0290. Pokud je 10 procent jeho objemu nahrazeno ethylenglykolem, bude koeficient 0,0320. Směs glykolu na polovinu s vodou (50%) má koeficient roztažnosti 0,0436.
Výpočet objemu expanzní nádoby pro vytápění
V = (VL x E) / D, kde
VL je celková kapacita topného systému, která zahrnuje objem kotle, všechny tepelné akumulátory (konvektory, radiátory atd.) A potrubí;
- E je koeficient roztažnosti pracovní tekutiny (nosič tepla);
- D - účinnost expanzní nádrže (membrána).
Poslední parametr závisí na dvou veličinách - tlaku:
- PV je maximální pracovník v systému;
- PS - nabíjení membránové nádrže.
PS se musí rovnat statickému tlaku topného systému a předpokládá se 0,5 bar = 5 m.
Topení s přirozenou cirkulací se kvůli zjevným nedostatkům tohoto systému používá stále méně. má řadu výhod.
Můžete vidět schéma instalace oběhového čerpadla v topném systému.
Příklad výpočtu
Uvažujme například o topném systému 300 m2. m. pro zajištění autonomního vytápění byl instalován kotel o výkonu 30 kW. Kromě toho je zapojen tepelný akumulátor o objemu 1000 litrů. Výška systému je 5 metrů.
Nejprve vypočítáme celkový objem chladicí kapaliny:
VL = 30 x 15 + 1000 = 1450 (litry), kde
- 30 - výkon kotle, kW;
- 15 - měrný objem nosiče tepla na 1 kW výkonu kotle, litry;
- 1000 - objem skladovací nádrže.
D = (PV - PS) / (PV + 1)
V našem příkladu:
- PV = 2,5 baru;
- PS = 0,5 baru.
Proto D = (2,5 - 0,5) / (2,5 + 1) = 0,57
Nyní můžete určit objem nádrže:
V = 1450 x 0,04 / 0,57 = 101,75 (litry), kde
0,04 je koeficient roztažnosti chladicí kapaliny (v našem případě je to voda bez přídavku glykolu).
Výrobci vyrábějí expanzní nádrže určitého rozsahu velikostí, takže není vždy možné koupit kontejner, jehož objem se rovná vypočítanému.
V takových případech musí být výsledek výpočtu zaokrouhlen nahoru. V našem případě bude nejbližší standardní hodnotou 110 litrů. Toto je druh nádrže, kterou byste si měli koupit.
Uzavřenou expanzní nádobu není nutné instalovat v nejvyšším bodě systému.
Hlavní výhoda membránových dilatačních spár spočívá právě v možnosti jejich umístění na místo nejvhodnější pro instalaci a provoz.
Malé nádrže o objemu 20-25 litrů se obvykle instalují do systémů s oběhovým čerpadlem o výkonu 1,2 kW. Zvýšení kapacity na 20-60 litrů zvýší výkon čerpadla na 2,0 kW.
V prodeji jsou kompenzační zařízení o objemu 100-200 litrů. Kromě svého přímého účelu mohou hrát roli akumulační nádrže na teplou vodu. Je pravda, že je lze použít tímto způsobem pouze tehdy, pokud je hlavní zdroj přívodu teplé vody na krátkou dobu vypnut.
Velikosti expanzních nádrží pokrývají poměrně široký rozsah. Mezi nimi existují modely s rozměry tak velkými, že standardní dveře neumožňují jejich vnesení do místnosti. V takové situaci je lepší vyměnit jeden obrovský kontejner za několik malých. Hlavní věc je, že jejich celkový objem se rovná vypočtenému.