Расчёт расширительного бака
.png)
Рассчитать объём мембранного расширительного бака просто. Объём зависит от 6-ти величин:
Давления в заполненной системе \(P_{f}\)
$$P_{f}=P_{st}+P_{r} \tag{1}\label{eq:1}$$
- \(P_{st}\) - гидростатическое давление в системе в точке подключения бака (высота системы) (кПа)
- \(P_{r}\) - минимальный запас давления в верхней точке системы, обычно около 50 кПа
Максимального давления в системе \(P_{max}\). Это давление настройки предохранительного клапана [A] [A] На самом деле вместо максимального давления в системе правильно использовать рабочее давление системы, которое обычно ниже примерно на 50 кПа. Но для простоты используется давление настройки предохранительного клапана. В этом случае расширительный бак подбирается с некоторым запасом , которое определяется следующим образом:
$$P_{max}=P_{f}+P_{p}+70\,\text{кПа} \tag{2}\label{eq:2}$$
- \(P_{f}\) - давление в заполненной системе, кПа, формула 1↑
- \(P_{p}\) - давление, которое развивает насос при расчётном расходе (кПа)
Объёма жидкости в системе \(V_{s}\)
Начальной температуры жидкости \(t_{min}\). Это температура жидкости, которой система заполняется
Максимально возможной температуры жидкости \(t_{max}\). Это обычно или рабочая температура жидкости в системе, например 90°C для системы отопления, или температура, которой жидкость может достигнуть в период простоя, например около 35°C для системы холодоснабжения.
Давления газа в баке до установки в систему \(P_{v}\). Это заводское давление газа в баке. Обычно баки выпускаются с определённым давлением без возможности настройки. Часто это 1; 1.5; 3; 3.5 бар. Нужно подбирать бак для ситемы таким образом, чтобы это давление приблизительно равнялось давлению в заполненной системе \(P_{v}\thickapprox P_{f}\). Если эта величина будет намного ниже или выше давления в заполненной системе \(P_{f}\) , то это приведёт к проблемам с эксплуатацией системы.
Формула для расчёта объёма мембранного расширительного бака (система заполняется водой):
$$V_{e}=0.0006\times(t_{max}-t_{min})\times V_{s}\times\frac{P_{f}\times P_{max}}{(P_{max}-P_{f})\times P_{v}} \tag{3}\label{eq:3}$$
Результат будет в литрах (л) или в кубических метрах (м³) в зависимости от того, в чём измеряется величина \(V_{s}\)
Пример
Нужно подобрать расширительный бак для системы со следующими параметрами:
| Гидростатическое давление в точке подключения бака | \(P_{st}=15\,\text{м.вод.ст}=150\,\text{кПа}\) |
| Давление в заполненной системе по формуле 1↑ | \(P_{f}=150+50=200\,\text{кПа}\) |
| Напор насоса при расчётном расходе | \(P_{p}=100\,\text{кПа}\) |
| Объём системы | \(V_{s}=5\,\text{м³}=5000\,\text{л}\) |
| Максимально допустимое давление в системе по формуле 2↑ | \(P_{max}=150+100+50+70=370\,\text{кПа}\) |
| Температура воды, которой заполняется система | \(t_{min}=5\text{°}C\) |
| Максимально возможная температура воды | \(t_{max}=90\text{°}C\) |
| Предварительное давление в баке | \(P_{v}=1.5\,\text{бар=150}\) кПа |
Необходимый объём бака будет равен по формуле 3↑:
$$V_{e}=0.0006\times(90\text{°}C-5\text{°}C)\times5000\,\text{л}\times\frac{200\,\text{кПа}\times370\,\text{кПа}}{(370\,\text{кПа}-200\,\text{кПа})\times150\,\text{кПа}}=740\,\text{л} \nonumber$$
Для этих условий потребуется расширительный бак минимальным объёмом 740 литров
Расчёт расширительного бака
Источники
[1] П.Котзаогланиан «Пособие для ремонтника»
[2] Е.Белова «Центральные системы кондиционирования воздуха в зданиях»
[3] F.Porges «HVAC Engineer’s handbook»
[4] ASHRAE 2000 HVAC Systems and Equipment Handbook