мембранный расширительный бак системы отопления принцип работы

Изменение температуры меняет объем теплоносителя, что чревато опасными последствиями. 

Поддержание стабильных характеристик теплоносителя в системах отопления необходимо для их длительной безаварийной эксплуатации.

С этой целью в таких системах применяются различные устройства, одно из которых – мембранный расширительный бак.

  • Зачем он нужен
  • Устройство и принцип работы
  • Разновидности гидроаккумуляторов
  • Как правильно выбирать
  • Расчет оптимального объема
  • Требования, которые необходимо соблюдать при установке

Зачем он нужен

мембранный бак для системы отопления westerПрактически, все теплоносители для систем отопления представляют собой слабосжимающиеся жидкости.


Соответственно, возникает необходимость в использовании стабилизирующих устройств — мембранных расширительных баков для системы отопления (принцип работы), способных принять часть жидкости при увеличении объема и давления, и вернуть ее в контур циркуляции при снижении этих показателей.

Для компенсации объема теплоносителя в системе при изменении температуры применяют расширительные баки.

Среди них различают 2 вида устройств:

  1. открытые;
  2. закрытые (герметичные);

Открытые расширительные баки получили широкое распространение, но, постепенно, уступают место в системах отопления герметичным, поскольку, имеют ряд недостатков:

  • дополнительные расходы на установку, поскольку, они монтируются в верхней точке системы, чтобы создать необходимый уровень избыточного давления;
  • потери теплоносителя из-за естественного испарения, и, как следствие, необходимость постоянного контроля уровня жидкости и ее доливки;
  • опасность развития коррозионных процессов в системе за счет постоянного контакта нагретого теплоносителя с кислородом воздуха.

 

купить насос для прудаА вы знаете, какой надо купить насос для пруда? Прочитайте в полезной статье про лучшее оборудование для искусственных водоемов.

Какой нужен воздушный компрессор для пруда, написано на этой странице.


Герметичные расширительные баки таких недостатков лишены.

Устройство и принцип работы

Конструкция и принцип действия устройства становятся ясны уже из названия «мембранный бак».

Представляет он, герметично закрытую металлическую емкость, которая разделена на 2 камеры эластичной мембраной.

В одной из них – пневмокамере, содержится воздух или газ под давлением. В другую гидрокамеру поступает теплоноситель (про пластиковые резервуары для воды написано здесь).

Работает устройство следующим образом:

  • в состоянии равновесия, давление воздуха в пневмокамере компенсирует давление жидкости в системе отопления, объем гидрокамеры и теплоносителя в ней минимальны;
  • давление в мембранном баке системы отопленияпри увеличении давления жидкости в системе (в том числе, и при нагревании) увеличивается давление в гидрокамере, куда начинает поступать избыток теплоносителя;
  • за счет эластичности мембраны происходит уменьшение объема пневмокамеры, сопровождающееся ростом давления газа в ней;
  • как только увеличение давления в пневмокамере скомпенсирует рост давления в гидрокамере система снова приходит в равновесие.

 
При уменьшении давления теплоносителя в магистралях системы отопления протекают обратные процессы.

Сжатый в пневмокамере воздух (газ) расширяется, вытесняя жидкость из гидрокамеры в систему до тех пор, пока разница давлений не будет скомпенсирована.

Такая герметичная конструкция исключает контакт теплоносителя с воздухом, что существенно снижает вероятность развития коррозионных процессов не только в самом баке, но и в других элементах системы отопления – котлах, трубопроводах и т.д.

Кроме того, экспанзоматы (герметичные расширительные баки) в соответствии с СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов» комплектуются предохранительными клапанами (клапанами безопасности), которые позволяют ограничить максимальное давление в системе на допустимом по условиям эксплуатации уровне.

За счет этого, расширительный бак выполняет функции устройства защиты для элементов отопительной системы.

отзывы о септиках для загородного домаА что вы знаете о лучших септиках для загородного дома, отзывы о которых опубликованы в полезной статье? Прочитайте о том, как можно создать систему канализации своими руками.

Как сделать труборез своими руками, прочитайте здесь.

На странице: http://ru-canalizator.com/vodosnabzhenie/avtonomnoe/prud.html прочитайте, как сделать пруд для карпа на даче своими руками.

Разновидности гидроаккумуляторов

Для систем отопления производители выпускают баки, отличающиеся исполнением мембраны.

Мембраны для расширительных баков разделяются на:

  • баллонные;
  • диафрагменные.

 
Диафрагменная мембрана представляет собой несъемную перегородку, выполненную, чаще всего, из тонкого металла или эластичного полимера.

Основное отличие такого варианта – малая собственная емкость и способность компенсировать незначительные перепады давления в системе.

При нарушении работоспособности такого бака требуется его полная замена.

К достоинствам таких устройств относятся простота конструкции, надежность при эксплуатации и низкая цена.

мембранный расширительный бак системы отопления ценаМембрана баллонного типа представляет собой установленную внутри бака емкость из высококачественной резины, стойкой к значительным перепадам температур.

Используется фланцевое крепление мембраны, что позволяет произвести ее простую и быструю замену (как сделать монтаж запорной арматуры трубопроводов своими руками, написано здесь).

К преимуществам баллонных мембран относятся:

  • широкий диапазон рабочих давлений, при которых допускается применение герметичного расширительного бака;
  • возможность замены мембраны, благодаря которой, ремонт устройства (про ручной труборез для пластиковых труб написано здесь) становится быстрее и обходится дешевле;
  • простота задания минимального (настроечного) давления для любой системы.

 

При этом, доступны устройства различного исполнения, для горизонтальной и вертикальной установки, с креплением на строительные конструкции или установки на ножках, что существенно увеличивает гибкость проектирования систем отопления.

Как правильно выбирать

Правильный выбор расширительного бака является одной из задач, решение которой обеспечит безопасность эксплуатации системы отопления, в целом.

При выборе мембранного расширительного бака следует обращать внимание на следующие характеристики:

    установка мембранного расширительного бака в системе отопления

  • материал мембраны, устойчивость ее к высоким абсолютным значениям давлений и температур и их перепадам;
  • материал корпуса и его покрытие, в том числе внутреннее (устойчивость бака к коррозии);
  • соответствие устройства санитарным и гигиеническим требованиям;
  • исполнение (способ монтажа, в том числе и цанговых фитингов для пневмотрубок — написано в этой статье).

 
Главной характеристикой, по которой производится выбор бака, является его объем.

Расчет оптимального объема

В некоторых источниках встречается совет по выбору объема расширительного бака в пределах 10% общего объема теплоносителя в системе отопления.

Такой метод определения вместимости расширительного бака (как рассчитать объем гидроаккумулятора для отопления) базируется на том, что коэффициенты теплового расширения теплоносителя даже при содержании гликоля до 90% и нагреве до 100 градусов не превышают величины 0,08.

Однако, этот вариант расчетов не учитывает давления в системе и может давать значительные погрешности.

Более точный метод расчета необходимого объема мембранного бака использует соотношение:

  • V = C * Bt / (1 — ( Pmin / Pmax)).

 
В этом выражении:

  • гравитационная система отопления с мембранным расширительным бакомС – объем теплоносителя в системе;
  • Bt – коэффициент теплового расширения теплоносителя;
  • Pmin – начальное (настроечное) давление в расширительном баке;
  • Pmax – допустимое давление в системе (давление срабатывания предохранительного клапана).

 
Объем теплоносителя в системе определяется с учетом всех ее узлов. Этот параметр может быть получен из проектной документации на отопление.

Если же она недоступна, и определить точную величину показателя затруднительно, можно прибегнуть к ориентировочному расчету.

Суть его состоит в том, что объем теплоносителя в отопительных системах, напрямую, связан с отопительной мощностью – на каждый кВт приходится порядка 15 л жидкости.

Коэффициент теплового расширения жидкости определяется ее составом — чаще всего, в системах отопления частных домов и квартир используется вода, но не исключено и добавление в нее гликолей для улучшения характеристик.

Кроме того, этот коэффициент зависит от температуры теплоносителя.

Найти необходимые величины можно в таблицах объёма воды в трубе, которые приводятся в специальной литературе или на соответствующих интернет-ресурсах.

гравитационная система отопления с мембранным расширительным бакомМаксимальное давление в системе определяется минимальной из величин, допустимых для различных узлов. Именно на нее настраивается предохранительный клапан.

Настроечное (минимальное) давление бака соответствует первоначальному давлению в системе отопления при холодном теплоносителе.


Для большинства устройств существует возможность его точной регулировки штатными средствами (стравливания воздуха из бака или его накачкой обычным насосом).

Давление в баке можно контролировать при установке на него манометра.

Полученные в результате расчета значения дают увеличение объема теплоносителя в системе при его нагреве.

Бак выбирают по расчетному значению, с учетом коэффициента заполнения, округляя его в большую сторону.

Коэффициент заполнения бака зависит от начального и максимального давления и может быть найден по таблицам, которые предоставляют производители устройств или по таблицам в справочной литературе.

Источник: ru-canalizator.com

Назначение закрытых бачков

Все они, независимо от объемов, производительности, предназначены для нивелирования расширения теплоносителя (специальных жидкостей, воды), которое происходит при повышении его температуры.

Делается это для того, чтобы избежать разрушительных гидроударов, повреждений фитингов, арматуры, разрыва труб систем отопления, выдавливания прокладок.

Пример: теплоноситель (вода) расширяется на четыре процента с повышением температуры до 95 °С. Чего вполне хватает для выхода инженерной системы из строя.

Устройство и компоненты экспанзомата

Любое подобное современное изделие состоит из следующих конструктивных элементов:

  • корпуса;
  • камеры для теплоносителя;
  • газовой камеры, куда закачивается обычный воздух или инертный газ;
  • мембраны.

Вариант наполнения газовой камеры инертным газом является более предпочтительным, ведь обеспечивает емкости большую долговечность. Но обычный воздух более доступный.

Мембрана изготавливается из эластичных материалов, поэтому способна изменять свое положение при увеличении или уменьшении температуры теплоносителя. Этот элемент конструкции бывает диафрагменного или баллонного типа, при этом принцип действия у них аналогичный.

Подсоединение баков к отопительной системе происходит с помощью специального патрубка. Для закачивания газа предусмотрен клапан. Емкости закрытого типа типа изготавливаются в горизонтальной или вертикальной компоновке, что облегчает комплектацию системы отопления.

Емкости, предназначенные для установки в закрытые отопительные системы, оснащаются манометрами для контроля внутреннего давления. Аналогичные изделия, предназначенные для монтажа в системы обычных частных домов, работают при невысоких нагрузках, не превышающих 3,5-4 бар, поэтому в измерительных приборах не нуждаются.

А также в продаже можно найти резервуары двух видов:

  • с несменной или стационарной мембраной диафрагменного типа, то есть порыв, износ которой приведет к замене всего прибора;
  • со сменной мембраной балонного типа.

В первом случае изделия отличаются более демократичной ценой, во втором большей функциональностью, ремонтопригодностью и долговечностью.

Конструкция фланцевых бачков позволяет износившуюся или поврежденную мембрану заменить, причем в ряде случаев это получится сделать даже самому. А еще сменные мембраны способны выдержать большее давление.

Схема действия расширительного бачка

Когда теплоноситель холодный, то мембрана бака занимает максимально большое пространство. При повышении температуры давление на нее возрастает.

В результате указанный элемент конструкции преодолевает сопротивление инертного газа или воздуха и изменяет свое положение, освобождая больше места для образовавшегося излишка жидкости.

При остывании теплоносителя происходит процесс обратный, описанному выше. А дальше циклы многократно повторяются.

Рекомендации по выбору емкости

Важнейшей особенностью, на которую следует обращать внимание при выборе модели расширительного бачка, является объем ее резервуара. Для закрытых систем с небольшим контуром, объем теплоносителя в котором не превышает 150 л, вместительность рассчитать несложно.

Так, она должна составлять:

  • при использовании в качестве теплоносителя воды — 10% от объема всей системы отопления (например, если этот показатель равняется 100 литрам, то расширительный бачок должен вмещать не менее 10 литров);
  • при использовании в качества теплоносителя гликолевой жидкост-и — 15% от объема системы отопления.

В последнем случае емкость должна быть внушительней из-за большего коэффициента расширения указанного антифриза.

Объем бака для более вместительных систем, по контуру которых циркулирует более 150 л, удобнее всего вычислить, используя параметр общего объема системы и таблицу для подбора бака.

Чтобы вычислить общий объем системы, можно использовать такие способы:

  1. Измерить объем теплоносителя, циркулирующего во всех отдельных элементах системы (котла, радиаторов, трубопроводов) с последующим суммированием полученных результатов. Этот способ отличается высокой трудозатратностью, но в тоже время является наиболее точным.
  2. Умножить каждый киловатт мощности котла на 15, приняв, что в среднем на 1 кВт приходится около 15 л теплоносителя. Этот способ отличается простотой, но следует помнить о том, что доверять результату можно только, когда есть уверенность в правильном подборе нагревательного элемента для системы.
  3. Слить всю воду из системы и заново заполнить ее, подсчитав необходимый литраж.

Также для расчета необходимого объема бачка можно воспользоваться формулами или онлайн калькулятором. Для чего необходимо знать объем теплоносителя, его температуру и давление в системе.

Способ с формулами более сложный и полученный в результате вычислений объем будет не существенно отличаться от грубого расчета, приведенного выше. Более того, найденное значение предстоит округлить в большую сторону.

Наиболее практичным решением при выборе станет расширительный бачок, предназначенный для систем отопления закрытого типа, оснащенный предохранительным клапаном.

Причина в том, что при забросе давления до критических норм приспособление вступит в работу и стравит его. То есть указанный клапан способен существенно повысить безопасность всей системы отопления.

При покупке емкости следует учитывать то, что для обозначения расширительных баков, использующихся для отопления, чаще всего применяется красная краска.

Такая особенность поможет отличить нужное изделие от других подобных, к примеру, схожих размерами и формой бачков для водоснабжения – гидроаккумуляторов, которые преимущественно покрываются синей эмалью.

Но при необходимости можно найти резервуары различных расцветок, что поможет разместить нужный в любом помещении без снижения его эстетических качеств.

Также следует обращать внимание при выборе на качество материалов, использованных при производстве корпуса емкости, мембраны. И наличие гарантии на приобретаемое оборудование и руководства по монтажу и подключению его в систему.

Как осуществить монтаж?

Каких-либо существенных ограничений, влияющих на место установки расширительного бачка в системе, нет. Все же установку желательно производить в любой удобной точке обратной магистрали имеющейся системы отопления.

Причина в том, что там теплоноситель прохладнее. А это позволяет существенно продлить ресурс расширительной емкости, ее мембраны.

Кроме того, если установить бачок неподалеку от твердотопливного котла, то в определенных ситуациях в камеру для теплоносителя может попасть пар. В результате чего емкость потеряет способность производить компенсацию расширения теплоносителя.

Установка резервуара может осуществляться двумя способами. К ним относятся монтаж:

  • на стене;
  • на полу.

Но следует понимать, что первый вариант предназначен только для случаев, когда расширительная емкость имеет умеренный объем.

Не следует экономить на подключении бака к системе отопления.

Так указанная процедура должна выполняться с применением:

  • отсекающего крана с, так называемой, «американкой» — этот элемент конструкции позволит оперативно вывести резервуар с эксплуатации, а при необходимости заменить его, причем не дожидаясь остывания теплоносителя;
  • тройника с краном для слива, что позволит перед заменой бака быстро его опустошить;
  • манометра для измерения давления;
  • предохранительного клапана или ниппеля для регулировки давления внутри оборудования.

После монтажа бачка его предстоит правильно настроить, учитывая рекомендации производителя, приведенные в инструкции к приобретенному оборудованию. Чтобы давление в баке было соответствующим, т.е. меньшим, чем в системе, что позволит мембране деформироваться при нагревании теплоносителя.

Если расчеты были выполнены не верно и в системе отопления размещен резервуар меньшего, чем нужно объема, то он не справится со своими обязанностями, но исправить ошибку можно.

Для чего нужно приобрести и установить в систему вторую емкость. Емкость которого составляет разницу между нужным объемом и имеющимся у работающего в системе бака. Такой способ сократит финансовые потери.

Техническое обслуживание при эксплуатации

Нужно помнить, что при перерывах в использовании баки, как и другие компоненты системы отопления, следует опустошать с последующей просушкой. Игнорировать этот пункт не следует, так как его несоблюдение приведет к появлению коррозии и снижению сроков эксплуатации.

При использовании любого закрытого бака владельцам регулярно следует выполнять ряд несложных операций.

К которым относятся:

  • периодические осмотры на предмет выявления коррозии, механических повреждений – такая процедура должна производиться дважды в год;
  • проверка давления в системе, что выполняется через каждые полгода;
  • периодические осмотры целостности мембраны – такие операции производятся согласно рекомендациям производителя.

А кроме того, на протяжении всей эксплуатации пользователям придется соблюдать требования относительно допустимых норм температуры и давления.

Для ремонта резервуаров следует использовать исключительно оригинальные комплектующие, так как это обеспечит не только нужную производительность, но и безопасность использования.

С правилами и особенностями подбора расширительного бачка для отопительных систем открытого типа ознакомит следующая статья, прочитать которую стоит владельцам домов с открытыми контурами отопления.

Выводы и полезное видео по теме

Первый ролик поможет разобраться в особенностях современных расширительных баков, их правильного выбора:

Следующий видеоматериал даст возможность понять то, как правильно осуществить монтаж купленного расширительного бака:

Бачок закрытого типа является практичным, долговечным, эффективным и безопасным решением для системы отопления. Но, чтобы получить ожидаемый результат необходимо сделать правильный выбор и монтаж изделия в систему отопления и его настройку.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, делитесь полезной информацией и фото по теме статьи. Расскажите о том, как подбирали закрытый бачок для системы отопления в загородном доме. Откройте ваши технологические секреты, которые будут полезны посетителям сайта.

Источник: sovet-ingenera.com

Устройство и принцип работы мембранного бака

Начнем с того, что конструктивно аппараты, предназначенные для отопления и водоснабжения (гидроаккумуляторы), имеют некоторые отличия и путать их между собой нельзя. В то же время принцип работы мембранного бака одинаков вне зависимости от его конструкции.

расширительный бак в системе отопления

Общее устройство подобных резервуаров следующее: внутри герметичного металлического корпуса цилиндрической формы находится резиновая мембрана (в народе – «груша»). Она бывает двух типов:

  • в виде диафрагмы, разделяющей внутреннее пространство примерно пополам;
  • в виде груши, своим основанием прикрепленной к входному патрубку для воды.

Примечание. Второй тип мембран подлежит замене, для этого надо раскрутить фланец патрубка. Первый тип заменить нельзя, только вместе с корпусом.

разрез бака для системы отопления

Различие между сосудами для разных систем состоит в том, что мембранные расширительные баки для систем отопления наполняются теплоносителем, контактирующим изнутри с металлическими стенками. В емкостях для водоснабжения вода никогда не соприкасается с металлом, а в некоторых моделях даже предусмотрена промывка «груши». Данные модификации рекомендованы к применению в сетях питьевого водоснабжения.

расширительный бак мембраного типа

Еще одно отличие заключается в том, что мембраны для расширительных баков для воды изготавливаются:

  • из пищевой резины;
  • приспособленными к более высокому давлению, чем для отопительных.

Соответственно, «груша» в резервуаре для систем отопления адаптирована для работы при более высокой температуре. Сам же принцип действия аппаратов прост: под воздействием внешних сил (теплового расширения или воздействия насоса) емкость наполняется водой и растягивает мембрану до известных пределов. Увеличение «груши» с другой стороны ограничивает воздух, находящийся под определенным давлением. Для создания этого давления устройство бака предусматривает специальный золотник.

принцип работы мембранного бака

Когда внешнее воздействие прекращается и давление в сети трубопроводов падает из-за водоразбора или остывания теплоносителя, то мембрана постепенно выталкивает воду обратно в систему.

Рекомендации по выбору

Начнем с того, что мембранный расширительный бак для водоснабжения нельзя применять в отопительных сетях и наоборот. Причина – в каждой из систем свое давление и температура, а также требования к качеству воды. Между тем они внешне очень похожи, производители даже умудряются красить корпуса баков в один цвет (чаще всего – в красный). Как же отличить?

На каждом изделии прикреплена табличка с надписями – шильдик. На ней – вся информация, что нам необходима. Когда на шильдике написано, что максимальное рабочее давление составляет 10 Бар, а температура – 70 ºС, то перед вами – расширительный бак для холодного водоснабжения. Если же надпись гласит, что максимальная температура – 120 ºС, а давление – 3 Бар, то — это мембранный бак для отопления, все просто.

Второй критерий выбора – объем резервуара, он определяется таким образом:

  • для отопительной системы: рассчитывается общее количество теплоносителя в домовой сети и от него берется десятая часть. Это и будет вместительность бака с запасом;
  • для водоснабжения: здесь объем сосуда должен обеспечивать комфортную работу водяного насоса. Последний не должен включаться и отключаться чаще, чем 50 раз в час. Точнее определить цифру вам поможет торговый представитель;
  • для ГВС (бак для бойлера). Принцип тот же, что и с отоплением, только надо взять десятую часть от вместительности бойлера косвенного нагрева;

Внимание! Для компенсации теплового расширения воды в бойлере надо брать бачок, предназначенный для водоснабжения.

Как правильно установить мембранный бак

От того, насколько правильно будет установлен и подключен расширительный бак мембранного типа, зависит не только работоспособность той или иной системы, но и срок службы резервуара. Первое, что следует сделать – поставить и закрепить бачок к стене или полу в том положении, каком требует его инструкция по эксплуатации. Если в ней об этом ничего нет, то ниже по тексту мы уточним этот вопрос.

подключение расширительного бачка с системе отопления

Второй момент – на подводящей трубе необходимо установить отсекающий кран. Закрыв его, вы всегда сможете снять мембранный напорный бак для ремонта или замены. А чтобы при этом не залить полы помещения топочной, между отсекающим краном и емкостью стоит предусмотреть сливной штуцер и еще один кран. Тогда появится возможность опорожнить бак перед снятием.

Баки для систем отопления

В ситуации, когда документация на бачок не предписывает, как правильно сориентировать его в пространстве, мы посоветуем ставить резервуар всегда входным патрубком вниз. Это позволит на некоторое время продлить ему работу в системе отопления в том случае, если в диафрагме появится трещина. Тогда воздух, находящийся вверху, не поспешит проникать в теплоноситель. А вот когда бак перевернут вверх ногами, то более легкий газ быстро перетечет сквозь трещину и попадет в систему.

монтаж бака в системе отопления

Не принципиально, куда подключать подводку бачка – к подаче или обратке, особенно если источник тепла – газовый или дизельный котел. Для твердотопливных отопителей монтаж компенсирующего сосуда на подаче нежелателен, лучше присоединить его к обратке. Ну и в конце требуется настройка, для чего устройство расширительного мембранного бака предусматривает сверху специальный золотничок.

Полностью собранную систему надо заполнить водой и стравить воздух. Затем измерить давление около котла и сопоставить с давлением в воздушной камере бачка. В последней оно должно быть на 0.2 Бар меньше, чем в сети. Если это не так, надо его обеспечить, спустив или накачав воздух в мембранный бак для воды через золотник.

Баки для систем водоснабжения

В отличие от расширительных емкостей для отопления, гидроаккумуляторы можно ориентировать в пространстве как угодно, это большого значения не имеет. Также будет полезно установить на подводке к баку арматуру для отсекания его от сети и опорожнения.

гидроаккумулятор

А вот настройка для холодного и горячего водоснабжения разная. Дело в том, что давление  в трубопроводах создает насос, у которого есть верхний и нижний порог отключения. По ним и надо ориентироваться. Выставлять давление в мембранном баке, работающем в схеме холодного водоснабжения, надо на 0.2 Бар меньше нижнего порога отключения насоса. Это позволит избежать гидроударов в системе.

баки для системы водоснабжения

Что касается ГВС, то здесь давление воздуха в бачке должно быть больше на 0.2 Бар, чем верхний порог отключения насосной станции. Это нужно для того, чтобы в емкости не застаивалась вода. Больше полезной информации вы сможете узнать, просмотрев видео:

Заключение

Казалось бы, такой простецкий узел, как бак для воды, а требует столько скрупулезности в мелочах. В действительности серьезный подход нужен при монтаже любого элемента домовой сети, в противном случае столь же мелкие неприятности постигнут вас очень скоро.

Источник: cotlix.com


Categories: Баки

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector