Гидроакумуляторы и расширительные баки

Беликов Сергей Евгеньевич

4) Определяется потребный полный объем V расширительного мембранного бака и вводится коэффициент запаса 1,25.

V = (V_расш· 1,25) / К_зап (л)

5) Выбирается модель расширительного мембранного бака с округлением в сторону ближайшего целого.

Пример

Исходные данные:

Объем воды в системе:

V_сист = 1200 л.

Температура: Т = 90/70 °С.

Статическая высота: 5 м.

Максимальное давление: 3 бар.

Бойлер

установлен в подвале.

Расчет:

1) V_расш= 1200 · 2,89 (по диаграмме)= 34, 68 л

2)

3)

Может быть рекомендован бак 80 л, т. е. объем расширительного бака при использовании воды в качестве теплоносителя равен 6–7 % от объема системы.

Для простоты расчетов можно использовать таблицу коэффициентов заполнения фирмы Zilmet (табл. 2). В ней показано, какая часть бака действительно заполнена теплоносителем.

Табл. 2. Коэффициенты заполнения расширительного бака

Данный пример расчета подходит не только к расширительным бакам отопления, но также может применяться при выборе баков ГВС и солнечных установок.

4.2. Подбор баков-аккумуляторов

Есть житейское правило: «Чем больше объем бака, тем лучше». В то же время существуют методики точного подбора и расчета объема баков на основе европейских норм UNI 9182.

Метод используется для расчета объема гидроаккумулятора на основании средней производительности насоса (соответствующей максимальному расходу воды Q_max) и минимальных и максимальных значений динамического давления (с учетом разницы уровней, потерь и т. д.).

V_t= 16,5 · Q_max · P_maxvP_min/(a · P · P_prec)

V_t – объем гидроаккумулятора в литрах.

Q_max – средняя производительность насоса, равная максимальному расходу воды (в литрах/ мин).

а – максимально допустимое число запусков насоса в час (значение, рекомендуемое производителем насоса).

P_max – максимальное абсолютное давление, на которое настроено реле давления, равное относительному давлению + 1Атм.

P_min – минимальное абсолютное давление, на которое настроено реле давления, равное относительному давлению + 1Атм, которое не должно быть ниже, чем (высота строения в метрах)/10 + 1Атм.

P – разность P_max и P_min

P_prec – абсолютное давление газа в гидроаккумуляторе, которое никогда не должно превышать P_min.

Для оптимальной работы гидроаккумулятора необходимо, чтобы P_prec < P_min. Рекомендуется, чтобы:

P_prec + 0,5 бар = P_min.

Пример:

определить объем гидроаккумулятора для системы с реле давления, отрегулированным на минимальное давление 2,5 бар и максимальное – 4,5 бар при требуемом расходе воды 105 л/мин.

Q_max = 105 л/мин;

a = 12;

P_max = 4,0 + 1 = 5,0 АТА;

P_min = 2,0 + 1 = 3,0 АТА;

P = 5,0–3,0 = 2 АТА;

P_prec= 3,0–0,5 = 2,5 АТА;

V_t=16,5 · 105 · 5,0 · 3,0 / 12 / 2 / 2,5 = 433,13 л

4.3. Компенсаторы гидравлических ударов

Как уже говорилось, гидравлические удары в системе являются следствием работы насосной техники и трубопроводной арматуры. Давление в сетях при гидроударах может достигать 10–15 бар. В нашей стране для поглощения гидроударов применялись вибровставки и сильфонные компенсаторы, но для защиты бытовой техники разработаны баки-компенсаторы. Их подбор производится на основе инструкции UNI 9182 Европейского Союза.

Превышение давления при гидроударе:

Р_изб = 2 · · V · e /t

– плотность жидкости, кг/м³;

V – линейная скорость жидкости в трубопроводе;

е – длина участка трубопровода;

t – время остановки насоса или закрытия крана.

Пример: Пусть Р_изб = 9,4 бара, тогда объем гидрокомпенсатора:

;

где:

V_r – расчетный объем гидрокомпенсатора;

V_воды – объем воды, прошедший за время остановки насоса;

Р_раб – рабочее давление системы, бар;

Р_мах – максимально допустимое давление, бар;

Р_мах = Р_изб + Р_раб = 9,4+4 = 13,4 бара

Если Р_мах= 13,4 бар, а производительность насоса 0,7л/с при времени закрытия крана/остановки насоса 1,5 с, то (средний расход 1,05 л)

;

Следовательно, необходим гидрокомпрессор объемом 6 литров.

5. Установка и обслуживание баков

5.1. Требования к монтажу

Каждый производитель баков в комплекте с изделием прилагает паспорт, в котором изложены особенности установки бака в зависимости от его конструкции и назначения.

Расширительные баки

Баки при работе практически не имеют динамических нагрузок по причине медленного заполнения и опорожнения теплоносителем при функционировании системы отопления. Баки до 35 л допускается подвешивать к трубопроводам или на кронштейны (рис. 17). Кронштейны включают в себя воздушник, предохранительный клапан и манометр. Также некоторыми производителями (Wester, Watts) выпускаются монтажные комплекты быстрого монтажа (рис. 18) для крепления баков до 35 литров к стене.