Расчет бака мембранного для отопления: Расчет мембранного расширительного бака | Вентпортал

Расчет мембранного расширительного бака | Вентпортал

 

РАСЧЕТ МЕМБРАННЫХ РАСШИРИТЕЛЬНЫХ БАКОВ (СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ)

      Для определения рабочего объема мембранного расширительного бака необходимо определить суммарный объем системы отопления VL сложением водяных объемов котла, отопительных приборов и трубопроводов.

 

Ориентировочные значения содержания воды в системах отопления

 

Вид отопительных приборов	Объем системы, литр/кВт
Конвекторы	7,0
Радиаторы	10,5
Греющие поверхности, совмещенные со строительными конструкциями (теплые полы)	17,0

 

Объем расширительного бака V = (VL x E) / D, где

VL — емкость расширительной системы (емкость котла, всех труб и аккумуляторов тепла, если есть)
Е — коэффициент расширения жидкости, %
D — эффективность мембранного расширительного бака

1. Однако емкость системы отопления вычислить достаточно сложно, поэтому приблизительный расчет можно получить, зная мощность системы отопления, использовав формулу — 1КW = 15 л.
Например: мощность котла для коттеджа 30 кВт, тогда емкость системы отопления (без теплоаккумулятора) VL = 15 х 30 = 450 л.

2. Расширение жидкости — 4 % приблизительно, для водяных систем отопления с максимальной температурой до 95°С (данные достаточно точные и неопасные)

      Если в системе в качестве теплоносителя используется этиленгликоль (тосол), то приблизительный расчет коэффициента расширения можно произвести по следующей формуле:
этиленгликоль
10% — 4% х 1,1 = 4,4%

20% — 4% х 1,2 = 4,8% и т.д.;

эффективность мембранного расширительного бака D = (PV — PS) / (PV + 1), где

РV — максимальное рабочее давление системы отопления (расчетное давление предохранительного клапана равно максимальному рабочему давлению), для коттеджей обычно достаточно 2,5 бар;
PS — давление зарядки мембранного расширительного бака (должно быть равно статическому давлению системы отопления; (0,5 бар = 5 метров)
Например: площадь коттеджа составляет 300 м², высота системы 5м, мощность котла 30 кВт, объем теплоаккумулятора 1000 л; тогда объем необходимого расширительного бака составит:
VL = 30 х 15 + 1000 = 1450 л.
PV = 2,5 бар; PS = 0,5 бар;
D = (2,5 — 0,5)/(2,5+1) = 0,57
V = 1450 х 0,04/0,57 = 101,75

Выбираем расширительный мембранный бак 110 л, давление зарядки 0,5 бар

 

Коэффициент увеличения объема воды/водогликолевой смеси в зависимости от температуры

 

Т, °С

Содержание гликоля, %

	0	10	20	30	40	50	70	90
0	0,00013	0,0032	0,0064	0,0096	0,0128	0,0160	0,0224	0,0288
10	0,00027	0,0034	0,0066	0,0098	0,0130	0,0162	0,0226	0,0290
20	0,00177	0,0048	0,0080	0,0112	0,0144	0,0176	0,0240	0,0304
30	0,00435	0,0074	0,0106	0,0138	0,0170	0,0202	0,0266	0,0330
40	0,0078	0,0109	0,0141	0,0173	0,0205	0,0237	0,0301	0,0365
50	0,0121	0,0151	0,0183	0,0215	0,0247	0,0279	0,0343	0,0407
60	0,0171	0,0201	0,0232	0,0263	0,0294	0,0325	0,0387	0,0449
70	0,0227	0,0258	0,0288	0,0318	0,0348	0,0378	0,0438	0,0498
80	0,0290	0,0320	0,0349	0,0378	0,0407	0,0436	0,0494	0,0552
90	0,0359	0,0389	0,0417	0,0445	0,0473	0,0501	0,0557	0,0613
100	0,0434	0,0465	0,0491	0,0517	0,0543	0,0569	0,0621	0,0729

 

Вы можете скачать программу расчета по ссылке ниже:

Расширительный мембранный бак.xls

Подбор, расчет расширительного бака для отопления

Оборудуя систему автономного отопления, стоит задуматься о приобретении специального расширительного бака, предназначенного поглощать избыточное давление, образующееся в результате расширения теплоносителя под воздействием высокой температуры. Установка такого оборудования требует серьезного подхода, особенно важно правильно выполнить расчет расширительного бака для отопления, так как именно от этого элемента будет зависеть работоспособность всей обогревающей системы закрытого типа, которые признаны наиболее эффективными, так как из-за отсутствия контакта с кислородом, вся система меньше подвержена коррозийным процессам и окислению.

Кроме того, именно закрытая отопительная сеть позволяет размещать расширительный бак в любом удобном для вас месте, в отличие от открытой, где бак должен находиться в самой верхней точке системы.

Для чего необходим такой бак и как он работает

Принцип работы устройства компенсирующего переизбыток давления теплоносителя не имеет каких-то сложных технических решений и весьма прост, но, несмотря на это, даже небольшая ошибка в расчете расширительного бака для отопления может привести к поломке оборудования и выходу из строя всей отопительной системы.

Бак разделен на две части, между которыми находится эластичная мембрана. В ходе изготовления бака в верхнюю — воздушную часть накачивается воздух, который создает начальное давление в расширительном баке отопления. Затем бак подключается к сети и в нижнюю камеру начинает подаваться вода из самой системы, в момент, когда эластичная мембрана становится в нулевое, спокойное положение и как бы ложиться на плоскость воды, отопительная система считается полностью заполненной и готовой к запуску.

В момент расширения воды в результате нагрева, теплоноситель начинает поступать в расширительный бак, тем самым воздействуя на мембрану, которая в свою очередь сокращается за счет сжатия заполненного в нее воздуха, таким образом увеличивая внутреннее пространство бака и принимая в него избыток теплонесущей жидкости. Как только теплоноситель остывает и возвращается к первоначальному объему, воздействие на мембрану прекращается и воздух в верхней камере не испытывая воздействия возвращает мембрану в спокойное положение, тем самым автоматически регулируя давления в системе.

Стоит отметить что, покупая расширительный бак системы отопления очень важно не ошибиться с выбором модели, так как слишком большой бачок не сможет создать достаточного давления в отопительной системе, а слишком маленький наоборот не примет весь избыток теплоносителя.

Как правильно рассчитать требуемый объем расширительного бачка

Дабы провести правильный и безошибочный расчет расширительного бака для отопления следует просчитать общий объем отопительной сети. Для этого требуется сложить объем обогревательного котла, общий объем всех труб связанных в отопительную систему, а также объем дополнительных обогревательных приборов, если они присутствуют.Формула для расчета объема расширительного бака K = (KE x Z) / N, в которой:

• КЕ — это общий объем всей отопительной системы;
• Z — постоянное значения расширения жидкости теплоносителя;
• N — величина эффективности мембранного бака.

Идеально точный расчет объема расширительного бака для отопления и всей отопительной системы произвести практически невозможно. Ну а примерно он рассчитывается исходя из значения, что 1 кВт мощности отопительного оборудования равен 15 литрам объема теплоносителя. В целом получается, что средняя мощность для обычного дома равна 44 кВт. Исходя из этого, по формуле получается КЕ = 15х44 = 660л.Константа расширения жидкости около 4%, для систем в которых используется обычная вода с максимальной температурой нагрева 95 градусов Цельсия. Нередко в системы закачивается не вода, а этиленгликоль в разном процентном соотношении. В данном случае коэффициент расширения рассчитывается по формуле:

10% — 4% х 1,1 = 4,4%20% — 4% х 1,2 = 4,8%

Зачастую, результативность работы мембранного бачка указана производителем, но и самому ее рассчитать не сложно:

N= (DV-DS) / ( DV+1)

где: DV — наибольшее допустимое значения давления в системе, как правило, оно равно допустимому давлению предохранительного клапана и для обычных бытовых систем отопления редко превышает показатель в 2,5 — 3 бар.DS — это значения давления начальной зарядки мембранного бака исходя из постоянного значения в пол атмосферы на 5 метров протяженности отопительной системы.

В итоге получается, что если общая площадь помещения, в котором оборудуется система отопления, равна 400 кв. м., максимальная верхняя точка системы равна 5 м, и расчётная мощность оборудования 44 кВт, то требуемый объем бачка при таких значениях будет:

КЕ 44х15=660л.DV 2,5 бар; DS =0.5 барN (2.5 — 0.5) / (2.5+1) = 0.57K 660×0.04 / 0.57 = 46.2

Исходя из полученных данных, необходимо подбирать расширительный бак для отопления объемом 50 литров, с начальным давление в 0,5 бар. Например, мембранный бак Reflex NG 50.Также для стандартных элементов отопительной системы существуют стандартные примерные значения:

1. Радиаторы около 10,5 л.
2. Теплые полы и другие греющие поверхности 17,0 л.
3. Конвекторы 7,0 л.

Коэффициент увеличения-расширения объёма воды и водогликолевой смеси в зависимости от температурных показателей:

°С	Содержание гликоля, %
	0	10	20	30	40	50	70	90
0	0,00013	0,0032	0,0064	0,0096	0,0128	0,0160	0,0224	0,0288
10	0,00027	0,0034	0,0066	0,0098	0,0130	0,0162	0,0226	0,0290
20	0,00177	0,0048	0,0080	0,0112	0,0144	0,0176	0,0240	0,0304
30	0,00435	0,0074	0,0106	0,0138	0,0170	0,0202	0,0266	0,0330
40	0,0078	0,0109	0,0141	0,0173	0,0205	0,0237	0,0301	0,0365
50	0,0121	0,0151	0,0183	0,0215	0,0247	0,0279	0,0343	0,0407
60	0,0171	0,0201	0,0232	0,0263	0,0294	0,0325	0,0387	0,0449
70	0,0227	0,0258	0,0288	0,0318	0,0348	0,0378	0,0438	0,0498
80	0,0290	0,0320	0,0349	0,0378	0,0407	0,0436	0,0494	0,0552
90	0,0359	0,0389	0,0417	0,0445	0,0473	0,0501	0,0557	0,0613
100	0,0434	0,0465	0,0491	0,0517	0,0543	0,0569	0,0621	0,0729

Схема расчета расширительного бака для системы водного отопления

Расширительный бак на стене

Содержание

Автономные образцы водяного отопления — существенный источник жизнеобеспечения домашнего хозяйства.

Учитывая конструкцию строения, применяемый энергоноситель, а также установленные цели, схематический план монтажа разнится, но стержневая основа всегда неизменна.

Расширительный мембранный бак — один из таковых. Это устройство, оберегающее от чрезмерного повышенного давления. Как произвести расчеты по установке мембранного бака, рассказывается в этой статье.

Виды баков в системах отопления и их функции

Принцип работы

В любой системе при отоплении есть установленная величина теплоносителя, как правило, для этого используются вода.

В ходе нагревательного процесса жидкость расширяется, ее избыток выводится в расширительный бак. Соответственно происходит выравнивание давления.

На рынке сейчас представлены расширительные баки, делящиеся на две категории: закрытые и открытые. Последние весьма объемны и во многом неэффективны.

В связи с этим они выходят из употребления. Более практичный вариант пользуется заслуженным признанием профессионалов.

Закрытый тип мембранного бака — это сферическая или плоская емкость. Они довольно герметичны. Внутри полость — это две половины термостойкой мембранной баллонного или диафрагменного вида.

Баки функционируют таким образом, что из-за высокой температуры расширяющийся теплоноситель оказывается в баке, эластичная мембрана удлиняется, занимаемый воздухом объем убавляется. Соответственно давление увеличивается.

При выборе бака нужно учитывать, отвечает ли наибольшее допустимое давление параметрам диапазона давления. Очень важно учесть качество мембраны, ее характеристики (срок службы, постоянство при диффузии, диапазон рабочих температур, пригодность гигиеническим нормам). Также немаловажно выполнить подбор бака для нагревания требуемого объема.

Как рассчитать необходимый объем бака

Работа бака при изменяемом объеме

Расчет мембранного бака насущен для выявления его объёма, наименьшего диаметра соединительной теплотрассы, первоначального напора газовой площади и первоначального давления.

Ошибка при применении сложной методики, может привести к многократной активации защитного клапана и ряду другим неполадкам. Однако существуют взаимосвязь между баковой емкостью и действующими характеристиками в отношении оной.

Так, чем больше предельно дозволенное сжатие, тем будет меньше необходимый размер. Значительнее наибольшая температура жидкости — крупнее величина бака. При большей ёмкости — крупнее объём бака. В зависимости от уменьшения высоты, вычисляемой от места фиксации бака вплоть до верхнего предела, уменьшается его объём.

В соответствии со специальной формулой выполняется расчет. Прежде всего, следует исходить из совокупной величины теплоносителя.

С учетом производительности существующего котла, численности и типов отопительных агрегатов производится его расчет. Пример: конвектор – 7 л / кВт, теплое покрытие — 17 л / кВт, радиатор — 10,6 л / кВт.

Мембранные баки нужны для возмещения водной емкости и для наполнения мелких потерь теплоносителя. Поэтому в баке определен запас воды — эксплуатационный размер. Например, объём жидкости составляет три процента от ёмкости системы отопления.

Для более точного расчета мембранного расширительного бака в системе отопления применяется формула:

Объем бака (V)= (Vсис* k) / D

где:

• Vсис – это весь объем воды в системе отопления
• k – коэффициент увеличения теплоносителя (для воды, нагретой до 95°С, — 4%)
• D – эффективность мембранного бака.

Чтобы вычислить D, можно использовать формулу:

D = ( Pmax – Pнач ) / ( Pmax + 1 ), где Pmax – это самое большое давление.

На него происходит наладка страховочного клапана. Pнач – первоначальный воздушный пресс камеры.

Выбор бака выполняется с учётом температурных показателей и его прочности. Давление вкупе с температурой в точке подключения не может быть больше максимально возможных показателей.

Объем в итоге равен или больше объёма, принятого при расчёте. Отрицательных результатов при завышении сверхрасчётного объёма нет.

Расширительный бак (20 — 25 л) как правило используют вместе с насосом. Мощность последнего до 1,2 кВт. Насосы с мощностью уже до 2 кВт следует применять с баками объемом 50 — 60 л. В продаже есть баки с объемом в пределах 100 — 200 л. Они применяются как запасные емкости, в тех случаях, когда подача воды ненадолго прерывается.

Кстати: Используя гликолевую смесь как теплоноситель, рекомендуется монтаж бака с величиной вполовину больше расчётного.

Важно иметь ввиду, что баки с диаметром, превышающим 750 миллиметров и с высотой больше 1,5 метра, возможно, не пролезут в дверь. В этом случае потребуется установка нескольких мембранных баков с меньшей емкостью.

В материале было выяснено, как произвести расчет емкости, не прибегая к непосредственным услугам специалистов при установке расширительного бака. Однако если процедура сложна, риск допустить ошибку весьма большой, то лучше воспользоваться советом специалиста.

nasosy.by — Расчет расширительного бака отопительной системы

Расчет расширительного бака отопительной системы

Для определения объема расширительного бака, минимального диаметра присоединительного трубопровода, начального давления газового пространства и начального эксплуатационного давления в системе отопления выполняют расчет системы отопления.

Методика расчёта расширительных баков достаточна сложна, но минимально рассмотрев данный вопрос можно определить ряд простейших зависимостей между объёмом бака и другими параметрами:

1. С увеличением ёмкости системы отопления, требуется больший объём расширительного бака.
2. С увеличением максимальной температура воды в системе отопления требуется больший объём бака.
3. С увеличением максимально допустимого давления в системе отопления можно уменьшить объём.
4. С уменьшением высоты от места установки расширительного бака до верхней точки системы отопления возможно уменьшение объёма бака.

Необходимо отметить, что расширительные баки в системе отопления необходимы не только для компенсации изменяющегося объёма в контуре системы отопления, но и для пополнения имеющихся утечек теплоносителя. Для этого в расширительном баке предусматривают некоторый запас воды — эксплуатационный объём. Обычно в алгоритме расчёта закладывают эксплуатационный объём воды в размере 3% от общей ёмкости системы отопления.

ПОДБОР РАСШИРИТЕЛЬНЫХ БАКОВ НА ПРИМЕРЕ ОБОРУДОВАНИЯ ИЗВЕСТНОГО БРЕНДА UNIPUMP

Подбор расширительного бака необходимо производить учитывая его температурные и прочностные характеристики. Давление и температура в месте подключение бака не должны превышать максимально допустимых значений.

Объём расширительного бака должен быть больше или равен объёму, полученному в результате расчёта. Ощутимого вреда от увеличения объёма более расчётного нет.

При установке расширительных баков необходимо учитывать их габариты и соотносить их с размерами дверных или оконных проемов, учитывая, что расширительные баки диаметром более 750 мм и высотой более 1,5м могут могут иметь проблемы с транспортировкой и для их перемещения будут необходимы средства механизации. В таком случае можно построить систему отопления на основе не одного расширительного бака, а нескольких мембранных баков меньшей ёмкости.

Следует знать, что при использовании в качестве теплоносителя гликолевых смесей необходимо подбирать расширительный бак с запасом на 50% превышающим полученный при расчёте. Иначе первоочередным признаком неправильно выбранного расширительного бака или отсутствие его настройки будет частое срабатывание предохранительного клапана.

 

Итак, приступим к расчету. Для расчета рабочего объема мембранного расширительного бака необходимо определить суммарный объём системы отопления сложением водяных объемов котла, отопительных приборов, трубопроводов.

Самый простой способ расчета расширительного бака в системе отопления:

Надо, узнав объем теплоносителя в системе, умножить его на 0,08 — 0,1 т.е. примерно 8-10% от объема системы отопления. Таким образом, можно узнать, что системе в 100 литров теплоносителя требуется расширительный бак объемом около 8-10 литров.

Объем расширительного бака V = (VL x E) / D, где

VL	— суммарный объём системы (котел, радиаторы, трубы, теплообменники и т.п.)
Е	— коэффициент расширения жидкости %
D	— эффективность мембранного расширительного бака

Объем системы отопления вычислить достаточно сложно, поэтому приблизительный расчет можно получить, зная мощность системы отопления, использовав формулу исходя из соотношения 1 кВт = 15 л.

Например: отопительная мощность для дома 45 кВт, тогда суммарный объем (емкость) системы отопления VL = 15 х 45 = 675 л.
Расширение жидкости — 4 % приблизительно, для водяных систем отопления с максимальной температурой до 95°С Если в системе в качестве теплоносителя используется этиленгликоль, то приблизительный расчет коэффициента расширения можно произвести по следующей формуле:
10% — 4% х 1,1 = 4,4%
20% — 4% х 1,2 = 4,8% и т.д.
эффективность мембранного расширительного бака D = (PV — PS) / (PV + 1), где
РV — максимальное рабочее давление системы отопления (расчетное давление предохранительного клапана равно максимальному рабочему давлению), для коттеджей обычно достаточно 2,5 бар
PS — давление зарядки мембранного расширительного бака (должно быть равно статическому давлению системы отопления; (0,5 бар = 5 метров)

Пример приблизительного подбора бака

Отапливаемая площадь дома составляет 400 м², высота системы 5м, необходимая отопительная мощность 45 кВт, тогда объем необходимого расширительного бака составит:

VL	= 45 x 15 = 675 л.
PV	= 2,5 бар; PS = 0,5 бар
D	= (2,5 — 0,5) / (2,5 + 1) = 0,57
V	= 675 x 0,04 / 0,57 = 47,4

Выбор: расширительный бак UNIPUMP 50 литров, давление зарядки 0,5 бар

Примерные значения объема воды в системе отопления

Вид отопительных приборов	Объем системы, литр/кВт
Конвекторы	7,0
Радиаторы	10,5
Греющие поверхности, (теплые полы)	17,0

 

Коэффициент расширения (увеличения объёма) воды и водогликолевой смеси в зависимости от температуры

°С	Содержание гликоля, %
	0	10	20	30	40	50	70	90
0	0,00013	0,0032	0,0064	0,0096	0,0128	0,0160	0,0224	0,0288
10	0,00027	0,0034	0,0066	0,0098	0,0130	0,0162	0,0226	0,0290
20	0,00177	0,0048	0,0080	0,0112	0,0144	0,0176	0,0240	0,0304
30	0,00435	0,0074	0,0106	0,0138	0,0170	0,0202	0,0266	0,0330
40	0,0078	0,0109	0,0141	0,0173	0,0205	0,0237	0,0301	0,0365
50	0,0121	0,0151	0,0183	0,0215	0,0247	0,0279	0,0343	0,0407
60	0,0171	0,0201	0,0232	0,0263	0,0294	0,0325	0,0387	0,0449
70	0,0227	0,0258	0,0288	0,0318	0,0348	0,0378	0,0438	0,0498
80	0,0290	0,0320	0,0349	0,0378	0,0407	0,0436	0,0494	0,0552
90	0,0359	0,0389	0,0417	0,0445	0,0473	0,0501	0,0557	0,0613
100	0,0434	0,0465	0,0491	0,0517	0,0543	0,0569	0,0621	0,0729

 

Мембранный расширительный бак системы отопления

Расширительный бак — очень важный элемент в системе отопления. С его помощью предотвращается повышение давления в отопительной системе, когда она нагревается. Баки могут быть открытого и закрытого типа. Открытые баки имеют ряд недостатков, которых нет в мембранных. Они громоздки, имеют большую потерю тепла, не работаю под большим давлением. Мембранные баки более совершенны, и у них нет тех недостатков, которые есть у открытых.

Что такое мембранный расширительный бак

Расширительный бак — немаловажный элемент в отоплении, потому что он предотвращает закипание теплоносителя, что может привести к плохим последствиям.

Такие баки могут использоваться в разных системах:

• с тепловыми насосами и солнечными коллекторами;
• с автономным источником тепла;
• подключенных к сети центрального теплоснабжения по независимой схеме;
• с замкнутыми контурами.

Мембранные баки регулируют давление в системе отопления в случае его повышения и при перепадах давления, что предотвращает чрезвычайные опасные ситуации и раз разе неисправности отопительных систем.

Расширительный мембранный бак может быть с фиксированной и заменяемой перегородкой. Первые, сделанные с внутренней полостью, поделенной на две части надежно зафиксированной мембранной, которая находится по периметру сечения.

Баки с заменяемой перегородкой отличаются от фиксированных тем, что теплоноситель находится в мембранной емкости и не вступает в контакт со стальной поверхностью. Монтаж и демонтаж мембраны достаточно прост, через фланец, который крепится болтами.

Совет. Устанавливая мембранный бак, необходимо надежно его прикрепить, потому что во время работы, масса бака увеличивается.

Преимущества мембранных расширительных баков

Расширительные баки обладают огромным количеством преимуществ:

• не загрязняют воду;
• низкие расходы при эксплуатации;
• легкий монтаж;
• безопасность, надежность;
• установка в любой части дома;
• невозможность выливания воды из бака;
• отсутствие потерь тепла;
• минимальная подача воздуха;
• мембраны из натуральной резины и бутила могут применяться в питьевом водоснабжении;
• применяются при любом типе воды;
• удобны в использовании;
• радиатор и котел из-за отсутствия контакта воды и воздуха служат дольше, чем обычно.

Расширительные мембранные баки используются в закрытых отопительных системах и обеспечивают надежную работу котла.

Совет. Выбирая мембранный бак, следует отдать предпочтению бакам закрытого типа, которые значительно лучше открытых.

Конструкция расширительного мембранного бака

Мембранный расширительный бак — плоский или баллонный металлический корпус, внутри разделенный мембранной из резины. В одной части находится воздух или газ, который сжимается до определенного необходимого уровня. Уровень сжатия воздуха, можно найти в паспорте. Другая часть бака в рабочем состоянии будет наполняться водой и благодаря этому уровень сжатия газа будет таким же, как и во всей системе отопления. Компрессор в баке поддерживает давление в воздушной камере.

Одним из самых важных элементом мембранного расширительного бака является мембрана, которая может быть двух типов:

• баллонного;
• диафрагменного.

Диафрагменный применяются в баках с маленьким объемом и их невозможно заменить. Баллонные можно легко заменить в случае необходимости и такой тип расширительного бака более надежный из-за того, что вода находится в мембране и не прикасается к корпусу бака.

Совет. Выбирая мембранный расширительный бак, необходимо уделить внимание материалу, из которого сделанная мембрана.

Выбор мембранного бака

В отопительных системах нагрузка мембраны, как и расширение воды, меняется не очень значительно, но температура нагрева жидкости может быть примерно 90 °C.

Выбирая расширительный мембранный бак, особое внимание нужно уделить материалу, из которого изготовлена мембрана. Материал должен быть качественным, надежным и устойчивым к высоким температурам и перепадам.

Также следует обратить внимание на такие характеристики мембраны:

• диапазон рабочих температур;
• длительный срок службы;
• санитарные и гигиеничные требования;
• устойчивость к воздействию высоких температур;
• динамичность.

Совет. Выбирая расширительный мембранный бак, необходимо подбирать баки с прочным и надежным корпусом, чтобы он прослужил дольше.

Расчет объема расширительного мембранного бака

Для того чтобы определить объем расширительного мембранного бака, нужно определиться с суммарным объемом отопительной системы, который складывается из нескольких объемов:

• трубопровода;
• отопительного прибора;
• котла.

Самый простой способ определения нужного объема бака, это вычислить 10% от суммарного объема системы отопления. Если он составляет 500 литров, то понадобится бак с объемом 50 литров.

Если объем расширительного мембранного бака будет меньше чем нужно, то это приведет к плохим последствиям. Начнут появляться трещины, будет утечка горячей воды через резьбу, да и сам бак может очень быстро испортиться и его придется менять.

Мембранный бак подбирается индивидуально для каждой системы отопления.

Совет. Если в замкнутую отопительную систему поставить предохраняющие клапаны, то можно избежать повышения давления и защитить всю систему.

Установка расширительного мембранного бака

Для установки и подключения мембранного бака к отопительной системе понадобится умение и знания. За установку бака не следует браться самостоятельно, если нет уверенности, что все будет правильно сделано.

Для установки понадобится:

• ступенчатый ключ;
• газовый ключ;
• трубы пластиковые;
• разводной ключ.

Устанавливая мембранный расширительный бак в систему отопления, нужно очень тщательно и внимательно проверять герметичность соединений.

Расширительный бак должен быть герметичным, его нельзя разбирать, открывать, он просто подсоединяется к трубопроводу, который находится ближе всего к котлу. Также для предотвращения повышения давления необходимо установить предохранительные устройства.

Устанавливая бак, необходимо учесть несколько правил:

• устанавливать мембранный бак до разветвления;
• в комнате должна быть постоянно температура выше 0;
• место крепления бака может получать огромную нагрузку, поэтому оно должно быть несущим;
• перепроверить расчеты перед установкой;
• Если объем бака больше 30 литров, то он не крепится к стене, а ставится на ножки;
• На выходе бака, следует установить манометр для контролирования давления, а на входе — обратный клапан, если нет насоса.

Совет. Для того чтобы продлить срок службы отопительных систем, не нужно использовать воду с кислородными примесями и агрессивные газы.

Возможные поломки

Самой распространенной поломкой мембранного расширительного бака считается разрыв мембраны в случае превышения допустимого давления и неравномерные нагрузки. Сменные мембраны рвутся намного чаще запрессованных, потому что для вторых, используются более прочные материалы, поскольку их можно в любой момент поменять, а вот запрессованные нет.

Из-за разрыва мембраны, если ее не заменить, бак со временем приходит в негодность, потому что вода попадает на внутреннюю поверхность бака и он под воздействием коррозии становится негодным.

На качество и надежность мембранного расширительного бака влияет также выбор материала, из которого его сделано. Качественный материал будет стоить намного дороже.

Мембранные расширительные баки — важная часть системы отопления, потому что именно благодаря им возможен контроль над давлением в отопительной системе. Чтобы выбрать бак, необходимо учитывать индивидуальные особенности системы и подбирать под нее.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Расчет объема мембранного бака для отопления

Производитель: Wester Heating
Емкость: 8, 12, 24, 35, 50, 80, 100, 120, 150, 200, 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 5000, 10 000 литров
Преддавление в воздушной полости: 1,5 бар
Макс. давление: 5,0 бар
Рабочая температура: -10°C. +100°C

– Предназначены для компенсации температурных расширений теплоносителя в замкнутых системах отопления.
– Основные элементы бака – корпус из высококачественной стали, эластичная мембрана из каучука.
– Давление в воздушной полости для баков от 8 до 150 литров – 1,5 бара, от 200 до 10 000 литров – бара.
– Теплоноситель в системе отопления – вода с содержанием гликоля не выше 50%.
– Расширительные баки комплектуются сменной мембраной.
– Температурный режим работы – от -10 °С до +100 °С
– Срок службы – 100 000 циклов.
– Цвет корпуса – красный.

Система отопления закрытого типа имеет немало преимуществ. Она намного компактнее, так как не требует соблюдения правила установки расширительного бака в высшей точке, легче поддаётся регулировкам, работает экономичнее, а теплоноситель не испаряется и не контактирует с воздухом, то есть не насыщается кислородом, что очень важно для долговечности металлических элементов котла и радиаторов.

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Компенсация температурного расширения воды происходит за счет установки мембранного расширительного бака, который может быть смонтирован, например, на «обратке» в непосредственной близости от котла. Необходимо лишь правильно определиться с параметрами этого важного элемента системы. В этом нам поможет калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления.

Необходимые разъяснения по выполнению вычислений – ниже самого калькулятора.

Калькулятор расчета объема расширительного бака для системы отопления

Пояснения по проведению вычислений объема бака

Понятно, что при монтаже системы отопления, особенно в условиях дефицита места, хочется по максимуму сэкономить свободное пространство. Тем не менее, объем расширительного бака не может быть меньше расчетного значения.

В основу расчета положена следующая формула:

Vb = Vt × Kt / F

Vb — рассчитываемый объем расширительного бака.

Vt — объем теплоносителя в системе.

• Практический способ – засечь по водомеру во время пробного заполнения системы.
• Самый точный способ – просуммировать внутренние объемы всех элементов системы – котла, труб, радиаторов и т.п.
• Простейший «теоретический» метод — не боясь совершить серьезную ошибку, можно принять соотношение 15 литров теплоносителя на каждый киловатт мощности котла отопления. Именно эта зависимость и заложена в калькулятор расчета.

Kt — коэффициент, принимающий во внимание тепловое расширение применимого теплоносителя. Этот показатель зависит от содержания в теплоносителе антифризных добавок, и изменяется и с процентным соотношением этих добавок, и с ростом температуры, причем — нелинейно. Существуют специальные таблицы, но в нашем случае эти данные уже внесены в калькулятор – из расчёта среднего нагрева теплоносителя до +70÷80 ºС (это наиболее оптимальный режим работы автономной системы отопления).

Если в системе применяется вода, то это необходимо отметить в соответствующем поле калькулятора.

Цены на расширительные баки для системы отопления

Что может использоваться в качестве теплоносителя?

Для частных домов, которые могут оставляться хозяевами в зимнее время на длительное время с выключенным отоплением, целесообразнее применять незамерзающие жидкости – антифризы. О разнообразии теплоносителей для систем отопления , об их свойствах, достоинствах и недостатках – в специальной публикации нашего портала.

F — так называемый коэффициент эффективности мембранного расширительного бака. Он выражается следующей зависимостью:

F = (Pmax – Pb) / (Pmax + 1)

F — вычисляемый коэффициент эффективности бака.

Pmax — максимальное давление в системе, которое соответствует порогу срабатывания аварийного клапана в «группе безопасности». ЭтоТ параметр обязательно указывается в паспортных данных котельного оборудования.

Pb — давление подкачки воздушной камеры расширительного бачка. Изделие может поступать уже предварительно накачанное – тогда этот параметр будет указан в паспорте. Впрочем, эту величину можно и изменять – воздушная камера поДкачивается, например, автомобильным насосом, или, наоборот, из нее стравливается избыточный воздух – для этого на баке имеется специальный ниппель. Как правило, в автономных системах отопления рекомендуют закачивать воздушную камеру до уровня одной – полутора атмосфер.

Какие еще элементы обязательны в системе отопления закрытого типа?

Чтобы правильно спланировать и смонтировать отопление в доме или квартире, необходимо знать его устройство и взаимосвязь всех основных приборов и элементов. Подробно о системе отопления закрытого типа рассказывает специальная публикация нашего портала.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Расчёт объёма мембранного бака для отопления | Статьи

В наше время очень популярным является использование автономных водяных систем домашнего отопления. При монтаже и настройке такой системы следует учитывать её общую конструкцию, тип жидкости, используемой системой в качестве теплоносителя, а также цели, устанавливаемые для системы. Однако перед тем, как начать установку автономной системы отопления, необходимо выбрать и приобрести все конструктивные элементы, в том числе и расширительный мембранный бак. Для того, чтобы правильно выбрать бак, необходимо знать его параметры. Определение требуемых параметров мембранного бака — одна из важнейших задач, с которой сталкивается каждый желающий обзавестись домашней системой автономного отопления. В общем случае, если известны габариты бака, в определении его параметров поможет наш расчёт бака. Однако необходимо понимать механизм подсчёта этих параметров, а в некоторых случаях лучше всего обратиться к специалистам по установке. Давайте разберёмся в этом подробнее.

Прежде всего, расчёт параметров расширительного бака сводится к определению его объёма, значений минимального диаметра соединительных тепловых линий, а также первоначальных значений давления и напора газа в баке. Если совершить даже незначительную ошибку в сложном процессе расчёта, это может привести к серьёзным последствиям и неполадкам. Нужно понимать, что объём бака будет зависеть от многих факторов. Например, если допустимая температура теплоносителя будет весьма большой, величина бака тоже должна быть больше, потому как вероятней всего жидкость расширится внутри неё сильнее. Объём мембранного бака уменьшается и в том случае, если уменьшается высота, измеряемая до позиции фиксации бака вплоть до верхнего предела. При подсчёте объёма нужно в первую очередь учитывать суммарную величину требуемого теплоносителя. Каждый элемент отопительной системы, будь то конвектор или радиатор, имеет свои показатели производительности. Суммируя эти показатели, можно произвести расчёт необходимого количества теплоносителя. Кроме того, у любого расширительного определена величина запаса воды (обычно около 3 %). Этот запас нужен для восполнения мелких потерь жидкости при эксплуатации бака.

Итак, для подсчёта объёма мембранного расширительного бака в отопительной системе необходимо весь объём жидкости в системе (Vs), умноженный на коэффициент расширения жидкости (k), поделить на эффективность бака (D). Формула выглядит как V = (Vs * k) / D. Эффективность расширительного бака полностью определяется начальным воздушным прессом камеры (Pb) и максимальным давлениями (Pm) в нём согласно следующей формуле: D = (Pm-Pb) / (Pm+1).

Процесс выбора расширительного бака — весьма ответственное дело. Учитывать нужно все показатели, в том числе его термальные режимы и прочность. Но главное — помнить, что окончательный объём бака должен быть не меньшим, нежели объём, получившийся в результате подсчётов. Выбор бака с чуть большим объёмом никак не отразится на качестве работы отопительной системы, поэтому лучше соблюдать некоторый запас.

Мембранный бак для водоснабжения

Советы по выбору

Мембранный бак выполнен в виде сосуда с двумя камерами, одна из которых перекачивается воздухом, а другая — водой. Расширительные мембранные баки Используются в системах отопления для слива дополнительной воды при нагреве котла и расширении жидкости, а также для предотвращения гидравлического удара. В системах водоснабжения мембранные баки служат для накопления определенного количества воды с целью подачи ее под определенным давлением в нужное время.

Расчет минимального объема мембранного бака

В первом приближении объем расширительного мембранного бака должен быть равен 10% от объема воды в системе.

Для расчета минимально допустимого объема мембранного бака необходимо знать максимально допустимое количество запусков насоса в час, интенсивность набора воды и при каких значениях давления насос будет включаться и выключаться.

Примерная формула для расчета минимального объема мембранного бака выглядит следующим образом:
V = 2Q / N, где V обозначает объем мембранного бака в кубических метрах, Q — ожидаемое водопотребление в кубических метрах в час, N — максимально допустимое количество пусков / остановок насоса в час.

Если вы хотите, чтобы двигатель насоса прослужил как можно дольше, вам нужно выбрать мембранный резервуар , объем которого немного превышает минимально допустимый, рассчитанный по приведенной выше формуле. В одной системе можно установить два и более мембранных бака , но нужно следить за тем, чтобы давление в воздушных камерах было одинаковым.

Перед установкой мембранного бака необходимо убедиться, что при техническом расчете параметры были выбраны правильно.Не устанавливайте мембранный резервуар с непроверенными параметрами, так как это может повредить людей, систему и сам резервуар. Мембранный бак массой более 30 кг фиксируется специальным приспособлением.

Расчет предварительного давления в мембранном баке

Производители мембранных резервуаров устанавливают значение предварительного давления не более 4 бар. Однако его необходимо отрегулировать на месте в соответствии с условиями эксплуатации. Настройка предварительного давления обеспечивает длительный срок службы мембраны и надежную работу всей системы.

Предварительное давление измеряется, когда резервуар опорожняется. Чтобы точно выставить его, используйте таблицу соответствия:

Расчет максимального и фактического объема мембранного бака

Максимальный объем воды в мембранном баке составляет его объема, а реальный объем намного меньше. Если перепад давления перед включением и выключением насоса составляет около 2 бар, то фактический объем воды в мембранном баке будет около 30% от общего объема.Фактический объем мембранного бака напрямую зависит от разницы давлений при включении и выключении насоса, чем он больше, тем больше фактический объем.

Помните о мерах предосторожности: предварительное давление не должно превышать уровня, указанного на паспортной табличке мембранного бака и .

• Описание, типы конструкции
• Выбрать устройство
• Установка и подключение

Для чего нужен мембранный бак для водоснабжения? При организации автономного водоснабжения частного дома из колодцев или колодцев необходимо создание аварийного водоснабжения.Для этих целей отлично подойдет расширительный бак для водоснабжения. Эти емкости практичны, имеют большой объем, но для обеспечения нормального режима работы нужно применять несколько устройств, а не одну установку. При включении бака в систему водоснабжения автономность подачи воды значительно увеличивается. Созданный фонд решит проблемы с водоснабжением, которые могут возникнуть при поломках насосов, а также при проведении ремонтных работ на оборудовании и скважинах.На данный момент промышленность выпускает огромное количество различных моделей, что существенно усложняет выбор.

При включении бака в систему водоснабжения автономность подачи воды значительно увеличивается.

Описание, виды конструкции

Расширительный бак Для водоснабжения используется для поддержания необходимого уровня давления для автономного водоснабжения. Чаще всего для этих целей используются мембранные (расширительные баки). Это емкости, внутри которых есть резиновые мембраны, разделяющие емкость на камеры.Одна камера — вода, другая — воздух.

Бак подключается к водопроводу автономной системы водоснабжения таким образом, что входной патрубок подает воду в бак, наполняя его, и только после заполнения определенного объема вода подает потребителям.

Принцип работы следующий: при включении (запуске) системы насос закачивает воду в водяную камеру до ее заполнения. Объем второй камеры значительно уменьшен.Когда воздушная камера уменьшается, объем воздуха внутри нее не изменяется, поэтому давление на мембрану увеличивается. Соответственно, давление в системе увеличивается.

В расширительных баках используется мембрана, разделяющая их на 2 бака, один из которых предназначен для воздуха, а другой — для жидкости. В этом случае необходимо наличие оборудования для контроля давления в резервуаре (реле давления). Это необходимо для автоматического отключения насоса, по этому же датчику насос автоматически запускается при падении давления в баке ниже запрограммированного значения.Это позволит в автоматическом режиме работать всей водопроводной сети.

Для контроля давления необходимо установить отдельный манометр, который будет дублировать реле давления в случае его поломки. Важно тщательно и точно настроить датчик давления, ведь от его работы зависит давление в водопроводе. Установка расширительных (мембранных) резервуаров в системе автономного водоснабжения решает сразу несколько задач:

1. Поддержание давления в системе при отключении насоса и остановке для обслуживания или ремонта.Кроме того, такие емкости позволяют значительно снизить мощность насоса подачи воды.
2. Защита водопровода от гидравлических ударов, которые могут возникнуть из-за перепадов напряжения в электрических сетях, что значительно увеличивает живучесть системы.
3. Защищает от перепадов давления и других неприятных нюансов, связанных с попаданием воздуха в систему (например, при падении уровня воды в колодце).
4. В случае аварийного отключения насос будет поддерживать некоторое давление в системе.
5. Снижает износ насосного оборудования, тем самым продлевая срок его эксплуатации. Это связано с тем, что насос качает воду только после понижения давления воды в баке, а не после понижения давления воды в системе.
6. В случае низкого расхода воды, как правило, невозможно включить насосное оборудование, а использовать только воду, которая находится в баке.

Мембранные баки бывают разных конструкций. На данный момент их всего 2 типа:

1. Со сменной диафрагмой.Его главное преимущество — возможность замены мембраны при ее износе или разрыве. Для замены предусмотрен фланец, через который снимается старая мембрана и укладывается новая. Фланец прикручен к корпусу резервуара. Если резервуар имеет большой объем, дополнительные насадки мембраны. Чаще всего к соску прикрепляется задняя часть перепонки. Поэтому для снятия необходимо снимать соску, иначе мембрана может порваться.
2. Особенность функционирования такого устройства — отсутствие контакта воды с баком.Потому что вода остается внутри мембраны. Это защищает металлический корпус от ржавчины, вода не пачкается при попадании на поверхность. Таким образом, жизнь таких танков существенно продлевается. Устройства аналогичной конструкции доступны в вертикальном и горизонтальном исполнении. Главный недостаток — повышенный износ мембраны (что требует ее частой замены) и необходимость внимательно следить за химическим составом самой мембраны, чтобы не допустить попадания в систему ядовитых веществ (поэтому дешево китайские или польские мембраны купить нельзя! ).
3. Имеют неподвижную диафрагму. Они имеют постоянно закрепленную мембрану (диафрагму), которая разделяет резервуар на 2 части. Основное отличие — невозможность замены диафрагмы в случае ее поломки или износа в процессе эксплуатации. Как и в предыдущей конструкции, в одном отсеке будет воздух, в другом — вода. В этом случае вода имеет прямой контакт с корпусом резервуара. В случае использования металла в качестве корпуса, он может ржаветь и забивать систему ржавчиной.Поэтому для защиты от появления ржавчины внутренние поверхности таких резервуаров окрашивают специальной краской. Следует отметить, что со временем краска смывается, это приводит к контакту металла с водой.

Цистерна закрытого типа

Расширительный бак является дополнительным оборудованием, но без этого устройства невозможно эффективно управлять системой отопления. Чтобы сеть работала правильно, необходимо правильно выбрать и настроить параметры всех ее элементов.Одним из важнейших показателей в этом случае является давление в расширительном бачке.

Почему именно такая конструкция?

Прежде чем говорить о функциях и настройке расширительного бачка, необходимо разобраться в типах и работе этого оборудования. Зачем нужна такая конструкция в системе отопления? Основная задача устройства — компенсировать тепловое расширение в сети. Ведь при нагреве и охлаждении теплоноситель меняет свою плотность и объем.

Примечание! Если это устройство не будет установлено в инженерной сети, по мере нагрева воды вода будет увеличиваться в объеме и воздействовать на стенки труб и радиаторов отопления.При сильном повышении давления воды система может просто сломаться. Установка расширителя позволяет сэкономить не только трубопровод, но и котел. Ведь его работа изначально рассчитана на определенный напор воды в системе.

Устройства расширения могут различаться по объему. При выборе модели, подходящей по техническим параметрам для конкретной сети, необходимо учитывать, что объем этого элемента должен составлять не менее 10% от объема циркулирующего в системе теплоносителя.Для выполнения этого расчета суммируется объем в радиаторах, трубах и бойлере. Самый простой способ определить объем — во время впрыска в систему. Следует помнить, что объем 10% — это минимум, но лучше брать модель с небольшим запасом.

О расширительных баках для настенных газовых котлов стоит сказать отдельно. Большинство современных моделей с настенным креплением имеют встроенное устройство, устанавливаемое на задней или боковой стенке и снабженное ниппелем. С помощью соски нагнетается давление.

Устройство и принцип работы

Все расширительные баки имеют одинаковое устройство. Внутри металлического корпуса два герметичных отсека. С одной стороны — штуцер, а с другой — горловина для подключения к трубопроводу. Внутри корпуса находится диафрагма. В пустой емкости он займет большую часть объема, а остальное пространство заполнено воздухом.

В процессе работы системы теплоноситель нагревается, увеличивается в объеме, и его избыток попадает в полость между корпусом и диафрагмой.При понижении температуры воды в системе ее объем уменьшается, и нагнетаемый воздух выжимает ее обратно в трубопровод.

Установка расширительного элемента

Котельное оборудование рассчитано на работу при определенном напоре воды. Это значит, что в расширительном бачке для его нормальной работы тоже должно быть определенное давление. Он поддерживается воздухом или азотом, которым наполнено тело. Воздух закачивается в резервуар на заводе. Во время установки убедитесь, что не выходит воздух.В противном случае устройство не сможет работать.

Давление контролируется манометром. Бегущая стрелка указывает на то, что из расширителя вышел воздух. В целом такая ситуация не является серьезной проблемой, так как воздух может перекачиваться через соску. Среднее давление воды в баке 1,5 атм. Однако они могут не подходить для конкретной системы. В этом случае давление необходимо регулировать самостоятельно.

Нормальные показатели при 0,2 атм. меньше, чем в системе.Строго не превышайте давление в расширительном баке по сравнению с этим показателем в сети. В таких ситуациях повышенный теплоноситель не может попасть в резервуар. Бак подключается к трубопроводу через соединительный размер.

Важно не только правильно подключить расширительный бачок, но и правильно выбрать место для его установки. Несмотря на то, что современные модели можно монтировать где угодно, специалисты советуют устанавливать этот элемент системы на обратке между котлом и насосом.

Для обеспечения ремонтопригодности конструкции на трубе устанавливается шаровой кран, через который подключается емкость расширителя. В случае выхода оборудования из строя запорный вентиль снимет его, не откачивая теплоноситель из системы. Во время работы системы кран должен быть открыт. В противном случае в нем резко повысится давление, и он потечет в самом слабом месте.

Установка в котельной

AT открытые системы с естественной циркуляцией баков охлаждающей жидкости устанавливаются других типов.Такой резервуар представляет собой открытый резервуар, обычно сваренный из листовой стали. Установите его в самой высокой точке инженерной сети.

Принцип работы такого элемента очень прост. По мере увеличения объема жидкость вытесняется из труб, поднимаясь по ним вместе с воздухом. Охлаждаясь, теплоноситель возвращается в трубопровод под действием гравитационных сил и естественного давления воздуха.

Почему падает давление?

Давление в расширительном баке должно быть постоянным, но нередки случаи, когда оно падает во время работы системы.

Давление может снижаться по нескольким причинам:

• Утечка охлаждающей жидкости. Чаще всего подобная проблема возникает в системах, где охлаждающей жидкостью является не вода, а антифриз. Такие жидкости могут проникать в мельчайшие трещины, вызывая утечку. В этом случае необходимо устранить утечки и заполнить емкость воздухом.
• Падение давления в котле. Если показатели значительно снижаются, нужно обратиться к специалисту. Если давление немного снизится и выровняется после пуска системы, ее можно будет эксплуатировать, так как такие сбои не причиняют вреда.

Регулировка давления

Давление воды в расширительном элементе системы отопления является настраиваемым параметром. Настройка достаточно проста, и все действия можно производить самостоятельно.

Для настройки необходимых параметров вам потребуется:

Принцип подключения

• Произвести расчет и определить требуемые показатели — по 0,2 атм. меньше, чем в системе.
• Установите эти индикаторы перед установкой баллона в систему, сбросом воздуха или прокачкой его через ниппель.
• Подсоедините бак к трубопроводу и заполните систему водой. Делать это нужно медленно, следя за показателями давления в трубах и резервуаре. Прокачивать охлаждающую жидкость следует до тех пор, пока показатели давления не станут равными.
• После этого необходимо подключить насосное оборудование и продолжить прокачку теплоносителя. Прокачивать воду необходимо до достижения расчетного рабочего давления в резервуаре перед монтажом сети. Это обеспечит наличие в организме запаса воды.
• Первую активацию системы необходимо провести в режиме максимальной температуры. При этом условии объем теплоносителя увеличивается на величину удельного приращения. Это гарантирует, что в бак поступает количество воды, равное его вместимости. Давление в баллоне поднимается до максимума.

Заключение

Расширительный бак — важнейший дополнительный элемент в любой системе отопления. Если для открытых систем с гравитационной циркуляцией достаточно установить простой открытый резервуар в верхней точке, то для сложных систем закрытые системы требуется установка промышленных моделей.

Эти резервуары герметичны. В процессе производства в корпус закачивается воздух, поддерживая давление, необходимое для нормальной работы систем с принудительной циркуляцией. Вы можете самостоятельно отрегулировать необходимые показатели давления с помощью манометра и обычного автомобильного компрессора.

Похожие сообщения

Организация водоснабжения в частном доме дошла до полной автоматизации. Минимальный набор оборудования и грамотное использование законов физики — и загородное жилье уже ничем не уступает по комфорту городской квартире.Даже обычный расширительный бак для водоснабжения усовершенствован таким образом, чтобы свести к минимуму участие пользователя в процессе подачи воды.

Гидравлический бак (или гидроаккумулятор, расширительный бак) представляет собой металлический герметичный сосуд, служащий для поддержания стабильного напора в акведуке и создания различных по объему запасов воды.

На первый взгляд выбор и установка данного устройства не должны вызывать затруднений — в любом интернет-магазине можно увидеть массу моделей, которые лишь незначительно отличаются по форме и объему, но существенно не отличаются по своему функционалу.Но это не так. В устройстве расширительного бачка и принципе его работы есть множество нюансов.

Внешне расширительные баки можно разделить только на горизонтальные и вертикальные модели, но их рабочие параметры могут сильно отличаться

Особенности конструкции гидроаккумуляторов

Различные модели расширительных баков могут иметь ограничения по способу их использования — одни предназначены только для работы с технической водой, другие можно использовать для питьевой воды.

По конструкции гидроаккумуляторы различают:

• баков со сменной грушей;
• контейнеров с несъемной мембраной;
• гидравлические баки без мембраны.

С одной стороны емкости со съемной диафрагмой (емкость с нижним подключением — снизу) имеет специальный резьбовой фланец, к которому крепится груша. С обратной стороны — штуцер, для откачки или стравливания воздуха, газа. Он предназначен для подключения к обычному автомобильному насосу.

В емкости со сменной грушей вода закачивается в мембрану, не касаясь металлической поверхности. Замена мембраны осуществляется откручиванием фланца, удерживающего болты. В больших емкостях для стабилизации наполнения к ниппелю дополнительно прикрепляется задняя стенка мембраны.

Срок службы съемной груши зависит от настроек давления воздуха в газовом отсеке гидроаккумулятора. Иногда, чтобы увеличить запас воды, пользователь уменьшает количество воздуха и увеличивает количество воды в груши.Это заставляет мембрану касаться стенки резервуара и вызывает быстрое истирание.

Внутреннее пространство резервуара с неподвижной мембраной разделено ею на два отсека. В одном содержится газ (воздух), в другом — вода. Внутренняя поверхность такой емкости покрыта влагостойкой краской.

Чаще всего в системах отопления используются стационарные мембранные резервуары. Так как мембрана — элемент, который разрушается намного быстрее, то срок службы такого бака меньше, чем у устройств со съемной грушей

Бывают и гидробаки без мембраны.В них отсеки для воды и воздуха никак не разделены. Принцип их действия также основан на взаимном давлении воды и воздуха, но при таком открытом взаимодействии происходит смешение двух веществ. Достоинством таких устройств является отсутствие мембраны или груши, являющейся слабым звеном в обычных гидроаккумуляторах.

Особенность безмембранных резервуаров в том, что, поскольку в таких резервуарах вода постоянно контактирует с поверхностью металла, их заставляют делать их из нержавеющей стали.В результате бак имеет высокую стоимость — в 4 раза дороже, чем стоимость обычного бака и пищевой нержавеющей стали, и даже больше — его цена в 7 раз дороже

Распространение воды и воздуха делает обслуживание емкостей достаточно частым. . Примерно раз в сезон нужно откачивать воздух, который постепенно смешивается с водой. Значительное уменьшение объема воздуха даже при нормальном давлении в резервуаре приводит к частым запускам насоса.

Гидравлические аккумуляторы в системах водоснабжения снижают вероятность гидравлических ударов, защищают насосы от чрезмерно частых включений, позволяют формировать запас воды и поддерживать давление в контуре

Принцип работы гидробака

Закрытая вода баки для водоснабжения работают по такой схеме: насос подает воду на грушу, постепенно наполняя ее, мембрана увеличивается и сжимается воздух, который находится между грушей и металлическим кожухом.Чем больше воды поступает в грушу, тем сильнее она давит на воздух, а та, в свою очередь, стремится вытолкнуть ее из емкости. В результате давление в резервуаре увеличивается, это вызывает остановку насоса.

Некоторое время, когда система потребляет воду, сжатый воздух поддерживает давление. Он заталкивает воду в водопроводную трубу. Когда его количество в мембране уменьшается настолько, что давление падает до нижнего предела, реле срабатывает, снова включая насос.

В резервуаре происходит постоянное взаимодействие воды и газа, отделенных друг от друга резиновой мембраной.Объем жидкости внутри устройства регулируется количеством газа (его давлением) (+)

Классификация по области применения

Не путайте емкости для водоснабжения и для системы отопления, поэтому при выборе необходимо узнать их цель. Для наглядной идентификации производители окрашивают гидроаккумуляторы для отопления в красный цвет, для водоснабжения — в синий. Но некоторые не придерживаются этой маркировки, поэтому отличительной чертой устройств могут служить такие данные:

• для водоснабжения, максимальная температура использования гидроаккумулятора будет до 70 ° C, допустимое давление может достигать 10 бар; Аппараты
• , предназначенные для системы отопления, выдерживают температуру до +120 ° С, рабочее давление расширительного бачка часто не превышает 1.5 бар.

Все важнейшие параметры указаны на декоративном колпачке (этикетке), закрывающем соску.

Устройство, предназначенное для системы отопления, служит дополнительным резервуаром, позволяющим удалить излишки жидкости теплоносителя, расширяющейся при нагревании. Без него система обречена на разрушение

Перечень функций, которые выполняет бак в системе ХВ (холодного водоснабжения) намного шире:

• Поддержание равного и постоянного давления в водопроводе. Из-за давления воздуха напор сохраняется некоторое время даже при выключенном насосе, пока он не упадет до установленного минимума и насос не будет снова включен. Таким образом, давление в системе поддерживается даже при одновременном использовании нескольких сантехнических приборов.
• Защита от износа насосного оборудования. Запасы воды, содержащиеся в баке, позволяют некоторое время пользоваться водопроводом, не включая насос. Это снижает количество отключений насоса в единицу времени и продлевает его работу.
• Защита от гидравлических ударов. Резкий скачок давления в водопроводе при включении насоса может достигать 10 и более атмосфер, что негативно сказывается на всех элементах системы. Мембранный бак принимает на себя удар, выравнивая давление.
• Создание запасов воды. При отключении электричества водопровод хоть ненадолго, но, тем не менее, еще какое-то время отдаст воду.

Для крепления водонагревателя используют расширительные бачки, выдерживающие высокие температуры.

Материалы для производства резервуаров

Мембрана расширительного резервуара изготавливается из разных материалов, которые могут выдерживать различный температурный диапазон во время эксплуатации. В гидроаккумуляторах применяют:

• Натуральный каучук — НАТУРАЛЬНЫЙ. Материал контактирует с питьевой водой, используется для накопления холодной воды. Со временем он может начать течь через воду. Выдерживает температуру от -10 до + 50 ° C выше нуля.
• Синтетический бутилкаучук — БУТИЛ.Самый универсальный, водостойкий, применяется для водопроводных станций, подходит для питьевой воды. Диапазон рабочих температур от -10 до 100 ° С.
• Каучук синтетический из этилен-пропилена — EPDM. Более проницаемый, чем предыдущий, может контактировать с питьевой водой. Диапазон допустимых температур от -10 до 100 ° C.
• Резина SBR применяется только для технической воды. Температура использования такая же, как у предыдущих брендов.

Для организации холодного водоснабжения необходимо выбирать емкости с грушей из пищевой резины с улучшенными упругими свойствами, которая лучше гасит гидроудары и поддерживает стабильный напор воды в системе.

Корпус резервуара чаще всего изготавливают из легированной стали, устойчивой к коррозии, покрытой снаружи краской и лаком. В продаже также можно найти емкости из нержавеющей стали, очень прочные, но дорогие.

Как выбрать и рассчитать объем

Продажа цистерн емкостью от 24 до 1000 литров. Какой выбрать, быстрые расчеты, результат которых нужно округлить в большую сторону. Выбирая резервуар со съемной диафрагмой, следует помнить, что объем воды занимает 30% от общего объема резервуара, то есть в 100-литровом резервуаре запас воды составит примерно 30 литров.

В таблице показана взаимосвязь параметров давления воздуха в газовом отсеке гидроаккумулятора с настройками реле и размером баллона (+)

Особенностью небольших резервуаров является то, что они часто не имеют клапана для стравить воздух из резиновой груши. Это может создать неудобства во время работы. В больших резервуарах есть такой клапан, и они не только создают большую подачу воды, но и лучше поддерживают стабильный напор в системе.

Расчет общего объема бака для водоснабжения закрытого типа рассчитывается по следующей формуле:

Вт = K * Amax * ((1 + Pmax) * (1 + Pmin)) / (Pmax- Pmin) * (1 + Pst.),

Вт — общий объем бака;

Amax — максимально возможный расход воды в минуту, литр;

К — коэффициент (см. Таблицу), зависящий от мощности накачки;

P max — уставки реле при отключении оборудования, бар;

P min — уставки реле при пуске оборудования, бар;

П воздух. — давление в баллоне (в его газовой полости), бар.

Таблица коэффициента К в зависимости от мощности насоса для расчета общего объема резервуара закрытого типа для водоснабжения

Компания Гилекс, занимающаяся производством обширной линейки оборудования для водоснабжения и обогрев, предлагает еще одну формулу для экспресс-определения объема резервуара

Горизонтальный или вертикальный тип

Выбор между вертикальным и горизонтальным резервуаром находится в особенностях помещения.Если комната небольшая или объем вместимости внушителен, то, чтобы не занимать много места, установите вместимость по вертикали.

Горизонтальный резервуар имеет меньшую вместимость, его можно повесить на стену, а также служит опорой для установки поверхностного насоса. Для его установки предусмотрен специальный крепеж. Большие баки изготавливаются только в вертикальном исполнении и устанавливаются на ножки.

Обобщая все вышесказанное, можно отметить, что выбор гидроаккумулятора следует осуществлять между такими отличительными характеристиками:

• рабочее давление;
• страна-производитель;
• больший или меньший объем;
• сменная или отсутствующая резиновая мембрана;
• мембрана для технической или питьевой воды;
• Материал корпуса — нержавеющая или эмалированная сталь.

Чтобы в будущем не было трудностей с заменой комплектующих, лучше выбирать наиболее ходовые модели устройств. Резиновые груши всегда в наличии бесплатно, если понадобится срочная замена, долго ждать доставки не придется.

Схемы подключения гидробаков

Для системы горячего водоснабжения расширительный бак устанавливается на участке циркуляционной магистрали, всасывающей линии насоса, ближе к водонагревателю.Резервуар укомплектован: манометром

• , предохранительным клапаном, воздухоотводчиком — группой безопасности;
• запорный вентиль с устройством, предотвращающим случайное перекрытие.

В водопроводе, где присутствует водонагревательное оборудование, устройство берет на себя функции расширительного бака.

Схема установки в системе ГВ: 1 — бак; 2 — предохранительный клапан; 3 — насосное оборудование; 4 — элемент фильтрации; 5 — обратный клапан; 6 — запорный вентиль (+)

В системе ВН основным правилом при установке гидроаккумулятора является установка в начале обвязки, ближе к насосу.Схема подключения должна содержать:

• обратный и запорный вентиль;
• группа безопасности.

Схемы подключения могут быть самыми разными. Подключенный гидробак нормализует работу оборудования, уменьшая количество включений насоса в единицу времени и тем самым продлевая срок службы насоса.

Схема установки в системе ВН с колодцем: 1 — бак; 2 — обратный клапан; 3 — запорный вентиль; 4 — реле регулировки давления; 5 — устройство управления насосным оборудованием; 6 — группа безопасности

В схеме с насосной станцией один из насосов работает постоянно.Такая система устанавливается для домов или построек с повышенным водопотреблением. Бак здесь служит для нейтрализации скачков давления, а для хранения воды устанавливается емкость наибольшего объема.

Как установить прибор

Перед началом работ проверьте гидроаккумулятор на предмет повреждений. Монтаж прибора осуществляется в звукоизолированном помещении при плюсовой температуре. Для доступа к сливному крану, запорному крану и т. Д. Расстояние от бака до потолка и стен должно быть не менее 0.6 мес.

В помещении также должна быть предусмотрена возможность наполнения бака и слива воды. Крепежные детали и места для установки должны быть на 100% полной.

Для расширительных баков объемом до 30 литров используется настенное крепление, большие баки устанавливаются на ножки

Гидроаккумулятор не должен подвергаться механическим и статистическим нагрузкам, нежелательно допускать воздействие на нее труб и агрегатов. Бак прикручивается к полу с помощью резиновых прокладок.На входе в бак установлен обратный клапан, сливной кран.

Перед тем, как впервые налить воду в емкость, желательно удалить с груши воздух. Чтобы не повредить мембрану, медленно наполняйте бак небольшим напором воды

Особенности настройки гидроаккумулятора

Расширительные баки для водоснабжения поступают в продажу со стандартными заводскими настройками — часто давление в воздушном отсеке уже выставлено при 1,5 бар. Допустимое давление всегда указано на этикетке и производитель не рекомендует отклоняться от заданных параметров, особенно в сторону его увеличения.

Перед тем, как приступить к регулировке, систему отключают от сети и закрывают запорные краны. Мембранный резервуар полностью опорожняется, вода сливается — точное показание давления можно измерить только при пустом резервуаре для воды.

Далее показания давления снимаются с помощью точного манометра. Для этого снимите с горки декоративный колпачок и поднесите прибор. Если давление отличается от требуемого, его приводят в норму путем откачки или стравливания избыточного воздуха.

Учитывая, что производитель против отклонений от рекомендуемых показателей давления, необходимо еще на стадии проектирования подобрать правильное оборудование, параметры которого не будут конфликтовать между собой

При регулировке давления в газе отсек резервуара производитель заполняет его инертным газом, например осушенным азотом. Это предотвращает коррозию внутренней поверхности. Поэтому пользователям также рекомендуется использовать технический азот для повышения давления.

Регулировка давления в баке в системе водоснабжения

Давление в закрытом баке всегда устанавливается немного ниже (на 10%), чем уровень давления при запуске насоса. Регулируя давление в устройстве, можно регулировать напор воды. Чем меньше давление газа в баллоне (но не менее 1 бар), тем больше в нем будет воды.

При этом давление станет неравномерным — сильным при заполненном резервуаре и более низким при его опорожнении. Чтобы обеспечить сильный и равномерный поток воды, установите давление в камере с воздухом или газом в пределах 1.5 бар.

Давление воды в водопроводе устанавливается с помощью реле. При регулировке давления в расширительной камере эти значения необходимо учитывать.

Регулировка бака в водонагревателе

Расширительный бак, который используется для горячего водоснабжения, изначально не должен содержать воду. Давление в устройстве устанавливается на значение, которое на 0,2 превышает верхний порог отключения насоса. Например, если реле настроено на отключение оборудования при показании давления 4 бара, тогда давление в газовой камере расширительного бака должно быть установлено на 4.2 бар.

Бачок, установленный в трубопроводе водонагревателя, не служит для поддержания давления. Он предназначен для компенсации расширения при нагревании воды. Если выставить давление в нем на меньшее значение, вода всегда будет в баке.

Правила обслуживания гидроаккумулятора

Плановая проверка расширительного бачка заключается в проверке давления в газовом отсеке. Также необходимо осмотреть арматуру, запорную арматуру, воздухоотводчик, проверить работу манометра.Для проверки целостности бака проводится внешний осмотр.

Во время профилактического обслуживания следует измерить давление в баке и при необходимости скорректировать

Несмотря на всю простоту устройства, расширительные бачки для водоснабжения все же не вечны и могут выйти из строя. Типичные причины — разрыв мембраны или потеря воздуха через соску. Признаки поломок можно определить по частой работе помпы, появлению шума в системе водоснабжения.Понимание принципа действия гидроаккумулятора — это первый шаг к правильному обслуживанию и устранению неисправностей.

Характеристики и установка открытого резервуара

Устройство открытого типа Применяется все реже, так как требует постоянного вмешательства пользователя в свою работу. Расширительный бак открытого типа — это негерметичный бак, который служит для создания давления в водопроводе, накапливает воду, а также служит расширительной камерой.

К резервуару подключаются: сливной кран, трубы рециркуляции и подачи, регулирующая и переливная труба

Резервуар устанавливается над самой высокой санитарной точкой, например, на чердаке, вода поступает в систему через сила тяжести.Каждый метр, на который поднимается прибор, увеличивает давление в водопроводе на 0,1 атмосферы. Для автоматизации процесса подачи воды резервуар оборудован поплавковым выключателем и установлено автоматическое реле, которое будет включать и выключать насос.

Емкость монтируется в незамерзающем помещении, накрывается крышкой от пыли и мусора, обматывается минеральной ватой или другим утеплителем

Такой способ организации водоснабжения требует регулярного контроля со стороны пользователя, иначе вода в минусовые температуры могут замерзнуть (если помещение не отапливается).Жидкость улетучится, поэтому доливать ее придется постоянно.

Кроме того, эта емкость громоздка и неэстетична, так как в доме необходимо иметь чердак. Но главный недостаток устройства — бак не способен работать в условиях высокого давления воды в системе.

Все о расширительных баках — классификация, назначение, регулировка и признаки неисправностей:

Некорректная работа насосной станции, часто связанная с неисправностями гидроаккумулятора:

Нюансы выбора гидробаков для водоснабжения:

Еще на стадии проектирования и При разработке системы водоснабжения необходимо продумать все принципиально важные моменты и просчитать все параметры.Если нет уверенности в безошибочности своих расчетов и правильном выборе емкости для водоснабжения, лучше обратиться к специалистам. Многие компании, которые занимаются реализацией профессионального оборудования, бесплатно предоставляют консультации или даже проводят расчеты. Это поможет избежать ошибок и растраты.

Мембранный бак работает следующим образом: после установки системы и подключения к электросети включается насос и начинает закачивать воду в водяную камеру; в то время как объем воздуха в воздушной камере резервуара уменьшается на количество поступающей в резервуар воды.Когда объем воздуха уменьшается, давление в мембранном баке увеличивается. После того, как давление в мембранном баке превысит давление отключения насоса, заданное на реле давления, насос отключается и остается в выключенном состоянии до тех пор, пока давление в системе не упадет в результате забора ( Вода подается непосредственно к потребителю из мембранного бака ), после чего снова включается насос и т. д.

Поскольку давление воздуха в мембранном баке уравновешивается давлением воды, мембрана постоянно находится в свободном состоянии, не испытывая внутренних напряжений — она ​​«плавает» в баке между водой и воздухом.Давление в мембранном баке можно контролировать с помощью манометра. На нем же реле давления настроено на требуемый рабочий диапазон мембранного бака.

Где используется мембранный бак?

Использование мембранных баков в системах отопления
При нагревании котла температура теплоносителя в нем повышается, и жидкость расширяется. Жидкость практически несжимаема, и если система обогрева не оборудована дополнительным устройством, позволяющим отвести дополнительный объем, то неизбежно произойдет ее разрушение.Чтобы этого не произошло, используются расширительные бачки.

Использование мембранных резервуаров в системах водоснабжения и водоподготовки
Резервуары для воды (гидроаккумуляторы) служат для накопления определенного количества воды, чтобы ее можно было дозировать под нужным давлением в нужное время.

Другие функции мембранных баков
Расширительные баки могут использоваться для предотвращения разрушения системы от гидравлического удара. Также цистерны могут использоваться как емкости с огнетушащей жидкостью в системах пожаротушения, так и как резервные емкости при отключении электричества.Гидравлические баки используются не только в бытовых, но и в промышленных и сельскохозяйственных системах водоснабжения. При этом профессиональная серия рассчитана на рабочее давление до 16 бар.

Каковы конструкции мембранных резервуаров?

Баки со сменной диафрагмой
Бывают горизонтального и вертикального исполнения. Отличительная особенность — жидкость целиком находится внутри мембраны и не контактирует с металлической поверхностью резервуара. Мембрана заменяется фланцем, который фиксируется несколькими болтами.При больших объемах расширительного бака мембрана баллонного типа крепится задним концом к ниппелю через резьбовое соединение для стабилизации наполнения.

Баки с фиксированной диафрагмой
Внутренняя поверхность бака разделена на два объема мембраной. Мембрана — диафрагма несъемная, жестко закрепленная по периметру секции резервуара. В одном объеме находится воздух, в другом — охлаждающая жидкость или питьевая вода. Наружная поверхность емкости покрыта эмалью, а внутренняя поверхность, контактирующая с жидкостью, является влагонепроницаемой.

Как правильно установить мембранный бак?

Перед установкой резервуара необходимо убедиться, что параметры правильно определены в техническом расчете. Категорически запрещается установка мембранного бака без проверки технических расчетов и параметров, так как это может привести к повреждению людей, системы отопления или самого бака.
Мембранный бак должен устанавливаться только обученным техником. Мембранный резервуар должен быть технически правильно установлен и надежно подсоединен к трубопроводу и фундаменту.Если масса цистерны превышает 30 кг, необходимо зафиксировать ее специальным приспособлением, чтобы избежать повреждений.
В системах, оборудованных мембранным баком, должны быть установлены предохранительные устройства, которые ограничивают давление и гарантируют, что максимальное рабочее давление не может быть превышено.
Для предотвращения электролитической коррозии бак должен быть надежно заземлен.

Предварительное давление в мембранном баке
На заводе в мембранном баке устанавливается предварительное давление воздуха (не более 4 бар).Предварительное давление можно отрегулировать на месте в соответствии с условиями эксплуатации. Правильная установка предварительного давления обеспечивает надежную работу всей системы и длительный срок службы мембраны.
При установке системы всегда рекомендуется проверять предварительное давление в мембранном баке. Перед изменением предварительного давления необходимо опорожнить резервуар. Предварительное давление должно быть ниже давления пуска насоса. Для правильной установки этого давления мы рекомендуем использовать представленную здесь таблицу настройки.

Максимальный и фактический объемы мембранного бака
Максимальный объем воды, содержащейся в мембранном баке, не может быть более
75% от его общего объема. Фактический объем содержащейся в нем воды, как правило, намного меньше, потому что лишь в редких случаях, обусловленных спецификой того или иного технологического процесса, давление в мембранном баке воды достигает 10 бар. Следовательно, если перепад давления между включением и выключением насоса не превышает 2 — 2.5 бар (наиболее приемлемый диапазон в диапазоне автономной подачи воды), реальный объем воды в мембранном баке будет примерно 30-35% от его общего объема.
Чем больше разница между давлением включения и выключения насоса, тем больше фактический объем мембранного бака.

Минимальный объем мембранного бака
Минимально допустимый объем мембранного бака напрямую зависит от максимально допустимого количества пусков насоса в час и от интенсивности водозабора, а также от того, какие значения давления Насос будет включаться и выключаться.
Минимально допустимый объем мембранного бака можно определить из следующего приблизительного выражения:
V = 2Q / N,
где V — объем мембранного бака, м3
Q — перспективный анализ воды, м3 / ч
N — максимально допустимое количество включений насоса в час
Для продления срока службы электродвигателя насоса рекомендуется подбирать мембранный бак, объем которого немного превышает минимально допустимый. Допускается установка двух и более мембранных резервуаров в одной системе, причем давление в воздушных камерах этих мембранных резервуаров должно быть одинаковым.

Техническое обслуживание мембранных баков
Необходимо, чтобы операция выполнялась только квалифицированными специалистами.
Мембранные баки необходимо обслуживать не реже одного раза в год, а результаты предварительной закачки воздуха должны соответствовать значению, указанному на этикетке + 20%.
При предварительном впрыске воздуха бак должен быть полностью осушен.
Если во время предварительного впрыска воздуха давление отличается от давления, указанного на этикетке, его необходимо восстановить до исходного уровня.
Не отсоединяйте расширительный бачок до тех пор, пока он полностью не будет опорожнен с помощью сливного крана. Бак необходимо беречь от сильного холода.

Меры предосторожности
Предварительное давление ни в коем случае не должно превышать уровень, указанный на информационной табличке и установленный на каждом резервуаре. Мембранный бак ни в коем случае нельзя разбирать или разбирать во время работы. Запрещается расширять резервуар и открывать его с применением силы. Всегда соблюдайте спецификации, указанные на информационной табличке.Никогда не превышайте максимальную рабочую температуру и максимальное рабочее давление. Не используйте мембранный бак для других целей.
Каждый мембранный резервуар протестирован, протестирован индивидуально или совместно, упакован на заводе.

(PDF) Расчет скорости кипения сжиженного природного газа в цистернах судов-перевозчиков Mark III путем численного анализа

M. Miana et al: Расчет скорости кипения сжиженного природного газа в цистернах судов-перевозчиков Mark III

Численный анализ.

27

[23] Дж. Г. Ким, Ю. М. Ким, К. С. Ким: Исследование нестационарного анализа распределения температуры мха-носителя СПГ типа

по системе изоляции, Журнал океанической инженерии и технологий,

11 (1997), стр. 159 — 168.

[24] Дж. Хео, Й. Б. Ли: Расчет теплового потока для теплового равновесия перемычки в перевозчике СПГ

, Журнал Общества морских архитекторов Кореи, 35 (1998), стр 98 — 106

[25] С.О. Сонг, Дж. Х. Ли, Х. П. Джун, Б. Сунг, К. К. Ким, С. Г. Ким: Исследование трехмерного распределения температуры

и разработка программы расчета BOR для

носителя СПГ мембранного типа. , Журнал Корейского общества морской инженерии,

Vol.23 (1999), Is 2, pp. 140 — 149

[26] Дж. Х. Ли, К. К. Ким, С. Т. Ро, Х. С. Чанг и С. Г. Ким: Исследование термического анализа распыления

Охлаждение для СПГК мембранного типа во время период охлаждения, транзакции

Корейского общества инженеров-механиков B, 27 (2003), стр. 125–134.

[27] Джу Хео, Й.Дж. Ли, Дж. Р. Чо, М. К. Ха, Дж. Н. Ли: Тепло Анализ перемещения и оценка BOG груза сжиженного природного газа мембранного типа

во время груженого рейса, Транзакции Корейского общества инженеров-механиков

A, 27 (2003), стр.393 — 400.

[28] B Шапиро: Создание упрощенного моделирования электронных систем: обзор и

Предлагаемое использование существующей редукции модели и идентификации экспериментальной системы

Инструменты, IEEE Trans. Компон. Packag.Technol., 26 (2003), pp. 165–172.

[29] S Somarathne, M Seymour, M Kolokotroni: Динамическое тепловое моделирование CFD типичного офиса

с помощью эффективных методов решения переходных процессов, Building Environment, 40 (2005), стр. 887

— 896.

[30] F He, L Ma: Управление температурным режимом батарей с использованием активного контроля температуры и

Возвратно-поступательный поток охлаждения, Международный журнал тепло- и массообмена, 83 (2015)

стр. 164–172.

[31 ] WA Silva: Дискретные линейные и нелинейные аэродинамические импульсные характеристики для эффективного анализа

CFD, Ph.D. диссертация, College William Mary, Williamsburg, VA, 1997.

Определение размеров расширительных баков для горячей воды

Расширительные баки требуются в системах отопления, охлаждения или кондиционирования воздуха, чтобы избежать недопустимого повышения давления в системе при расширении воды во время нагрева.

Взрывная сила перегретой воды

• 1 фунт (0,45 кг) нитроглицерина> 2000000 фут-фунтов _f (2700000 Дж)
• 1 фунт (0,45 кг) из вода, выделяющаяся в пар> 750000 фут-фунтов _f (100000 Дж)

Расширительные баки обычно проектируются как

• открытые баки
• закрытые баки сжатия
• мембранные баки

Чистое расширение объем воды при нагревании можно выразить как

V _нетто = (v ₁ / v ₀ ) — 1 (1)

V _нетто = объем воды для расширения ( футов ³ , м ³ )

v ₀ = удельный объем воды при начальной (холодной) температуре (футы ³ / фунт, м ³ / кг)

v ₁ = удельный объем воды при рабочей (горячей) температуре (футы ³ / фунт, м ³ / кг)

Открытые расширительные баки

Требуемый объем открытого расширения бак можно выразить как

V _et = k V _w [(v ₁ / v ₀ ) — 1] (2)

V _et = требуемый объем расширительного бака (галлон, литр)

k = коэффициент безопасности (обычно примерно 2)

V _w = объем воды в системе (галлон, литр)

v ₀ = удельный объем вода при начальной (холодной) температуре (футы ³ / фунт, м ³ / кг)

v ₁ = удельный объем воды при рабочей (горячей) температуре (футы ³ / фунт , м ³ / кг) 90 689

Обратите внимание, что в открытом расширительном баке свежий воздух постоянно поглощается водой и имеет тенденцию вызывать коррозию системы.Открытые расширительные баки также должны быть расположены над самым высоким нагревательным элементом, как правило, на крыше зданий, где они могут подвергаться замерзанию.

Закрытые расширительные баки для сжатия

Закрытые компрессионные баки могут быть спроектированы как регулируемые расширительные баки

• — воздух откачивается или впрыскивается автоматическими клапанами в баки для управления давлением в системе при повышении или понижении температуры и расширения воды
• Резервуары с подушками под давлением — вода откачивается или нагнетается в системы для компенсации повышения или понижения температуры
• Компрессионные резервуары с закрытыми объемами газа — резервуары содержат определенные объемы газа, который сжимается при повышении температуры и объемов системы

Требуемый объем в закрытом расширительном баке

V _и = k V _w [(v ₁ / v ₀ ) — 1] / [(p _a / p ₀ ) — (p _a / p ₁ )] (3)

где 9 0003

p _a = атмосферное давление — 14.7 (psia)

p ₀ = начальное давление системы — холодное давление (psia)

p ₁ = рабочее давление системы — горячее давление (psia)

• начальная температура 50 ^o F
• начальное давление 10 фунтов на кв. Дюйм
• максимальное рабочее давление 30 фунтов на кв. w [(v ₁ / v ₀ ) — 1] / [1 — (p ₀ / p ₁ )] (4)
  • начальная температура 50 ^o F
  • начальное давление 10 psig
  • максимальное рабочее давление 30 psig
  • Фактор безопасности прибл. 2
  • коэффициент приемки прибл. 0,5

  Пример — Объем в открытом расширительном баке

  Система с 1000 галлонов воды нагревается от 68 ^o F до 176 ^o F .

  Минимальный объем расширения в открытом расширительном баке с коэффициентом безопасности 2 можно рассчитать как

  V _et = 2 (1000 галлонов) [((0,01651 фута ³ / фунт) / (0,01605 фута) ³ / фунт)) — 1]

  = 57 (галлонов)

  Расчеты отпарного газа (болота) для криогенных резервуаров для сжиженного природного газа

  
  Выкипающий газ уже неоднократно обсуждался на «Чересах» в нескольких постах.

  Недавно я наткнулся на статью о выкипающем газе из резервуаров СПГ, которая показалась мне весьма интересной. Сегодняшняя запись в блоге связана с расчетами отпарного газа на основе этой статьи для криогенных резервуаров для хранения СПГ с некоторыми стандартными объемами, такими как 140 000, 160 000, 180 000 и 200 000 м ³ (упоминается в статье как килолитры или килограммы).

  В статье приведены значения утечки тепла (другими словами, попадание тепла) для указанных выше четырех емкостей резервуаров для криогенных резервуаров для хранения СПГ, а BOG рассчитывается на основе простого теплового баланса от утечки тепла в резервуары.Значения утечки тепла приведены в таблице 1 статьи, а ссылка на статью:

  http: //www.enggjourn…10-02-04-30.pdf

  Обратите внимание, что запись в блоге не предоставлять расчет или основу значений утечки тепла, как предусмотрено в статье, а значения утечки тепла были рассмотрены на основе «как есть где есть», как указано в статье.

  Перейдем к расчетам для различных емкостей резервуаров:

  140000 м ³

  Величина утечки тепла (Q), указанная в статье для этой емкости, составляет 169 919 Вт.

  1 W = 0,001 кДж / с

  или

  169 919 Вт = 169,919 кДж / с

  Предполагается, что скрытая теплота парообразования (λ) коммерческого СПГ составляет 512 кДж / кг

  Тепловой баланс с фазовым переходом может быть представлено как:

  Q = m * λ

  или

  m = Q / λ

  где:

  m = расход газа выкипания, кг / с

  Q = утечка тепла, кДж / с

  λ = Скрытая теплота испарения СПГ, кДж / кг

  Расчеты

  m = 169.919/512 = 0,3319 кг / с

  или м = 0,3319 * 3600 * 24 = 28,676 кг / день

  160 000 м ³

  Величина утечки тепла (Q), указанная в статье для этой мощности, составляет 168 243 Вт.

  1 W = 0,001 кДж / с

  или

  168 243 Вт = 168,243 кДж / с

  Предполагается, что скрытая теплота испарения (λ) коммерческого СПГ составляет 512 кДж / кг

  A Тепловой баланс с фазовым переходом может быть представлен как:

  Q = m * λ

  или

  m = Q / λ

  , где:

  m = расход газа выкипания, кг / с

  Q = утечка тепла , кДж / с

  λ = Скрытая теплота испарения СПГ, кДж / кг

  Расчеты

  m = 168.243/512 = 0,3286 кг / с

  или м = 0,3286 * 3600 * 24 = 28 391 кг / день

  180 000 м ³

  Значение утечки тепла (Q), указанное в статье для этой мощности, составляет 166,552 Вт.

  1 W = 0,001 кДж / с

  или

  166,552 W = 166,552 кДж / с

  Предполагается, что скрытая теплота испарения (λ) коммерческого СПГ составляет 512 кДж / кг

  A Тепловой баланс с фазовым переходом может быть представлен как:

  Q = m * λ

  или

  m = Q / λ

  , где:

  m = расход газа выкипания, кг / с

  Q = утечка тепла , кДж / с

  λ = Скрытая теплота испарения СПГ, кДж / кг

  Расчеты

  m = 166.552/512 = 0,3253 кг / с

  или м = 0,3253 * 3600 * 24 = 28,105 кг / день

  200000 м ³

  Величина утечки тепла (Q), указанная в статье для этой мощности, составляет 163,253 Вт.

  1 W = 0,001 кДж / с

  или

  163,253 W = 163,253 кДж / с

  Предполагается, что скрытая теплота испарения (λ) коммерческого СПГ составляет 512 кДж / кг

  A Тепловой баланс с фазовым переходом может быть представлен как:

  Q = m * λ

  или

  m = Q / λ

  , где:

  m = расход газа выкипания, кг / с

  Q = утечка тепла , кДж / с

  λ = Скрытая теплота испарения СПГ, кДж / кг

  Расчеты

  m = 163.253/512 = 0,3188 кг / с

  или m = 0,3188 * 3600 * 24 = 27 544 кг / день

  Интересно отметить, что по мере увеличения емкости резервуара для СПГ скорость BOG уменьшается.

  Что ж, это то, что у меня есть сегодня для читателей моего блога, и я надеюсь получить несколько комментариев к этой записи в блоге от инженеров-технологов, которые активно участвуют в проектировании хранилищ СПГ и терминалов.

  С уважением,
  Анкур.
  

  Страница не найдена — в MoS Way

  Самая важная информация из мира СПГ

  статья MoS & CNC Workshop 22 — 23 апреля

  статья Прогресс в сети TEN-T

  article Итоговая конференция проекта TDI RETE-GNL состоялась 27 ноября

  Правила, законы и законодательство о СПГ

  артикул Стандарт бункеровки поддерживает использование СПГ

  article Бункеровка СПГ по-прежнему является ключевым решением правила

  ИМО по ограничению серы на 2020 год

  article CME Group объявляет о запуске фьючерсного контракта на СПГ DES Japan (Rim)

  Текущие и будущие проекты СПГ

  статья MoS & CNC Workshop 22 — 23 апреля

  статья Проект TDI RETE-GNL — технологические и производственные решения по поставке и бункеровке СПГ в приграничных зонах порты

  статья Новые парадигмы физического Интернета в цепочке поставок последней мили

  Анализ, данные и отчет о тенденциях рынка СПГ

  артикул Ue-Japan, сотрудничество также касается рынка СПГ

  статья Терминал СПГ спасает рабочие места в порту Великобритании

  артикул Терминал СПГ в Корк привлечет больше круизного бизнеса

  Семинар, события и другая полезная информация о СПГ

  article «Первая» баржа-бункеровщик СПГ в Северной Америке

  статья Накилат расширяет совместное предприятие с Маран

  статья о сетевой конференции MoS Way — «Проблемы бункеровки и обучения СПГ»

  Свойства мембранных резервуаров для перевозки СПГ на судах

  СПГ в качестве топлива теперь является проверенным и доступным решением для судоходной отрасли.Хотя в ближайшем будущем обычное топливо на нефтяной основе останется основным вариантом топлива для большинства существующих судов, коммерческие возможности СПГ представляют интерес для многих новых проектов строительства и конверсии.

  СПГ (сжиженный природный газ) представляет собой природный газ (например, метан) в жидкой форме и считается самым чистым горючим топливом. Он сравнительно доступен в изобилии и относительно недорого. Согласно последнему отчету, США лидируют по использованию СПГ с 76% U.S дома, использующие СПГ в качестве топлива для отопления.

  Кредиты изображений: Википедия / Quatar Gas / devopstom

  Свойства СПГ

  Как обсуждалось ранее, СПГ представляет собой жидкую форму природного газа, конденсированного при -160 ° C при атмосферном давлении.

  В отличие от природного газа (КПГ), СПГ сжимается в жидкость для транспортировки, поскольку газ занимает больше места. Транспортировка КПГ (сжатого природного газа) использует закон Бойля (при постоянной температуре и массе давление обратно пропорционально объему), чтобы занимать меньше места по сравнению с природным газом, но все же он уступает СПГ.

  Например, возьмем по 1000 кг СПГ и КПГ каждый. Давайте построим резервуар для любого из этих видов топлива и сравним минимальный объем резервуара, необходимый для их размещения.

  Плотность СПГ составляет 450 кг / м ³ (приблизительно) при -160 градусах Цельсия (Атм. Давление)

  Плотность КПГ составляет 194 кг / м ³ (приблизительно) при 30 ° C (250 бар)

  Кроме того, резервуары для КПГ подвергаются воздействию высокого давления (более 200 бар), поэтому резервуары (также связанные с ними трубопроводы) должны соответствовать правилам конструкции резервуаров высокого давления и всем правилам безопасности резервуаров высокого давления.Это дает газовозам-СПГ преимущество перед газовозами КПГ с точки зрения экономики и безопасности.

  Типы грузовых танков СПГ

  Резервуары

  для СПГ производятся с учетом различных свойств сжиженного природного газа, как описано в предыдущем параграфе. На судах используются три основных типа систем удержания СПГ:

  1. Тип мембраны

  2. тип MOSS

  3. Призматический тип

  Изолирующая система мембранного типа дополнительно классифицируется следующим образом:

  (Двумя основными разработчиками грузовых танков мембранного типа являются Газтранспорт и Технигаз.)

  1. Mark-III

  Mark-III изначально был разработан Технигазом. Он состоял из — Первичная мембрана: нержавеющая сталь (304L), толщина 1,2 мм, гофрированная, Вторичная мембрана: триплекс, Изоляция: полиуретановая пена толщиной 160 мм, армированная стекловолокном. (Толщина изоляции основана на допустимой скорости кипения (B.O.R).)

  2.GT-96

  ГТ-96 изначально был разработан «Газтранспортом». При этом как первичная, так и вторичная мембраны являются инварными (0.Толщиной 7 мм). Первичная и вторичная изоляция представляют собой фанерные ящики, заполненные перлитом.

  3.CS-1

  GTT разработал CS-1, который представляет собой комбинацию Mark-III и GT-96.

  Здесь первичная мембрана — инвар, а вторичная мембрана — триплекс.

  Выбор материала

  Интересно знать, что материал, используемый для этой мембраны, — нержавеющая сталь, а не углеродистая сталь. Причем толщина мембраны намного меньше (Mark III — нержавеющая сталь 1.2 мм, ГТ-96 –Инвар 0,7 мм). Это связано с тем, что материалы ведут себя по-разному при разных температурах. Характеристики материала меняются при значительном изменении температуры. Самое главное, энергия удара материала значительно уменьшается при криогенной температуре. Здесь следует отметить вязкость к температуре хрупкого перехода (DBTT).

  Температура перехода от вязкого к хрупкому

  Материалы при очень низких температурах демонстрируют переход от пластичности к хрупкости, также известный как переход нулевой пластичности (NDT), т.е.е. на этом этапе материал теряет пластичность.

  Пластичные материалы деформируются, прежде чем выйти из строя. Проще говоря, они подают предупреждающий знак перед выходом из строя, в то время как хрупкий материал выходит из строя без предупреждения, демонстрируя катастрофический отказ (например, стекло).

  Для системы удержания груза СПГ важно отметить, что материал мембраны, который находится в контакте с грузом, должен иметь очень низкую температуру перехода из пластичного в хрупкое состояние (DBTT).

  Кристаллическая структура

  Характеристики материала, используемого для изготовления, определяются кристаллической структурой, которая отображает устройство атома.Материал с гранецентрированной кубической структурой (например, аустенитная нержавеющая сталь, инвар) не демонстрирует перехода от пластичного к хрупкому, в то время как материал с объемно-центрированной кубической структурой (углеродистая сталь) имеет очень высокое значение DBTT.

  Объемно-центрированная кубическая структура

  Гранецентрированная кубическая структура

  Почему металлы FCC обладают высокой пластичностью?

  Металлы

  FCC обладают высокой пластичностью из-за концепции, называемой системой скольжения. Плоскости скольжения — это направление дислокации кристаллографической плоскости.Материалам с высокой атомной плотностью легче скользить друг по другу и вызывать пластическую деформацию; с другой стороны, для деформации ОЦК требуется очень большое напряжение сдвига, поскольку они слабо упакованы, и поэтому эти материалы разрушаются до того, как деформируются.

  Аналогично падению велосипедов на стоянке. Например, на стоянке, если велосипеды плотно упакованы (припаркованы), требуется лишь небольшое количество силы для того, чтобы многие велосипеды упали, аналогично, поскольку атомы плотно упакованы в металле FCC, они имеют тенденцию деформироваться, а затем выходить из строя.

  Теплообмен

  Еще одним важным фактором, который принимается во внимание при выборе материала для изготовления грузового танка для СПГ, являются характеристики теплопередачи материала. Теплопередача обычно зависит от свойств и толщины материала. Чем толще изоляция, тем меньше теплопередача.

  Для оценки теплопередачи от A к B мы используем закон теплопроводности Фурье.

  Q = k A ΔT / т

  Где Q — скорость теплопередачи, K — коэффициент теплопроводности, ΔT изменяется при температуре, t — толщина.

  Из приведенного выше уравнения очевидно, что скорость теплопередачи снижается с увеличением толщины.

  Изоляция защищает резервуар от внешнего тепла и, следовательно, снижает вероятность выкипания (испарения СПГ).

  Иногда изоляция проектируется таким образом, чтобы позволить определенному количеству выкипания, которое позже используется в качестве топлива.

  Отходящий газ

  Эта особая характеристика СПГ также учитывается при выборе материала для конструкции резервуара, как было сказано ранее.Толщина изоляции основана на допустимой скорости кипения (B.O.R).

  СПГ очень летуч и очень легко испаряется. Последующее сравнение воды и СПГ объясняет, насколько легко испарить СПГ.

  Приведенное выше сравнение объясняет, насколько легко СПГ испаряется.

  Два основных возможных способа образования отходящего газа:

  1) Попадание тепла

  2) Эффект выплескивания

  Управление BOG очень важно, поскольку они влияют на стоимость из-за потери груза и безопасности системы (они увеличивают давление в резервуаре).

  Отходящий газ в качестве топлива (блок-схема)

  Строительство резервуаров для СПГ

  Наиболее распространенными методами сварки, используемыми при строительстве резервуаров для СПГ, являются сварка TIG и плазменная сварка.

  Плазменная сварка имеет небольшое преимущество перед сваркой TIG из-за более высокой скорости сварки. Это увеличивает производительность.

  Качество сварного шва подтверждается визуальным осмотром и контролем окраски (стандарт ASTM 165).

  Сварка мембранного листа:

  Листы мембраны — стальные уголки : 1.Листы мембраны толщиной 2 мм привариваются к стальным уголкам толщиной 8 мм. Перед полной непрерывной сваркой выполняется предварительная прихваточная сварка для позиционирования мембранного листа.

  Аналогичный принцип выполняется при сварке внахлест листа мембраны с листом мембраны.

  По классу (ABS) шаг прихваточной сварки должен составлять 50-70 мм.

  Прерывистая сварка обеспечивает соединение листа мембраны с анкерными лентами.

  Важно отметить, что на крепежных заклепках не должно быть сварных швов.

  Прерывистая сварка — Источник: ABS

  Эти фиксирующие заклепки изготовлены из алюминия, и его растворение может привести к поломке.

  Дефекты сварки и методы ремонта в соответствии с ABS

  1) Перекрытие сварного шва / чрезмерная выпуклость: удалите излишек сварочного металла

  2) Чрезмерная вогнутость / кратеры / поднутрение: Подготовьте поверхность и переплавьте сварной шов с присадочным металлом или без него

  3) Неполное сплавление: Отшлифуйте неприемлемую часть и повторно сварите

  Приемлемые критерии:

  1) Ширина сварного шва: 3 мм <= 4.8 мм

  2) Зазор перед сваркой: 0,3 мм

  3) Окисление на тыльной стороне: Плоская часть: 10 мм, гофра: 20 мм,

  4) Горловина сварного шва:> 0,8 мм

  Приклеивание панели к внутреннему корпусу: Эпоксидная мастика (смесь смолы и отвердителя) прикрепляет панель к внутренней части корпуса. Эластичное поведение эпоксидной мастики компенсирует локальный прогиб корпуса.

  Триплексное соединение: Герметичность вторичного барьера зависит от триплексного соединения.Эпоксидный клей обеспечивает приклеивание к панели (520 гр / м ² ).

  Тест на герметичность резервуара:

  Тест на утечку гелия

  В этом испытании гелий вводится в слой изоляции и находится под избыточным давлением. На проверяемый сварной шов устанавливается вакуумная камера (колпак). Роль вытяжки состоит в том, чтобы всасывать протекающий гелий. Детектор собирает все ионы гелия, где сила сигнала затем преобразуется в скорость утечки.

  Испытание на герметичность вторичного барьера — Испытание на распад вакуума

  N ₂ или сухой воздух используется в испытании на распад вакуума.Предварительное испытание проводится перед началом фактического испытания, чтобы убедиться, что система работает должным образом.

  Между первичным и вторичным пространством создается перепад давления. В первичном пространстве поддерживается атмосферное давление, а во вторичном — около -500 мбар. Повышение давления отслеживают в течение определенного периода времени (обычно 12 часов) и строят кривую спада вакуума.

  Как оценивается целостность?

  Целостность оценивается на основе нормализованной площади пористости (NPA).В правилах указано

  NPA <= 0,85 см ² .

  NPA = (1,210 X 10 ^-3 V _IS ) / (A _SB X Δt)

  A _{SB —} Площадь поверхности вторичного барьера

  V _IS — Объем вторичного барьера

  Δt-Время от -400 мбар до -300 мбар

  Кривая затухания вакуума

  Тип системы герметизации, используемой для перевозки груза, зависит от нескольких факторов, таких как тип груза, возможные воздействия на конструкцию, способы их устранения и т. Д.

  К вам ..

  Знаете ли вы, какие еще пункты системы герметизации мембранного типа можно добавить в статью? Расскажите об этом в комментариях ниже.

  Сначала мы узнали о самом СПГ, в основном о его свойствах, возможных эффектах наличия криогенной жидкости внутри резервуара, теплопередаче, выборе материала, некоторых основных правилах сварки и о том, как целостность сварки обеспечивается с помощью гелиевого теста и SBTT. Помните, что статья ограничена грузовым танком СПГ мембранного типа, другим важным типом является MOSS Rosenberg.

  Ищете практичные, но доступные морские ресурсы? Ознакомьтесь с цифровыми руководствами Marine Insight: электронные книги для палубного отдела — ресурсы по различным темам, связанным с палубным оборудованием и операциями. Электронные книги для машинного отделения — Ресурсы по различным темам, связанным с механизмами и операциями машинного отделения. Экономьте по-крупному с помощью комбо-пакетов — Наборы цифровых ресурсов, которые помогут вам сэкономить по-крупному и включают дополнительные бесплатные бонусы. Электронные книги по судовым электрическим системам — Цифровые ресурсы по проектированию, обслуживанию и поиску и устранению неисправностей морских электрических систем

  Атмосферные резервуары — обзор

  15.3.2.4 Резервуары

  Резервуары с жидкостью, особенно легкой конструкции (атмосферные резервуары), подвержены специфическим явлениям во время землетрясения, все они связаны с образованием внутренних волн и их взаимодействие со стенками и крышей резервуара. Опыт показывает возможность повреждения стыка кровли со стеной (коробление и разрывы), повреждений основания боковой стены (коробление «слоновьей ноги»), повреждения элементов анкера между резервуаром и его основанием (если они есть ) и повреждение внутренних компонентов.При испытании резервуара, прежде всего, необходимо определить движение жидкости и силы, которые она оказывает на резервуар. Это явление особенно изучалось в Японии, где изучались экспериментальные резервуары для определения их реакции в случае реальных землетрясений. Простой метод анализа описан в ASCE (1986). Согласно этому методу жидкая масса разделяется на две части: нижнюю часть, которую можно считать жестко связанной с резервуаром, и верхнюю часть, которая колеблется относительно нее.Метод предоставляет формулы для расчета сил и высот колебаний на основе эталонного спектра землетрясения. Стенки резервуара можно считать жесткими в первом приближении, даже если существуют методы, учитывающие влияние гибкости стенок на результат (Велесос, 1974; Кана, 1978; Адамс, 1992). Гибкость стенок особенно важна при оценке сил, создаваемых нижней частью жидкости.

  Следует ли жестко привязать атмосферные резервуары к их базам? Альтернативным решением является не закрепление резервуара на якоре и придание ему конической формы для обеспечения бокового удержания; очевидно, что трубы и кабели, подключенные к резервуару, должны иметь достаточную гибкость.Во время землетрясения на Аляске в 1964 году незакрепленные танки были перемещены на 1,5 метра. Выбор между тем или иным решением является предметом споров, даже если преобладает мнение о заякоренных резервуарах с зонами крепления и анкерами большого размера, установленными на основной конструкции.

  Стенки резервуара имеют толщину (обычно 20 мм), если расчетное давление высокое (резервуары без атмосферного давления), и, следовательно, жесткость корпуса значительна. Деформируемые части резервуара высокого давления, подверженные сейсмическому воздействию, представляют собой несущую ферменную конструкцию (или опорные седла) и содержащуюся в ней жидкость, в результате чего вся конструкция ведет себя как двойной маятник.

  Первый маятник (перевернутого типа, то есть с его массой вверху и его пружиной внизу) имеет свою массу, в основном, образованную оболочкой и той частью содержащейся жидкости (расположенной в нижней части), которая следует за резервуаром в его колебание. Второй маятник, связанный с первым в верхней части, имеет массу, образованную той частью жидкости (расположенной в верхней части), которая колеблется автономно относительно оболочки. Силы возврата для двух маятников — это, соответственно, сила упругого возврата опорной конструкции и сила тяжести.

  В практических случаях собственный период первого маятника намного меньше, чем естественный период второго (например, 0,5 против 5 с). Таким образом, два маятника развязаны. Как следствие, поскольку первый маятник — это тот, который непосредственно принимает вибрацию земли, а второй — вибрацию первого, первый маятник будет иметь тенденцию колебаться с периодом, близким к его естественному, без значительного влияния второго маятника. один. Эти качественные анализы подтверждаются методами расчета динамического анализа (USAEC, 1963; ASCE, 1986).

  Чтобы убедиться, что собственный период колебаний жидкости значительно отличается от периода колебаний конструкции, полезны данные в таблице 15.6 (для цилиндрических вертикальных и сферических резервуаров).

  Таблица 15.6. Естественный период жидкости в резервуарах

  922 9159 м

  	Глубина заполнения
  	30%		50%		80%
  	Цилиндр	Сфера 15152	Сфера15
  D = 5 м	2.5 с	3,0 с	2,3 с	2,5 с	2,2 с	2,1 с
  D = 10 м	3,5 с	4,0 с	3,3 с	3,5 с 3,5 с	3,0 с
  D = 20 м	5,0 с	5,5 с	4,5 с	5,0 с	4,8 с	4,4 с
  6,2 с	7.0 с	5,2 с	6,2 с	5,8 с	5,3 с

  На практике пренебрежение колебаниями жидкости для резервуаров под давлением обычно консервативно. Фактически, рассмотрение всей жидкости как части конструкции приводит к увеличению массы, участвующей в преобладающей вибрации (вибрации первого маятника), и, следовательно, к увеличению соответствующих горизонтальных сейсмических сил. Поэтому эти резервуары сильно отличаются от резервуаров атмосферного давления (обычно цилиндрических с вертикальной осью), используемых для нефтепродуктов и других жидких продуктов.