Отопление загородного дома

— громоздкие размеры.

Расширительный бак может быть открытым или закрытым. Разница между ними заключается в следующем: в открытом демпфере расширение нагретой воды уравновешивается столбом воды до расширительного бака, установленного на чердаке дома; в закрытом демпфере роль "пружины" играет баллон со сжатым воздухом.

Открытый демпфер

Открытый расширительный бак размещают над верхней точкой системы водяного отопления (обычно на чердаке) (рис. 53). Такой бак имеет прямоугольную или ци-

линдрическую форму. Его и изготавливают из листовой стали по стандартным чертежам. Снаружи открытого бака прокладывают теплоизоляционный слой. Для осмотра и окраски демпфера заранее предусматривают специальный люк.

У открытого демпфера должно быть несколько патрубков для присоединения труб:

1.   патрубок для расширительной трубы, по которой в демпфер поступает вода;

2.   патрубок для переливной трубы, сообщающейся с атмосферой;

3.   патрубок для контрольной (сигнальной) трубы, которую выводят к раковине;

4.   патрубок для циркуляционной трубы для отвода воды в систему отопления дома.

Контрольную трубу снабжают запорным краном, при помощи которого можно контролировать наличие воды в расширительном баке, а значит, и в системе отопления: если при открывании крана вода вытекает, следовательно, в демпфере есть вода.

Закрытый демпфер

При закрытой системе теплоснабжения загородного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя нередко устанавливают закрытый мембранный демпфер (как с переменным, так и с постоянным избыточным давлением воздуха в газовой камере). Закрытый расширительный бак обычно монтируют в котельном пункте и подключают к обратной магистрали перед циркулярным насосом (рис. 54).

Закрытый демпфер с переменным давлением в газовой камере представляет собой цилиндрический сосуд, разделенный мембраной на 2 камеры - водяную и газовую (воздушную), наполненную воздухом или азотом под давлением {рис. 55). Корпус бака изготовлен из листовой высококачественной стали и покрыт печной эмалью. Со стороны газовой камеры имеется пневмоклапан, регулирующий давление воздуха в демпфере. При нагревании

воды избыток водного объема поступает в водную камеру демпфера, сжимая воздух или азот по другую сторону разделительной мембраны. При охлаждении под воздействием высокого давления в газовой камере вода вытесняется из расширительного бака и снова поступает в систему отопления. Давление в водяной и газовой камерах постоянно изменяется и стремится к выравниванию. Поступление и выход воды осуществляются через присоединительный патрубок. Закрытый демпфер с постоянным давлением в газовой камере дополнительно оборудован специальным автоматическим компрессо-

ром, поддерживающим избыточное давление в газовой камере на одинаково высоком уровне, даже во время остывания воды. При нагревании воды автоматически открывается воздушный клапан, через который из демпфера выводится избыток воздуха, в результате давление остается на заданном уровне. Расширительный бак с постоянным давлением устанавливают в системе отопления с большим объемом воды {более 3000 л) и высоким статическим давлением (более 200 кПа).

Для теплоснабжения домов с большим объемом воды также используют установку с управляющим насосом, который автоматически поддерживает в системе избыточное давление (рис. 56). При нагревании воды открывается перепускной клапан установки, - и вода поступает в накопительную емкость. При остывании воды включается насос, который принудительным образом закачивает воду из накопительного бака в систему отопления, тем самым поддерживая в ней постоянное давление.

По сравнению с открытым демпфером мембранный расширительный бак имеет ряд преимуществ:

—  свободное расположение в доме: закрытый демпфер необязательно устанавливать на чердаке;

—  отсутствие контакта воды с воздухом, что означает не возможность дополнительного растворения в воде кислорода и, следовательно, увеличение срока службы отопительного оборудования;

—  небольшой риск образования воздушных пузырей в отопительных приборах верхних этажей (из-за избыточного давления в верхней точке системы отопления);

— экономичность системы отопления (по совокупности факторов).

Ведущие производители мембранных расширительных баков - немецкая компания "Reflex" и итальянская фирма "Varem".

Расчёт полезного объема расширительного

бака

Номинальный объем открытого расширительного бака (Vhom) соответствует увеличению объема воды в системе отопления при ее нагревании до средней расчетной температуры (DVc).

Увеличение объема воды в системе при нагревании (DVc) вычисляют по формулам:

DVc = к х Vc, л или DVc = Ь х Dt x Vc, л

где Vc - общий объем воды в системе отопления при начальной температуре (соответствует общему внутреннему объему труб с арматурой, отопительных приборов, водогрейного котла и пр.). л

Dt - изменение температуры воды от начальной до средней расчетной, °С

к - коэффициент объемного расширения воды (см. таблицу 43)

Ь - среднее значение коэффициента объемного расширения воды (составляет 0,0006)

Общий объем воды в системе отопления при начальной температуре вычисляют по формуле:

Vc = Vnp x Qc + еУэл, л

где Vnp - объем воды в системе отопления в зависимости от объема воды в основных элементах системы (см. таблицу 44), л/кВт

Qc - тепловая мощность система, кВт

еУзл - суммарный объем воды в дополнительных элементах (котлах, теплообменниках, калориферах, воздухосборниках и пр.), л

Таким образом, полезный объем открытого расширительного бака равен:

Vhom = k x Vc или Vhom = b x Dt x Vc

Номинальный объем закрытого расширительного бака с переменным давлением (Vhom) определяют по формуле:

Vhom = (DVc + Унач) (рк + 0,1 / рк - ро), л

где DVc - увеличение объема воды в системе отопления при ее нагревании, л

Унач - начальный запас воды в закрытом расширительном баке,л

рк - конечное значение избыточного давления в расширительном баке при максимальной температуре воды в системе, МПа

ро - избыточное давление в газовой камере расширительного бака до первого поступления в него воды, Мпа

Начальный запас воды в закрытом расширительном ба-

ке (Унач) должен составлять порядка 20 % от номинального объема демпфера (Vhom), если 3 л < Vhom < 15 л, и 0,5 % от общего объема воды в системе отопления (Vc), если Vhom > 15 л.

Чтобы обеспечить начальный запас воды в баке (Унач), необходимо при заполнении системы отопления водой создать начальное избыточное давление в системе (рнач) на уровне установки бака. Начальное избыточное давле-ние(рнач) определяют по формуле:

рнач = (Vn (ро + 0,1) / Vn - Унач) - 0,1, МПа

Полезный объем закрытого расширительного бака с постоянным избыточным давлением и установки с управляющим насосом (Упол) всегда составляет 80 % от полного объема и вычисляют по формуле:

Упол - (DVc + Унач) / 0,8, л

Тип установки с управляющим насосом подбирают в зависимости от гидростатического давления в системе и в соответствии с его техническими характеристиками. Номинальное значение расхода управляющего насоса (Ghom) определяют по формуле:

Ghom = 0,85 Ос, л/ч

Следует иметь в виду, что при недостаточном объеме закрытого расширительного бака вероятность повышения водяного давления в отопительной системе многократно возрастает, что может привести к взрыву трубопровода.

Таблица 43. Объемное расширение нагреваемой воды

Расчетная температура воды, *С

Объемное расширение воды,

 

в долях первоначального

 

объема

65

0,022

95

0,024

105

0.027

110

0,029

115

0,031

130

0,035

135-150

0,042

Таблица 44. Объем воды в системе отоплгиия

Вид отопительных прибо-

Объем воды при расчетной темпе-

ров

ратуре горячей воды, равной Э5'С,

 

л/еКт

Конвекторы

4.6

Воздушные отопительные

6,2

приборы

 

Панельные радиатору

8,5

Секционные радиаторы

10,8

Секционные радиаторы боль-

15.5

шой протяженности

 

Гладкие трубы

31.6

Таблица 45. Поправочные коэффициенты объемного расширения

вод

Температура воды в подающей линии,

Коэффициент объем-

ного расширения

 

воды

50

3.37

55

2,78

60

2,37

65

2.02

70

1,77 ,

75

1,54

60

1,37

85

1,22

90

1,11

100

0.91

105

0,83

110

0,77

115

0,71

120

0,66

<<< 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 >>>