Как накачать расширительный бак котла отопления воздухом?

Главная / Статьи / Как накачать расширительный бак котла?

05. 07.2019

Статьи

admin

Расширительный бак в отопительном котле выполняет важную функцию – компенсирует скачки давления при изменении температурных значений теплоносителя, будь то обычная вода или антифриз. Сам бак состоит из двух частей, между которыми расположена мембрана. В одной части находится теплоноситель, в другой – воздух, посредством которого создается требуемое давление. И для нормальной работы нужно периодически накачивать бак. Далее вы узнаете, как накачать расширительный бак котла и как обнаружить, что нужно это сделать.

Частая ситуация: вы включаете воду и набираете ванну. Котел в это время переключается из режима отопления в режим горячего водоснабжения. За время, пока вода набирается, теплоноситель постепенно остывает, а расширительный бак в это время не функционирует. И вот когда вы уже закручиваете кран, котел должен вновь начать работать на обогрев, но этого не происходит. Причина – резко упавшее давление, вследствие чего автоматика просто все заблокировала. Это значит, что пришло время накачать воздуха и увеличить давление в баке.

Как накачать воздух в расширительный бак котла?

Обратите внимание, что вы будете нагонять воздух не в саму систему, а только в расширительный бак. Соответственно, смотреть на манометр котла нецелесообразно. Ваш главный ориентир – манометр на самом насосе. Можете использовать обычный насос, которым накачивают колеса автомобиля. Можно, конечно, использовать компрессор. Хотя и не обязательно. Ваша задача – накачать давление всего в 1 атмосферу. Обыкновенный насос с этим вполне справится.

Процесс закачивания состоит из четырех шагов:

1. Сначала отключите систему от электросети, извлеките вилку из розетки. Это в первую очередь обезопасит вас.
2. Далее слейте из котла воду. Если оборудование новое и установлено правильно, то сливать всю воду не нужно. Достаточно перекрыть подачу холодной воды, открыть кран подачи горячей, а также открыть вентиль подачи горячей воды на расположенном ближе всего смесителе. Таким образом содержащаяся в котле вода полностью уйдет. На большинстве современных котлов есть особые штуцеры для слива воды. Можно воспользоваться и ими, но это неудобно – вам придется спускать воду в ведра, тазики, большие миски, потом выливать ее и повторять процедуру. Первый способ быстрее и проще. Слив воды из газового котла нужен для того, чтобы удостовериться, что вы будете накачивать воздух именно в расширительный бак. Если в нем останется вода, это будет неэффективно.
3. Накачайте бак. На каждом баке есть обычный ниппель, к которому можно легко подключить насос. В большинстве случаев для доступа к ниппелю не приходится снимать крышку котла. Когда будете накачивать бак, постоянно следите за показателями манометра на насосе. Ваша задача – накачать приблизительно до 1,2 атмосферы. Это оптимальное значение. Если получилось больше – нужно ослабить. Иначе система может просто не работать, пока давление не придет к нормальному значению. Если видите, что во время накачивания из смесителя все еще идет вода, это нормально.
4. Подключите котел. Когда давление в расширительном баке достигнет нормы, можно вновь подключать котел. Сначала закройте кран подпитки, откройте кран холодной воды. При этом начнет литься грязная вода, воздушные пузыри. Когда это прекратится, кран можно закрывать. Далее кран подпитки снова нужно открыть, чтобы наполнить котел до его рабочего состояния. Здесь нужно смотреть на манометр, расположенный на корпусе.

После этого уже можно открыть краны подачи и обратки. Если видите, что давление ослабевает, можно добавить воды. Далее нужно удалить воздух из насоса. Выкрутите пробку на его торце и спустите воздух точно так же, как это делается на кранах Маевского.

Важный вопрос владельцев настенных и напольных котлов отопления: «как часто нужно накачивать расширительный бак?». Мы рекомендуем в новых котлах делать это каждые два года, а в уже отработавших несколько лет – каждый год. Оптимально – перед началом отопительного сезона.

Как выявить неисправность и почему падает давление в расширительном баке?

Самые распространенные признаки неисправности:

1. «Скачущее» давление во время работы котла. Например, когда система работает на обогрев, оно растет, а при переключении на горячее водоснабжение падает. В последнем случае показатель и вовсе может опуститься до нуля.
2. Приходится постоянно подпитывать отопительную систему, хотя обнаружить утечки не удается, а теплообменник работает нормально. Нередко проблема возникает при наличии в доме теплого пола.

В некоторых случаях причины падения давления можно обнаружить самостоятельно. Очень часто они возникают именно из-за протечек теплоносителя. Притом чаще при использовании антифриза в качестве теплоносителя. Антифриз в силу своей консистенции может проникать даже в самые маленькие трещины, давление падает. Чтобы исправить ситуацию, нужно найти утечку и устранить ее, после чего подкачать бак до нужного давления.

В процессе работы давление в самом котле может падать и приходить в норму после запуска. Если же оно не выравнивается, это признак неисправности. Далее система будет сбоить еще сильнее. В такой ситуации лучше всего сразу обращаться к мастеру для диагностики, сервиса и ремонта.

Если нужен ремонт или обслуживание котлов, звоните в «Профтепло»

Мы работаем в Калуге и регионе, диагностируем, обслуживаем, ремонтируем системы любой сложности. Выполняем как простые задачи по закачиванию воздуха в расширительный бак, так и сложный комплексный ремонт современных систем. Предоставляем гарантию на все виды работ.

Если нужна консультация или вы хотите воспользоваться услугой, просто звоните по номеру +7 (4842) 75 02 04 или оставьте запрос прямо на сайте. Мастер прибудет в день обращения и выполнит все нужные виды работ.

ХОТИТЕ ПОЛУЧАТЬ БОЛЬШЕ НОВОСТЕЙ?

Расширительные баки водонагревателя: что нужно знать

Как партнер Amazon мы зарабатываем на соответствующих покупках. Узнать больше.

Расширительный бачок водонагревателя, также называемый тепловым расширительным бачком, представляет собой защитное устройство, предназначенное для защиты бытовой сантехники от теплового расширения. Риск повреждения давлением из-за теплового расширения редко беспокоит водонагреватели без резервуара, но если у вас есть водонагреватель с резервуаром, ваша водопроводная система может подвергаться риску.

Если учесть, что 50 галлонов холодной воды с помощью термального расширения станут как минимум 52 галлонами после нагревания, дополнительные 2 галлона воды больше не поместятся в баке водонагревателя. Здесь на помощь приходит расширительный бак.

Что такое расширительный бак водонагревателя?

Расширительный бачок водонагревателя — это просто небольшой бак, который всасывает воду в камеру для снижения избыточного давления в водонагревателе.

В прошлом, когда вода расширялась, это не было проблемой, несколько дополнительных галлонов просто утекали обратно в городское водоснабжение. Но сегодня расширенной воде некуда деваться, потому что действующие правила водопровода запрещают ее попадание в городскую систему, где она может загрязнить водопроводную систему.

С установленными обратными клапанами и обратными клапанами ваши водопроводные трубы, водонагреватель и даже некоторые бытовые приборы должны выдерживать повышенное давление, вызванное тепловым расширением. Это вызывает ненужный износ, который может привести к повреждению приборов, использующих горячую воду, включая водонагреватель. Это может быть даже причиной разрыва трубы!

Расширительный бак водонагревателя Watts DET-5

Watts DET-5 идеально подходит для водонагревателей на 50 галлонов.

Узнать больше

Принцип работы расширительного бака

Внутри расширительного бака находится воздушная камера под давлением, которая поглощает дополнительную воду, расширяясь и сжимаясь.

Когда вода в вашем водонагревателе становится горячей, она расширяется и увеличивает давление в баке и водопроводной системе. Однако вместо того, чтобы позволить давлению нарастать, избыточная вода попадает в расширительный бачок.

Когда в доме открывается кран (или вода остывает), вода из терморасширительного бака выпускается обратно в вашу систему горячего водоснабжения. В расширительном бачке только вода переливается. Он не хранит воду на постоянной основе.

Посмотреть видео

Зачем нужен расширительный бак?

Ехать без расширительного бачка водонагревателя рискованно. Хотя многие водонагреватели не имеют расширительного бака, мы настоятельно рекомендуем его добавить. Он защитит вашу сантехнику, технику и водонагреватель.

Перелив горячей воды может вызвать повышение давления в резервуаре для воды до опасного уровня, что может привести к поломке компонентов. Как вы можете себе представить, переливающаяся через край горячая вода также может просачиваться через клапан T&P и вызывать серьезные повреждения водой.

Даже если компоненты не ломаются сразу и протечки не возникают, отказ от расширительного бачка может иметь негативные последствия. Повышенная нагрузка, вызванная чрезмерно полным баком горячей воды, может сократить срок службы водонагревателя, не говоря уже о том, что его компоненты могут изнашиваться раньше, чем ожидалось.

Поиск подходящего расширительного бака для водонагревателя

Установка расширительного бака на водонагреватель — это не только хорошая идея, но и требование в большинстве областей, и важно определить правильный размер для вашей системы. К сожалению, когда дело доходит до расширительных баков, универсального варианта не существует.

Как правильно подобрать размер расширительного бака

Выбор правильного размера относительно прост. Необходимо учитывать два основных фактора:

• Емкость водонагревателя — Эту информацию можно найти на заводской этикетке, прикрепленной к вашему водонагревателю.
• Давление воды в доме  — Давление воды, измеряемое в фунтах на квадратный дюйм, в водопроводе вашего дома можно измерить с помощью манометра. Просто прикрепите манометр к шлангу или крану и включите воду. Рекомендуется проверять давление воды в течение 24 часов. Тем не менее, есть еще один вариант – обратиться в вашу компанию по водоснабжению.

Имейте в виду, что вам следует установить редукционный клапан, если давление воды выше 80 фунтов на квадратный дюйм. Идеальное давление воды составляет от 50 до 60 фунтов на квадратный дюйм.

Манометр для воды

Этот манометр для воды поставляется с адаптерами, позволяющими измерять давление воды в нескольких местах.

Узнать больше

Общие рекомендации по выбору размера расширительного бака

Эта таблица поможет вам правильно выбрать расширительный бак для водонагревателя. Предполагается, что температура установлена ​​на 150 градусов.

Source: Pexuniverse

Если ваш водонагреватель выходит за пределы этих значений статического давления подачи или производительности, лучше всего обратиться к специалисту. Они могут выехать и сделать необходимые расчеты и даже установить вам расширительный бачок.

Расширительный бак Amtrol

Компания Amtrol производит отличный расширительный бак водонагревателя объемом 2 галлона.

Подробнее

Что произойдет, если расширительный бачок окажется неподходящего размера?

Приобретение терморасширительного бака нужного размера очень важно, но если вы сомневаетесь, лучше ошибиться в пользу большего, чем меньшего.

Расширительный бак, который слишком велик для вашей системы, все же сможет безопасно обрабатывать дополнительную воду. Однако слишком маленький резервуар может привести к открытию предохранительного клапана температуры и давления, чтобы сбросить избыточное давление.

Как установить расширительный бачок

Если у вас есть навыки механики и вы любите заниматься своими руками, вы сможете установить расширительный бачок самостоятельно. Или же вы можете просто обратиться к профессионалу, который сделает эту работу за вас.

Установка расширительного бака

• Как описано выше, определите давление воды в вашем доме с помощью манометра. Если давление превышает 80 фунтов на квадратный дюйм, установите редукционный клапан.
• Проверьте давление воздуха в расширительном бачке с помощью манометра.
• Отрегулируйте давление воздуха в расширительном баке так, чтобы оно соответствовало максимальному давлению воды в доме. Использование ручного насоса, НЕ воздушного компрессора.
• Установите бак на линию холодной воды (подробности см. в видео).
• Откройте кран и дайте ему поработать, пока не появится стабильный поток воды. Это удалит любой захваченный воздух в резервуаре.

Посмотреть видео

Обслуживание расширительного бака

Для обеспечения оптимальной работы расширительные баки водонагревателя нуждаются в регулярном обслуживании. Большинство экспертов рекомендуют, чтобы вы или лицензированный специалист ежегодно выполняли плановое техническое обслуживание.

Почему необходимо обслуживание расширительного бака?

Расширительный бак имеет внутреннюю камеру, разделяющую воздух и воду. В результате процесса, называемого «диффузией», из мочевого пузыря будет выходить воздух. Утечка часто может быть со скоростью 1 фунт на квадратный дюйм в год, что достаточно, чтобы изменить ситуацию всего через 12 месяцев.

Если внутренний баллон разорвется, расширительный бак наполнится водой и не будет слит должным образом. Когда это произойдет, вам нужно будет купить еще один расширительный бачок, так как нет возможности починить мочевой пузырь. Средний срок службы терморасширительного бака составляет 6 лет при условии его правильной установки.

Проверка мочевого пузыря

Мы предложим вам более простой метод, но если вы вызовете специалиста для осмотра расширительного бака, он применит следующие шаги:

• Отключите подачу воды в ваш дом и сбросьте давление, открыв кран.
• Снимите колпачок со штока клапана на расширительном бачке и прикрепите манометр для шин. Давление должно быть выше 75 psi.
• Если давление воздуха в баке отсутствует, значит вышел из строя расширительный бак. Вам нужно будет заменить его на новый.
• Если внутри резервуара есть давление, вам необходимо проверить давление воды.
• Расширительный бак и давление воды должны быть одинаковыми. Если это не так, вам нужно будет использовать ручной насос, чтобы добавить воздух в расширительный бачок.

Однако, если вы ищете быстрый и простой способ проверки вашего резервуара, вы можете просто нажать на клапан Шредера, расположенный снаружи резервуара.

Если воздух с шипением выходит при нажатии на клапан, баллон исправен. Но если вместо этого капает вода, скорее всего, мочевой пузырь лопнул, и вам нужно купить новый.

Проверка давления в фунтах на квадратный дюйм

Убедившись, что мочевой пузырь в хорошем состоянии, вам необходимо проверить давление в psi в резервуаре. В вашем руководстве по эксплуатации будет указан правильный psi для вашего танка. Вы можете записать этот номер на баке, чтобы вам не пришлось искать его снова в будущем.

Измерьте давление в шинах с помощью манометра. Если давление слишком велико , вы можете просто выпустить немного воздуха, нажимая на клапан до тех пор, пока не выйдет достаточное количество воздуха. Если пси слишком низкий , вам нужно добавить немного воздуха с помощью шинного насоса.

При добавлении воздуха мы настоятельно рекомендуем использовать ручной насос вместо воздушного компрессора. Воздушный компрессор может легко разорвать мочевой пузырь.

Посмотреть видео

Распродажа

WATTS WATER TECHNOLOGIES GIDDS-1030401 Питьевая…

Терморасширительный бак Amtrol ST-12

PROFLO PFXT5 PROFLO PFXT5 2 галлона Тепловая…

Последнее обновление от 25 марта 2023 г. / Партнерские ссылки / Изображения из Amazon Product Advertising API Введение

Расширительный бак используется в системе охлажденной воды для выполнения трех основных задач: (1) компенсировать тепловое расширение охлажденной воды, (2) постоянно поддерживать положительное давление во всех точках системы и (3) поддерживать чистое положительное всасывание. напор в насосе(ах) охлажденной воды. Помимо расширительного бака, существуют и другие методы и оборудование, которые помогают достичь этих трех целей, но в этом руководстве будет обсуждаться только то, как расширительный бак влияет на эти три цели. Кроме того, будут обсуждаться три типа расширительных баков, а также уравнения их размеров. Три типа расширительных баков: (1) открытые, (2) закрытые и (3) мембранные. Наконец, будут обсуждаться элементы конструкции, связанные с расширительными баками, в том числе расположение расширительного бака, материалы бака, производители баков и

Основными единицами, которые используются в калькуляторе, являются обычные системные единицы США (USCS). Таким образом, это руководство посвящено исключительно USCS. Тем не менее, версия SI также будет предоставлена ​​в будущем.

Раздел 1.1: Заявление об отказе от ответственности

Компания Engineering Pro Guides ни при каких обстоятельствах не несет ответственности за любые случайные, косвенные, косвенные, штрафные или особые убытки любого рода или любые другие убытки, включая, помимо прочего, убытки, возникшие в результате упущенной выгоды. , потерю контрактов, потерю репутации, деловой репутации, данных, информации, дохода, ожидаемой экономии или деловых отношений, независимо от того, была ли компания Engineering Pro Guides уведомлена о возможности такого ущерба, возникающего в результате или в связи с использованием этого документ/программное обеспечение или любые ссылочные документы и/или веб-сайты.

Это руководство и калькулятор были созданы на основе ситуаций, описанных в этом руководстве. Хотя целью было создать калькулятор и руководство, применимые во всех ситуациях, существуют уникальные условия, при которых этот калькулятор и руководство неприменимы. Пожалуйста, убедитесь, что это руководство и калькулятор применимы к вашей ситуации.

Раздел 2.0: Общая система охлажденной воды

В этом руководстве рассматриваются проектирование и выбор расширительного бака в общей системе охлажденной воды. Расширительный бак является частью общей системы охлажденной воды, которая часто включает чиллер, трубопровод, клапаны/фитинги, насос охлажденной воды, блоки обработки воздуха и фанкойлы.

Рис. 0: На этом рисунке показана общая система охлажденной воды.

3.0 Типы расширительных баков

Существует несколько типов расширительных баков, поставляемых различными производителями. Однако для целей уравнения существует только три основных типа. В этом разделе будут рассмотрены основные производители и их модели расширительных баков, и каждая модель будет классифицирована в рамках одного из трех уравнений расширительного бака. Три основных уравнения расчета размеров расширительного бака: (1) открытый бак, (2) закрытый бак без баллона и (3) закрытый бак с баллоном.

3.1 Открытый резервуар

Открытый резервуар, скорее всего, не будет использоваться в проекте вашей системы HVAC, но он показан здесь для полноты картины. Открытый резервуар состоит из большого резервуара с выходом в атмосферу. По мере повышения температуры в системе жидкость расширяется в бак, как показано на рисунке ниже.

Рис. 1: На рисунке слева показан открытый расширительный бачок при низкой температуре жидкости. При повышении температуры жидкость расширяется и начинает увеличиваться объем внутри расширительного бачка. Это показано красным цветом на рисунке справа.

Открытый резервуар обычно располагается в верхней части системы.

Открытый резервуар управляется приведенным ниже уравнением. Термин (v_2/v_1 -1) описывает процентное изменение объема системного объема. Член 3α∆t описывает процентное изменение объема трубопровода из-за расширения трубопровода. Этот член вычитается из процентного изменения объема, поскольку расширение трубы поможет компенсировать расширение объема жидкости.

Описание переменных и единиц измерения см. в разделе 3.4.

3.2 Закрытый бак без баллона

Закрытый расширительный бак без баллона не имеет отверстий для выхода в атмосферу. Это просто закрытый резервуар с подключением к системе охлажденной воды. Закрытый резервуар имеет дополнительное пространство, которое заполняется воздухом, когда температура в системе низкая. По мере повышения температуры в системе охлажденной воды объем увеличивается и заполняет пустое пространство внутри резервуара.

Рис. 2: В закрытом баке без баллона есть свободное пространство, когда система охлажденной воды холодная. По мере повышения температуры в системе вода расширяется в свободное пространство внутри бака.

Уравнение, управляющее закрытым резервуаром, показано ниже. Это уравнение следует тому же основному формату, что и открытый резервуар, за исключением того, что константа «2» заменена членом (P_a/P_1)-(P_a/P_2). Этот термин описывает изменение давления, которое может быть обеспечено в расширительном баке. В открытом резервуаре изменение давления недопустимо. Открытый резервуар будет заполняться по мере расширения жидкости, но как только объем резервуара будет заполнен, любой дополнительный объем переполнит резервуар, и изменение давления не произойдет. С другой стороны, закрытый резервуар может приспособиться к увеличению объема и давления. По мере расширения жидкости объем в резервуаре увеличивается. Затем, как только объем будет заполнен, закрытый резервуар больше не будет увеличиваться в объеме, но будет увеличиваться давление. Таким образом, расширительный бачок может вместить большее расширение жидкости при меньшем объеме.

Описание переменных и единиц измерения см. в разделе 3.4.

3.3 Закрытый бак с баллоном/мембраной

Закрытый бак с баллоном или диафрагмой является наиболее распространенным расширительным баком. Этот расширительный бак похож на закрытый бак, за исключением того, что внутри бака есть камера или диафрагма, которая разделяет воду и воздух. Когда объем охлажденной воды расширяется, вода давит на камеру или диафрагму. Мембрана или диафрагма служат барьером между воздухом и водой, чтобы ограничить попадание воздуха в воду.

Камера или диафрагма также позволяет воздуху внутри камеры или диафрагмы быть предварительно заряженным или сжатым. Важность наддува воздуха заключается в том, что он определяет давление, которое должна достичь охлажденная вода, прежде чем расширительный бак примет объем. Например, закрытый резервуар имеет давление 14,7 фунтов на квадратный дюйм. Когда давление охлажденной воды превышает 14,7 фунтов на квадратный дюйм, охлажденная вода будет поступать в расширительный бак. С другой стороны, допустим давление в камере/диафрагме составляет 25 фунтов на кв. дюйм, тогда охлажденная вода будет поступать в резервуар только тогда, когда давление охлажденной воды превысит 25 фунтов на кв. дюйм. Это позволяет закрытому резервуару с баллоном или диафрагмой иметь меньший объем, поскольку ему не нужно принимать объем при более низком давлении.

Рис. 3: Закрытый бак с баллоном состоит из предварительно заряженного воздуха. По мере повышения температуры внутри системы объем расширяется и давит на мочевой пузырь или диафрагму. Охлажденная вода поступает в систему

Основное уравнение для баллонного или мембранного расширительного бака с предварительно нагнетаемым воздухом показано ниже. Верхний срок такой же, как закрытый расширительный бачок. Нижний член заменил атмосферное давление на P_pre, которое представляет собой предварительно заряженное давление.

Чаще всего предварительное давление выбирается равным минимальному давлению в системе P1. Это сводит приведенное выше уравнение к приведенному ниже уравнению.

3.4 Определения входных данных уравнения

В следующей таблице перечислены все переменные, использованные в предыдущих уравнениях, а также описания и единицы измерения для каждой переменной на основе USCS.

Раздел 4.0: Определение размера расширительного бака

После выбора типа расширительного бака необходимо определить значения, которые будут использоваться в уравнении, соответствующем типу расширения. В этом разделе будет обсуждаться каждая из переменных, чтобы вы могли определить значения для каждой переменной в различных ситуациях.

4.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

Значения температуры используются для определения «дельта Т» и значений удельного объема, которые обсуждаются в следующем разделе. Вы должны найти самые низкие и самые высокие температуры, которые будут иметь место в системе охлажденной воды.

Низкая температура: Значение низкой температуры — это просто температура подачи охлажденной воды. Диапазон температур подачи охлажденной воды ограничивается следующими двумя требованиями. Температура подачи охлажденной воды должна быть достаточно низкой для осушения воздуха, но не слишком низкой, чтобы охладитель не замерз. Типичные температуры охлажденной воды показаны ниже.

• Подача охлажденной воды: от 42 F до 48 F/5,56 C до 7,78 C
• Возвратная охлажденная вода: от 52 F до 58 F/от 5,56 C до 7,78 C

Если система охлажденной воды представляет собой смесь гликолей, то самая низкая температура может отличаться от указанной выше. Добавление гликоля в охлажденную воду позволяет снизить температуру подачи охлажденной воды из-за его более низкой точки замерзания.

Высокая температура: Значение высокой температуры обычно представляет собой температуру, возникающую, когда чиллер и насос(ы) охлажденной воды выключены. Когда система охлажденной воды отключена, температура охлажденной воды может достигать температуры окружающей среды. В здании без кондиционера температура может быть от 80 до 9.Диапазон 0 F. Если трубопровод охлажденной воды расположен снаружи, то температура охлажденной воды может превышать 100 F, в зависимости от местоположения.

4.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ УДЕЛЬНОГО ОБЪЕМА

Значения удельного объема определяются из данных о свойствах жидкости. Калькулятор расширительного бака включает конкретные значения объема для воды и различных смесей полипропиленгликоля и полиэтиленгликоля.

Значения удельного объема также можно найти в ASHRAE Fundamentals для воды и на следующем веб-сайте для гликолевых смесей.

4.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ДАВЛЕНИЯ

Рис. 4: Не забудьте преобразовать манометрическое давление в абсолютное перед использованием уравнений расширительного бака.

4.3.1 НИЗКОЕ ДАВЛЕНИЕ/ДАВЛЕНИЕ НАПОЛНЕНИЯ

Низкое давление – это минимальное давление в системе, обеспечивающее выполнение наиболее жестких требований из следующих двух ограничений: (1) 10 фунтов на кв. дюйм в самой высокой точке трубопровода или (2) чистый положительный напор на всасывании, необходимый для насоса охлажденной воды.

(1) Ограничение по высоте: Низкое давление или давление наполнения — это давление, требуемое в точке наполнения, необходимое для заполнения всей системы трубопроводов и достижения манометрического давления 10 фунтов на кв. дюйм в самой высокой точке трубопровода, чтобы предотвратить попадание воздуха в воду/раствор. При расчете этого давления вы должны исходить из того, что насос(ы) выключен, а температура жидкости самая высокая. Точка наполнения обычно используется, потому что расширительный бак расположен в точке наполнения и имеет почти такое же давление. Если расширительный бачок расположен вдали от точки наполнения, то можно использовать разницу высот между точкой наполнения, чтобы найти минимальное давление в расширительном бачке.

Например, предположим, что температура наполняющей воды составляет 75 F, и вода поступает в систему на высоте 10 футов над чистым полом, а самая высокая точка системы находится на высоте 150 футов над чистым полом. Это приведет к перепаду высот в 140 футов или 60,7 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, давление наполнения должно составлять 70,7 фунтов на квадратный дюйм. Этот пример показан на первом следующем рисунке.

(2) Ограничение чистого положительного напора на всасывании: Далее следует также проверить чистый положительный напор на всасывании, требуемый для насосов охлажденной воды. Низкое давление или давление наполнения должно быть достаточно большим, чтобы удовлетворялся требуемый чистый положительный напор на всасывании.

Например, предположим, что температура наполняющей воды составляет 75 F, и вода поступает в систему на высоте 10 футов над чистым полом, а самая высокая точка системы находится всего в 30 футах над чистым полом. Это приведет к перепаду высот всего в 20 футов или 8,6 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, согласно предыдущему ограничению минимальное давление будет составлять всего 18,6 фунтов на кв. дюйм. Однако, если насос охлажденной воды расположен на 10 футов выше точки заполнения, тогда давление на всасывании насоса охлажденной воды будет всего 14,3 фунтов на кв. дюйм. Если для насоса требуется чистая положительная высота всасывания 20 фунтов на квадратный дюйм, то давление наполнения, определенное из ограничения высоты, не будет соответствовать чистому положительному значению высоты всасывания. Таким образом, давление наполнения должно быть увеличено, чтобы соответствовать чистому положительному ограничению высоты всасывания. Этот пример показан на втором следующем рисунке.

Рис. 5: Минимальное давление/давление наполнения определяется в соответствии с требованием 10 фунтов на кв. дюйм в самой высокой точке, как показано зеленым цветом. Давление на более низких отметках затем определяется путем преобразования футов напора в фунты на квадратный дюйм. Это приводит к манометрическому давлению наполнения 70,7 фунта на кв. дюйм и манометрическому давлению всасывания насоса охлажденной воды 66,4 фунта на кв. дюйм. Вы также должны дважды проверить чистый положительный напор на всасывании, необходимый для насоса охлажденной воды, но в этом примере давление на всасывании очень высокое и должно быть легко достигнуто. Насос выключен, при определении минимального давления.

Рис. 6. На этом примерном рисунке зеленым цветом показано минимальное давление в точке заполнения, основанное на давлении 10 фунтов на кв. дюйм в самой высокой точке. Красным цветом показано давление в точке заполнения, основанное на минимальном давлении 20 фунтов на кв. дюйм на всасывании насоса охлажденной воды. Как видите, красный показывает более высокое минимальное давление в точке заполнения и, следовательно, более высокое минимальное давление в расширительном бачке. Таким образом, для вашего уравнения вы должны использовать более высокое значение минимального давления, основанное на NPSHR. Насос выключен при определении минимального давления.

5.3.2 ВЫСОКОЕ ДАВЛЕНИЕ

Значение высокого давления – это максимальное давление, которое может возникнуть в расширительном баке, при котором не происходит отказа предохранительных клапанов или оборудования из-за высокого давления. Первый сценарий, который нужно проверить, это когда насос включен, а охлажденная вода имеет максимальную температуру. Хотя это, скорее всего, никогда не произойдет на практике, это возможно, и ваша конструкция должна выдерживать экстремальные возможности. Например, предположим, что насос охлажденной воды обеспечивает давление 40 фунтов на кв. дюйм, а чиллер настроен на максимальное давление 125 фунтов на кв. дюйм. Вы начинаете с чиллера с манометрическим давлением 125 фунтов на квадратный дюйм, а затем давление на всасывании насоса будет составлять 85 фунтов на квадратный дюйм. Предположим, что потери в трубопроводе от расширительного бака до насоса составляют 4,3 фунта на кв. Тогда расширительный бак будет иметь высокое давление 80,7 фунтов на квадратный дюйм.

Рисунок 7: Высокое давление в расширительном баке определяется путем имитации максимального давления на предохранительных клапанах и оборудовании и нахождения максимального значения давления, при котором давление на всем оборудовании и предохранительных клапанах находится в пределах их пределов давления. На этом рисунке показано максимальное давление в чиллере 125 фунтов на квадратный дюйм при включенном насосе. Это приводит к максимальному давлению в расширительном баке 89,3 фунтов на квадратный дюйм.

Сценарии всегда следует запускать с включенным и выключенным насосом, поскольку оборудование должно находиться в пределах требуемого давления независимо от того, включен насос или нет. Например, если вы запускаете сценарий с максимальным давлением в точке заполнения системы 125 фунтов на кв. дюйм, что является типичным максимальным давлением для фитингов трубопроводов, и насос выключен, то предельные значения давления соблюдаются для всего оборудования. . Однако, как только насос будет включен, вы превысите требуемое для чиллера давление в 125 фунтов на кв. дюйм.

Рис. 8. Если предположить, что максимальное давление в точке заполнения составляет 125 фунтов на кв. дюйм, то давление в насосе охлажденной воды и чиллере составит 120,7 фунтов на кв. дюйм. Это соответствует требованиям к давлению 125 фунтов на кв. дюйм для насоса охлажденной воды и чиллера. Однако это справедливо только при выключенном насосе.

Рисунок 9: Как только насос будет включен, давление на выходе из насоса охлажденной воды составит 160,7 фунтов на кв. дюйм. Поскольку насос охлажденной воды по-прежнему обеспечивает давление 40 фунтов на квадратный дюйм, как показано в предыдущих примерах. 160,7 фунтов на квадратный дюйм превысит максимальное давление в чиллере 125 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, максимально допустимое давление в расширительном баке должно быть снижено со 125 фунтов на кв. дюйм до 890,3 фунта на кв. дюйм, как показано на предыдущем рисунке.

5.3.3 ТОЧКА НЕИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Часто можно услышать, что расширительный бачок – это точка, в которой давление в системе не меняется. Это верно, но предполагается, что температура не меняется. Так что не путайте предыдущую дискуссию о максимальном и минимальном давлении с тем, что давление в расширительном бачке не меняется при включении или выключении насоса. На самом деле вы можете видеть, что давление не меняется при включении и выключении насоса на предыдущих рисунках 8 и 9..

5.4 Линейный коэффициент теплового расширения

Для расчетов можно использовать следующий линейный коэффициент теплового расширения. Однако более точные значения можно получить, используя данные, предоставленные производителями труб.

Если у вас смесь нескольких типов труб, вам следует использовать более низкий коэффициент теплового расширения. Это позволит увеличить расширительный бачок. Если у вас более высокий коэффициент теплового расширения, вы воспользуетесь преимуществами увеличения объема системы, возникающего при расширении трубопровода. Когда жидкость нагревается, она расширяется, но труба также расширяется, чтобы вместить часть увеличенного объема жидкости. Таким образом, выбор материала трубы, который расширяется меньше всего, даст наиболее консервативный результат.

Раздел 5.0: ПРОБЛЕМЫ КОНСТРУКЦИИ РАСШИРИТЕЛЬНОГО БАКА

В этом разделе рассматриваются наиболее распространенные проблемы проектирования, возникающие при проектировании расширительного бака для системы охлажденной воды. Вопросы включают в себя, где разместить резервуары, какой материал выбрать для резервуара и какого производителя использовать для резервуара.

5.

1 РАЗМЕЩЕНИЕ БАКА

При размещении расширительного бачка необходимо проверить давление в системе, когда насос включен и выключен, а также когда система холодная или горячая. Типичное расположение расширительного бака — на линии всасывания насоса охлажденной воды, рядом или на линии заполнения. Другое возможное расположение, которое используется реже, — это самая высокая точка системы. Лучший способ понять, где находится резервуар, — это понять последствия размещения резервуара в этих двух местах.

5.1.1 РЕЗЕРВУАР, РАСПОЛОЖЕННЫЙ НА ВХОДЕ CHWP

При расположении резервуара на всасывании CHWP, вблизи самой низкой точки системы, минимальное и максимальное давление будет намного выше, чем в резервуаре в самой высокой точке. Это связано с тем, что на самую низкую точку будет оказывать давление высота, действующая на эту точку. На следующей диаграмме предполагается, что минимальная температура составляет 40 ° F, а максимальная температура составляет 100 ° F. Максимальное и минимальное давление определяются на основе перепада высот и насоса, который обеспечивает давление 40 фунтов на квадратный дюйм. Кроме того, общий объем охлажденной воды составляет 2100 галлонов, а расширительный бак представляет собой бак мембранного типа. В результате получается бак на 104 галлона.

Преимущество расположения бака на всасывании CHWP заключается в том, что расширительный бак обычно легче обслуживать рядом с насосами и чиллерами. Насосы и чиллеры расположены на первом этаже в техническом помещении, потому что слишком сложно обслуживать оборудование на крыше и слишком сложно заменять оборудование на крыше.

Как вы, возможно, помните, расположение резервуара является точкой постоянного давления, когда насос включается и выключается, при условии, что температура остается постоянной. Таким образом, резервуар обычно не расположен на стороне нагнетания насоса, поскольку это означает, что независимо от того, когда насос включен или выключен, давление на выходе насоса будет одинаковым. В основном, когда насос включен, давление в системе охлажденной воды снижается, а не увеличивается.

Рис. 10: Бак, расположенный на всасывании CHWP, дает размер расширительного бака 104 галлона.

5.1.2 РЕЗЕРВУАР, РАСПОЛОЖЕННЫЙ В САМОЙ ВЫСОКОЙ ТОЧКЕ

Когда резервуар расположен в самой высокой точке, максимальное и минимальное давление будут ниже. Если все остальные переменные оставить равными и изменить только максимальное и минимальное давление, расширительный бак должен быть на 39 галлонов. Как видите, размещение резервуара в более высокой точке с более низким давлением приведет к уменьшению размера резервуара. Недостатками являются проблемы обслуживания с ремонтом и заменой бака в самой высокой точке системы охлаждённой воды.

Рисунок 11: Когда все остальные переменные остаются постоянными, бак, расположенный при более низком давлении, приведет к меньшему объему расширительного бака, чем бак, расположенный при более высоком давлении. Как видите, перепад давления между максимальным и минимальным почти такой же, как и в предыдущем месте, но объем расширительного бака меньше.

5.2 МАТЕРИАЛЫ БАКА

При выборе расширительного бака необходимо сначала выбрать тип, а затем размер. Следуя этим вариантам, вы должны затем выбрать материал резервуара.

Кожух: Кожух расширительного бака должен быть сертифицирован ASME, а также должен выдерживать давление в системе. Обычно оболочка рассчитана на давление 150 фунтов на квадратный дюйм, и большинство оболочек изготовлены из стали.

Мембрана/камера: Мембрана/камера должна выдерживать коррозионную активность воздуха/воды или гликоля. Поскольку охлажденная вода, как правило, не используется для питьевой воды, диафрагма/камера не требует одобрения для работы с питьевой водой. Материал диафрагмы/камеры обычно представляет собой пластик, подобный полипропилену, или каучук, подобный бутилу.

5.3 ПРОИЗВОДИТЕЛИ РЕЗЕРВУАРОВ

Производители, поставляющие этот тип расширительного бака, показаны в таблице ниже. Последний раз эта таблица обновлялась в январе 2018 года. Производители могли изменить приведенную ниже информацию.

Веб-сайт производителя

• Amtrol: https://www.amtrol.com/product/therm-x-trol-expansion-tanks/
• Flexcon: https://www.flexconind.com/products/category.html?newsid=62

5.4 ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Расширительный бак имеет следующие типичные вспомогательные устройства, которые помогают поддерживать функцию расширительного бака.

Запорный клапан: Запорный клапан должен быть установлен на системном соединении между системой охлажденной воды и расширительным баком. Запорный клапан позволяет отсоединить расширительный бачок, чтобы его можно было отремонтировать или заменить.

Сливной клапан: Для ремонта бака необходимо слить воду из расширительного бака. Таким образом, на резервуаре или на трубопроводе, ведущем к резервуару, должен быть предусмотрен сливной клапан. Сливной клапан должен находиться в самой нижней точке бака и должен располагаться между запорным клапаном и расширительным баком.

Воздушный клапан: Воздушный клапан используется для наполнения сжатым воздухом баллонных/мембранных расширительных баков.

Опоры: Расширительный бак следует подвешивать либо к потолку, либо к стене, либо к полу. Расширительный бак не должен поддерживаться трубопроводом.

Раздел 6.0: ПРОБЛЕМЫ КОНСТРУКЦИИ РАСШИРИТЕЛЬНОГО БАКА

6.1 ПОДАЧА ЖИДКОСТИ

В этом разделе вы введете диапазон температуры и диапазон давления для жидкости. Кроме того, вы также должны указать жидкость как 100% воду или смесь воды и гликоля.

Рисунок 12: Сначала введите основную информацию о системе охлажденной воды, включая минимальную и максимальную температуру жидкости, минимальное и максимальное давление жидкости и материал первичного трубопровода. Основным материалом трубопровода является материал с наименьшим коэффициентом теплового расширения. Кроме того, вы также должны ввести давление предварительной зарядки, если вы используете баллонный/мембранный бак.

6.2 ВВОДЫ ТРУБОПРОВОДОВ

В разделе трубопроводов необходимо ввести в таблицу все трубопроводы охлажденной воды. Для этого участка должны встречаться все длины труб. Трубопровод вместе с оборудованием будет определять общий объем системы.

Рис. 13. Далее необходимо ввести всю информацию о трубопроводе. Как правило, вы можете суммировать все длины труб для определенного материала трубы и размера трубы и вставить одну строку для всех этих секций. Однако иногда вы можете разбить трубопровод на секции в зависимости от местоположения. Например, «6» байпас или «6» чиллер».
Когда вы выбираете материал трубы, раскрывающийся список типов материалов изменится, чтобы показать доступные типы материалов для этого материала. Например, «Тип K» и «Тип L» недоступны в разделе «Сталь». Кроме того, сочетание материала трубы и типа материала также определяет доступные размеры труб. Некоторые комбинации материала/типа трубы не имеют определенных размеров.