Давление в расширительном бачке отопления закрытого типа

При выполнении работ по проектированию систем теплоснабжения и подборе функциональных элементов отопительного контура важно согласовать параметры монтируемого оборудования. На стабильную и безотказную работу обогревательного контура влияет давление в расширительном бачке отопления закрытого типа, правильная регулировка которого позволяет компенсировать температурные перепады. Расширитель, регулирующий объем теплоносителя и обеспечивающий целостность магистралей и оборудования, следует правильно выбрать и профессионально смонтировать.

Как давление в расширительном бачке отопления стабилизирует работу отопительной системы

Задумываясь о создании эффективной отопительной системы, не все имеют представление, какое давление в расширительном бачке газового котла и как работает экспанзомат.

Принцип функционирования компенсационного резервуара довольно несложный:

1. Возрастание температуры теплоносителя вызывает увеличение объема.
2. Одновременно повышается давление жидкости в замкнутом контуре.
3. Расширительный резервуар принимает избыток жидкости.
4. Давление в трубах и отопительном оборудовании быстро стабилизируется.
5. Вода в расширительном баке котла постепенно охлаждается и возвращается по трубам.

Устройство является обязательным элементом для поддержания постоянной температуры частного дома, квартиры или производственного объекта. Бачок выполняет следующие функции:

• компенсирует объемное расширение жидкости. При возрастании температуры увеличивается объем жидкости, наполняющей замкнутый контур, – избыток воспринимает расширительный резервуар;
• сглаживает скачки, вызванные циклической работой подающего насоса. Устройство снижает воздействие гидравлических ударов на оборудование и магистрали, обеспечивает стабильность работы.

Рабочая емкость экспанзомата выполняет функцию демпфера контура отопления и позволяет:

• обеспечить продолжительный срок использования отопительного оборудования;
• компенсировать воздействие температурных перепадов;
• гарантировать безопасную работу элементов и обеспечить их высокую надежность.

Благодаря возможности накачать воздух в рабочую емкость расширителя, поддерживается стабильная и безотказная работа отопления. Устройство является обязательным элементом отопительного контура.

Разновидности агрегатов

Демпферные емкости – необходимый элемент различных отопительных контуров:

• открытых. Циркуляция теплоносителя осуществляется естественным образом без применения специальных насосов. Конструкция расширителя позволяет, при необходимости, долить вручную или с помощью питающей магистрали испаряющуюся воду в открытую емкость. Постоянный процесс испарения требует регулярного возобновления жидкости;
• закрытых. Герметичные контуры отопления комплектуются баками закрытого типа, представляющими герметичную емкость с расположенной посередине эластичной мембраной. Часть – занимает воздушная среда. Другая часть заполнена теплоносителем, который при возрастании объема воздействует на мембрану, уменьшая вместительность воздушной камеры.

Ранее популярные открытые резервуары, применявшиеся в системах с гравитационной циркуляцией, отличались простотой конструкции, дешевизной и легкостью изготовления. Резервуар представлял собой стальной бачок, оснащался крышкой, а также штуцерами для подключения к трубам отопления и сливной магистрали.

Сегодня устройства открытого типа редко применяются, что связано с определенными недостатками. Слабые места:

• непосредственное контактирование воды с воздухом, что вызывает ускоренное разрушение корпуса в результате коррозионных процессов;
• необходимость монтажа только в наиболее высокой части контура, которая достаточно часто располагается в холодном помещении;
• потребность в постоянном возобновлении и контроле объема теплоносителя, регулярно испаряющегося при эксплуатации;
• пониженная эффективность работы демпферного узла, требующего надежной тепловой изоляции.

Герметичные конструкции, применяемые в закрытых системах теплоснабжения, превосходят по эксплуатационным характеристикам открытые баки. Особенности:

• повышенная устойчивость к коррозии;
• отсутствие необходимости постоянного контроля уровня;
• стабильное функционирование без регулярной доливки воды;
• невозможность контакта теплоносителя с воздушной средой;
• простота самостоятельного монтажа.

Остановимся более детально на расширительных резервуарах закрытого типа, зарекомендовавших себя с положительной стороны в системах теплообеспечения с принудительной подачей жидкости. Они эффективно компенсируют перепады давления, возникающие при возрастании объема жидкости.

Используются следующие типы резервуаров:

• безмембранные. Конструкция устройства характеризуется отсутствием эластичной мембраны. Для функционирования резервуара необходимо подключить баллон или оборудование, нагнетающее воздух;
• мембранные. Главной конструктивной особенностью является наличие резинового демпфера, разделяющего теплоноситель с воздушной средой, а также возможность замены эластичного элемента.

Безмембранные устройства были распространены до освоения производства надежных каучуковых мембран, отличающихся долговечностью и повышенным запасом прочности. Безмембранные аппараты характеризуются:

• отсутствием резиновой прокладки, предотвращающей контакт антифриза или воды с газовой средой;
• стабильностью работы только при постоянном контроле подачи воздуха и обеспечении его постоянного давления.

Мембранные агрегаты быстро вытесняют безмембранные устройства, которые не могут конкурировать по эксплуатационным показателям. Эластичная мембрана, разделяющая жидкость и газ отличаются формой и изготавливаются:

• в виде полусферы. Тарельчатый элемент стационарно закреплен и под нагрузкой принимает радиусную форму сферы;
• в форме баллона. Грушевидная мембрана, закрепленная на фланце, при нагрузке пытается повторить форму сосуда. При необходимости легко демонтируется.

Составные элементы тарельчатых баков:

• вертикальный корпус, выполненный из двух герметично соединенных частей;
• резиновая тарелка, стационарно установленная между элементами корпуса;
• нижний штуцер, предназначенный для соединения с трубами отопления;
• верхний ниппель, позволяющий заполнить верхнюю часть резервуара воздухом.

Теплоноситель при увеличении объема заполняет емкость и через тарельчатую мембрану воздействует на воздушную среду. При снижении температуры нагрева, соответственно, уменьшается объем жидкости, которая выдавливается воздухом. Регулировка осуществляется путем подкачки воздуха через ниппель или его открытием.

Резервуары с грушевидной мембраной включают следующие элементы:

• емкость с фланцевым креплением для фиксации резиновой мембраны;
• сферическую камеру для теплоносителя, зафиксированную на фланце;
• штуцер, позволяющий подключить демпферный элемент к магистралям;
• клапан, регулирующий подачу воздуха.

Вода заполняет резиновую емкость, которая защищает корпус от коррозии. Это положительно влияет на его долговечность.

Главные отличия такого вида резервуаров:

• отсутствие контакта теплоносителя с металлом корпуса;
• возможность демонтажа резиновой камеры;
• небольшие габариты;
• работа без подпитки;
• функционирование при повышенной нагрузке;
• минимальное количество теплопотерь;
• герметичность.

Для обеспечения стабильной работы следует контролировать показания манометра и периодически подкачивать воздух.

Как выбрать экспазмомат

Выбор расширительной емкости – серьезная задача, к решению которой необходимо подойти с высокой степенью ответственности. При выборе компенсатора важно учитывать следующие моменты:

• конструктивное исполнение;
• материал корпуса;
• типоразмер изделия;
• срок эксплуатации.

В специализированных магазинах опытные консультанты помогут приобрести необходимый расширитель и подскажут, какое давление в расширительном баке системы отопления необходимо поддерживать.

Как давление в расширительном бачке системы отопления влияет на объем – методика расчета

Главная характеристика агрегата – вместительность резервуара. Рабочий объем прямо пропорционален давлению и должен превышать количество теплоносителя, вытесняемого при температурном расширении. 

Емкость бака зависит от вида жидкости, применяемой в качестве теплоносителя. Для определения вместительности демпфера учитывают следующие данные:

• объем бака равен количеству воды, находящейся в отопительной системе, умноженному на коэффициент 1,15;
• использование антифриза требует повышенного объема резервуара, рассчитанного с учетом коэффициента 1,2.

Суммарный объем теплоносителя, циркулирующего в контуре, определяется путем сложения вместительности составляющих элементов:

• труб;
• батарей;
• котла.

Рассчитав общий объем теплоносителя, необходимо умножить полученную величину на коэффициент, соответствующий определенной жидкости. Так, для системы обогрева суммарным объемом 100 литров нужен компенсирующий резервуар с рабочей емкостью 15 л – для воды и 20 л – при использовании антифриза.

Для повышенной нагрузки, создаваемой избыточным объемом теплоносителя, требуется увеличенный рабочий объем бака.

Установка и настройка расширительного бака в системе отопления

При монтаже и подключении расширительной емкости необходимо руководствоваться рекомендациями изготовителя и учитывать следующие факторы:

• при использовании открытой системы монтаж емкости производят на максимальном возвышении;
• в закрытом контуре резервуар подключается после циркуляционного насоса.

Последовательность действий по установке бачка для закрытого контура:

1. Определите удобное место монтажа на подающей магистрали.
2. Проверьте величину рабочего давления в бачке.
3. Произведите монтаж, учитывая увеличение массы при заполнении жидкостью.
4. Подключите демпферное устройство к трубам отопления.

При установке необходимо учитывать такие нюансы:

• удаленность от котельной;
• удобство доступа для обслуживания;
• прочность крепления емкости.

Проверку емкости выполняйте следующим образом:

1. Запустите отопительную систему при закрытом вентиле бака.
2. Подайте теплоноситель в рабочую камеру бака при 1 атм.
3. Проконтролируйте падение давления, которое должно составлять 0,1–0,2 атм.

Это свидетельствует об отсутствии проблем и стабильном функционировании системы. Правильное размещение и наладка бака способствует нормальной работе и облегчает выполнение сервисных мероприятий.

Как отрегулировать давление в расширительном бачке отопления – особенности обслуживания

При обслуживании устройства необходимо обеспечить давление в баке на 0,2 атм меньше общей нагрузки в контуре.

Регулировочные операции производите по следующему алгоритму:

1. Отсоедините устройство от системы.
2. Слейте из него воду.
3. Подсоедините манометр к ниппелю.
4. Проверьте показания манометра.
5. Накачайте, при необходимости, емкость с помощью компрессора.

В процессе обслуживания также проверьте:

• наличие повреждений корпуса;
• целостность эластичной мембраны.

Подводим итоги

Контролируя манометром степень заполнения воздухом рабочего отсека, можно узнать, какое давление в расширительном баке котла. Это позволит обеспечить эффективность функционирования устройства и продлит срок его эксплуатации. При неправильной регулировке ресурс использования существенно уменьшается. Работы несложно выполнить своими силами, придерживаясь рекомендаций.

mynovostroika.ru

Настройка показателей в новом расширительном бачке перед пуском системы

Бак диафрагменного типа разделен мембраной. Одна из половин находится под давлением, в нее закачан воздух или азот. Уточнить этот параметр можно, посмотрев документы на бак. Предварительное (заводское) давление не обязательно будет оптимальным для работы контура. Этот параметр можно легко перенастроить. Производители предусмотрели это, оставив в корпусе его «воздушной» части золотник, с помощью которого можно регулировать напор воздуха.

Стоит учитывать, что все манометры показывают только избыточное давление. То есть, если при расчетах нужно воспользоваться понятием абсолютного давления, то к показаниям манометра всегда нужно прибавлять одну атмосферу (бар).

Начальное давление в расширительном баке выставляется на 0,2 атм выше давления теплоносителя в холодной системе, которое равно статическому напору контура. Определяется этот напор как расстояние по высоте между верхней точкой контура и серединой расширительного бака. Например, если высота системы отопления 8 м (2 этажа), то статистический напор будет равняться:

∆P = 0,8 атм (10 м = 1 атм), тогда давление в мембранном баке вычисляется так:

∆P + 0,2 = 0,8 + 0,2 = 1,0 атм (бар).

Ниже представлены последствия ошибочно выставленного давления:

• Бак перекачан. Например, в воздушной полости изначально выставлен показатель 3 бара при статическом напоре 1,5 бара. При запуске насоса напор теплоносителя изменится, но не сильно — в пределах 1 атм. Получается, что когда манометр у котла показывает максимум 2,5 бара, в воздушной части мембранного бака по-прежнему 3 бара. Такой настройкой сводится на нет вся компенсирующая способность мембранного устройства — воздух будет стремиться вытолкнуть теплоноситель из бачка.
• Показатели внутри расширительного бака занижены. В этом случае при заполнении закрытой системы вода или антифриз с легкостью продавит мембрану и заполнит собой всю емкость. При каждом повышении температуры, а с ней и напора, будет срабатывать предохранительный клапан. В таком случае расширительный гидробак также становится бесполезным.

Совет! Настройка первоначального давления воздуха была произведена правильно, но продолжают срабатывать предохранительные клапана системы отопления. Возможно, был выбран слишком маленький объем расширительного бака. Чтобы этого избежать, рекомендуется устанавливать бак, объем которого составляет не менее 10 % от общего объема теплоносителя.

Как измерить и отрегулировать давление в расширительном бачке

Давление в системе отопления контролируется манометрами, но в самой емкости нет штуцера под установку этого прибора. Однако есть ниппель, в который вмонтирован золотник для подкачки или выпуска воздуха. Он находится на стороне, противоположной подводу теплоносителя. Ниппель, по сути, является аналогом автомобильного, поэтому чтобы проверить этот параметр или отрегулировать его, можно воспользоваться обыкновенным автомобильным насосом со встроенным манометром.

На шкале автомобильного манометра значения указаны в МПа, тогда как напор в отопительном контуре дается в барах или кгс/см². Перевести легко:

1 Бар = 1 атм = 100 000 Па = 0,1 МПа

Измерение давления автомобильным манометром:

Источник

stroymaster-base.ru

Зачем нужна эта конструкция?

Прежде чем говорить о функциях и настройке расширительного бачка, необходимо разобраться с видами и принципом работы этого оборудования. Для чего же нужна такая конструкция в системе отопления? Основная задача устройства — это компенсация теплового расширения в сети. Ведь во время нагревания и охлаждения теплоноситель меняет свою плотность и объем.

Обратите внимание! Если в инженерную сеть это устройство не установлено, по мере нагревания вода будет увеличиваться в объеме и оказывать влияние на стенки труб и радиаторов. При сильном увеличении напора воды систему может просто разорвать. Установка расширителя позволяет сберечь не только трубопровод, но и котел. Ведь его работа изначально рассчитывается на определенный напор воды в системе.

Расширительные устройства могут различаться по объему. При выборе модели, подходящей по техническим параметрам к конкретной сети, необходимо учитывать, что объем этого элемента должен быть не менее 10% от объема теплоносителя, циркулирующего в системе. Для выполнения такого расчета суммируется объем в радиаторах, трубах и котле. Самый простой способ определения объема — во время закачки системы. Следует помнить, что объем, составляющий 10% — это минимум, но лучше взять модель с небольшим запасом.

О расширительных емкостях для настенных газовых котлов стоит сказать отдельно. Большинство современных моделей с настенным монтажом имеют встроенное устройство, смонтированное на задней или боковой стенке и оснащенное ниппелем. С помощью ниппеля накачивается давление.

Устройство и принцип действия

Все виды расширительных баков имеют одинаковое устройство. Внутри металлического корпуса находится два завальцованных отсека. С одной стороны расположен ниппель, а с другой — горловина для подсоединения к трубопроводу. Внутри корпуса находится диафрагма. В пустой емкости она будет занимать большую часть объема, в то время как остальное пространство заполняется воздухом.

Во время работы системы теплоноситель нагревается, увеличивается в объеме, и его излишки поступают в полость между корпусом и диафрагмой. При понижении температуры воды в системе ее объем уменьшается, и закачанный воздух выдавливает 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. Оно поддерживается воздухом или азотом, которым наполнен корпус. Закачка воздуха в емкость происходит на заводе. Во время монтажа необходимо следить, чтобы воздух не был выпущен. В противном случае прибор не сможет функционировать.

Давление отслеживается с помощью манометра. Бегающая стрелка прибора говорит о том, что воздух вышел из расширителя. В целом такая ситуация не является серьезной проблемой, поскольку воздух можно накачать через ниппель. Средние показатели напора воды в баке — 1,5 атм. Тем не менее они могут не подходить для конкретной системы. В этом случае давление нужно регулировать самостоятельно.

Нормальные показатели — на 0,2 атм. меньше, чем в системе. Категорически не допускается превышение давления в расширительной емкости по сравнению с этим показателем в сети. В подобных ситуациях увеличившийся в объеме теплоноситель не сможет зайти в резервуар. К трубопроводу бачок подключается через присоединительный размер.

Важно не только правильно подключить резервуар расширения, но и грамотно выбрать место для его установки. Несмотря на то, что современные модели, могут быть смонтированы в любом месте, специалисты советуют устанавливать этот элемент системы на обратке между котлом и насосом.

Для обеспечения ремонтопригодности конструкции на трубе, через которую подключается емкость расширителя, устанавливается шаровой кран. В случае выхода оборудования из строя запорная арматура позволит снять его без откачки теплоносителя из системы. Во время работы системы кран обязательно должен быть открыт. В противном случае в ней резко возрастет давление, и она даст течь в своем самом слабом месте.

В открытых системах с естественной циркуляцией теплоносителя устанавливаются бачки других типов. Такой резервуар — это открытая емкость, как правило, сваренная из листовой стали. Устанавливать его необходимо в самой высокой точке инженерной сети.

Принцип действия такого элемента очень прост. По мере увеличения в объеме 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 расширительной емкости должно быть постоянным, но ситуации, когда оно падает во время эксплуатации системы — не редкость.

Существует несколько причин, по которым может снижаться давление:

• Протечки теплоносителя. Чаще всего подобная проблема возникает в системах, где в качестве теплоносителя используется не вода, а антифриз. Такие жидкости способны проникать в мельчайшие трещины, вызывая протечки. В этом случае необходимо устранить протечку и наполнить бак воздухом.
• Падение давления в котле. При значительном снижении показателей необходимо обратиться к специалистам. Если давление снижается незначительно и выравнивается после запуска системы, ее можно эксплуатировать, поскольку вреда такие сбои не причиняют.

Настройка давления

Напор воды в расширительном элементе системы отопления — это настраиваемый параметр. Настройка достаточно проста, и все действия можно проделать самостоятельно.

Для настройки необходимых параметров нужно следующее:

• Сделать расчет и определить требуемые показатели — на 0,2 атм. меньше, чем в системе.
• Установить эти показатели до монтажа бака в систему, сбросив воздух или накачав его через ниппель.
• Подключить емкость к трубопроводу и заполнить систему водой. Делать это нужно медленно, отслеживая показатели давления в трубах и баке. Закачивать теплоноситель следует до тех пор, пока показатели напора не сравняются.
• После этого необходимо подключить насосное оборудование и продолжить закачку теплоносителя. Закачивать воду нужно до того момента, пока в баке не будет достигнуто эксплуатационное давление, рассчитанное перед монтажом сети. Это обеспечит попадание в корпус резервного объема воды.
• Первое включение системы должно проводиться в режиме максимальной температуры. При этом условии объем теплоносителя возрастает на величину удельного приращения. Это обеспечивает попадание в резервуар количества воды, равного его емкости. Давление в бачке повышается до максимальных показателей.

gidotopleniya.ru

Для чего необходим расширительный бачок в системе отопления?

При нагревании теплоносителя, в котле и контуре системы отопления значительно повышается давление ввиду температурного увеличения объёма теплонесущей жидкости. Учитывая, что жидкость является практически несжимаемой средой, а отопительная система герметична, данное физическое явление может привести к разрушению котла или трубопроводов. Проблему можно было бы решить установкой простого клапана, который может стравливать избыточный объём горячего теплоносителя во внешнюю среду, если бы не один немаловажный фактор.

Жидкость при охлаждении сжимается и на место сброшенного теплоносителя в контур отопления проникнет воздух. Воздушные пробки – головная боль любой системы отопления, из-за них циркуляция в сети становится невозможной. Поэтому необходимо спускать воздух из радиаторов отопления. Постоянное же добавление нового теплоносителя в систему весьма затратно, подогрев холодной воды обходится гораздо дороже подогрева теплоносящей жидкости, пришедшей в котёл по обратному трубопроводу.

Эту проблему решает установка так называемого расширительного бака, который представляет собой резервуар, подключённый к системе одной трубой. Избыточное давление в расширительном бачке отопления компенсируется его объёмом и позволяет обеспечить стабильную работу контура. Внешне бачки расширительные для системы отопления, исходя из результатов расчёта и вида отопительного контура, различны по своим форме и размеру. В настоящее время выпускаются баки различных форм, от классических цилиндрических баков до так называемых «таблеток».

Виды отопительных систем

Существуют две схемы отопительных сетей здания — открытая и закрытая. Открытая (самотёчная) система отопления используется в централизованных отопительных сетях и позволяет напрямую забирать воду на потребности горячего водоснабжения, что невозможно в частном домостроении. Такой прибор располагают в верхней точке контура отопительной системы. Помимо нивелирования перепадов давления расширительный бачок отопления выполняет функцию естественной сепарации воздуха из системы, так как имеет возможность сообщения с наружной атмосферой.

Таким образом, конструктивно такое устройство представляет собой компенсационный бак системы отопления, не находящийся под давлением. Иногда по ошибке открытой могут называть систему с гравитационной (естественной) циркуляцией теплонесущей жидкости, что в корне неверно.

При более современной закрытой схеме применяют расширительный бачок системы отопления закрытого типа со встроенной внутренней мембраной.

Иногда такой прибор могут называть расширительный бачок вакуумный для отопления, что тоже справедливо. Такая система предусматривает принудительную циркуляцию теплоносителя, воздух из контура при этом отводится через специальные краны (клапаны), установленные на отопительных приборах и вверху трубопроводов системы.

Устройство и принцип действия

Конструктивно закрытый расширительный бак в системе отопления представляет собой резервуар цилиндрической формы с установленной внутри мембраной из резины, которая разделяет внутренний объём сосуда на воздушную и жидкостную камеры.

Мембраны бывают следующих типов:

• баллонного, при этом внутри резинового баллона находится теплоноситель, снаружи – воздух или азот под давлением;
• в виде диафрагмы, делящей внутренний объем расширительного бака для закрытой системы отопления на две части – с водой и закачанным воздухом или газом.

Давление газа настраивается для каждой системы в индивидуальном порядке, который описывает прилагаемая к таким приборам как расширительный бачок для отопления закрытого типа инструкция. Некоторые производители в конструкции своих расширительных баков предусматривают возможность замены мембраны. Такой подход несколько повышает первоначальную стоимость прибора, зато впоследствии, при разрушении или повреждении мембраны стоимость её замены будет ниже цены нового расширительного бака.

С практической точки зрения форма мембраны никак не влияет на эффективность работы приборов, следует лишь отметить, что в баллонный расширительный бак закрытого типа для отопления вмещается несколько больший объём теплонесущей жидкости.

Принцип работы их также одинаков – при росте давления воды в сети за счёт расширения при нагревании, мембрана растягивается, сжимая находящийся по другую сторону газ и позволяет попасть внутрь бака излишкам теплоносителя. При остывании и, соответственно, падении давления в сети, процесс проходит в обратном порядке. Таким образом, регуляция постоянного давления в сети происходит в автоматическом режиме.

Нужно заострить внимание на том, что если купить расширительный бачок системы отопления наугад, без необходимого расчёта, то стабильности работы отопительной сети будет добиться весьма сложно. При значительно большем, чем необходимо, размере бака не будет создаваться требуемое для системы давление. В случае же если бак будет размера меньше требуемого, то он не сможет вместить избыточный объём теплонесущей жидкости, что может вылиться в создание аварийной ситуации.

Расчёт расширительных баков

Чтобы провести расчет расширительного бака для отопления закрытого типа сначала необходимо посчитать общий объём системы, складывающейся из объёмов трубопроводов контура, отопительного котла и приборов отопления. Объёмы котла и радиаторов отопления указываются в их паспортах, а объём трубопроводов определяется методом умножения площади внутреннего поперечного сечения труб на их протяжённость. Если в системе присутствуют трубопроводы разных диаметров, то следует определить их объёмы по отдельности, а затем сложить.

Дальнейший для таких приборов, как расширительный бачок для отопления закрытого типа расчет проводится по формуле V = (Vс х k) / D, где:

Vс – объём теплонесущей жидкости в системе отопления,
k – коэфф. объёмного теплового расширения, принимаемый для воды 4%, для 10% этиленгликоля – 4,4%, для 20% этиленгликоля – 4,8%;
D — показатель эффективности мембранного блока. Обычно он указывается производителем или его можно определить по формуле: D = (Рм – Рн) / (Рм +1), где:
Рм – максимально возможное давление в сети отопления, обычно оно равно предельному рабочему давлению предохранительного клапана (для частных домов редко превышает значения 2,5 – 3 атм.)
Рн – давление начальной накачки воздушной камеры расширительного бака, принимается как 0,5 атм. на каждые 5 метров высоты контура отопительной системы.

В любом случае следует считать, что расширительные бачки для отопления должны обеспечивать увеличение объёма теплоносителя в сети в пределах 10%, то есть при объёме теплоносящей жидкости в системе 500 л., объём вместе с баком должен составлять 550 л. Соответственно, необходим бачок расширительный системы отопления объёмом не менее 50 литров. Такой метод определения объёма весьма приблизителен и может вылиться в излишние затраты на покупку расширительного бака большего объёма.

В настоящее время в интернете появились онлайн калькуляторы для расчёта расширительных бачков. В случае использования для подбора оборудования таких сервисов, необходимо провести расчеты минимум на трёх сайтах, чтобы определить, насколько корректен алгоритм вычисления того или иного интернет-калькулятора.

spetsotoplenie.ru

Для чего нужен расширительный бак для отопления

При работе системы отопления теплоноситель часто меняет свою температуру — то нагревается, то остывает. Понятное дело, при этом меняется объем жидкости. Он то увеличивается, то уменьшается. Излишки теплоносителя как раз и вытесняются в расширительный бак. Так что назначение этого устройства — компенсировать изменения объема теплоносителя.

Принцип работы расширительного бака для отопления

Виды и устройство

Есть две системы водяного отопления — открытая и закрытая. В закрытой системе циркуляция теплоносителя обеспечивается циркуляционным насосом. Он дополнительного давления не создает, просто проталкивает воду с заданной скоростью по трубам. В такой системе отопления стоит расширительный бак для отопления закрытого типа. Закрытым он называется потому, что представляет собой герметичную емкость, которая разделена на две части эластичной мембраной. В одной части находится воздух, в другую вытесняется лишний теплоноситель. Из-за наличия мембраны бак называют еще мембранным.

Открытая система отопления наличия циркуляционного насоса не предусматривает. В данном случае расширительный бак для отопления — это просто любая емкость — хоть ведро — к которой подведены трубы отопления. Для него не требуется даже крышки, хотя она может быть.

В самом простом варианте это сваренная из металла емкость, которую устанавливают на чердаке. Есть у этого варианта существенный недостаток. Так как бак негерметичный, теплоноситель испаряется и необходимо следить за его количеством — все время доливать. Делать это можно вручную — из ведра. Это не очень удобно — есть риск забыть пополнить запасы воды. Это грозит тем, что система завоздушится, что в может привести к ее поломке.

Более удобен автоматизированный контроль уровня воды. Правда, тогда на чердак, кроме труб отопления, придется еще тянуть водоснабжение а также куда-то выводить переливной шланг (трубу) на случай переполнения бака. Зато отпадает необходимость регулярно проверять количество теплоносителя.

Расчет объема

Есть очень простая методика определения объема расширительного бачка для отопления: высчитывается 10% от объема теплоносителя в системе. Его вы должны были высчитать при разработке проекта. Если этих данных нет, можно объем определить опытным путем — слить теплоноситель, а потом залить новый, измерив его при этом (пустить через счетчик). Второй путь — высчитать. Определить объем труб в системе, добавить объем радиаторов. Это и будет объем системы отопления. Вот от этой цифры находим 10%.

Форма может быть разной

Второй способ определить объем расширительного бака для отопления — высчитать его по формуле. Тут тоже потребуется объем системы (обозначен буквой C), но еще нужны будут другие данные:

• максимальное давление Pмакс, при котором может работать система (обычно берут максимальное давление котла);
• начальное давление Pмин — с которого система начинает работу (это давление в расширительном баке, указано в паспорте);
• коэффициент расширения теплоносителя E (для воды 0,04 или 0,05, для антифризов указано на этикетке, но обычно в пределах 0,1-0,13);

Имея все эти значения высчитываем точный объем расширительного бака для системы отопления по формуле:

Формула расчете объема расширительного бака для отопления

Расчеты не очень сложные, но стоит ли с ними возиться? Если система открытого типа ответ однозначен — нет. Стоимость емкости от объема зависит не очень сильно, плюс ко всему его можно сделать самостоятельно.

Расширительные баки для отопления закрытого типа стоит посчитать. Их цена от объема зависит сильно. Но, в данном случае, лучше все-таки брать с запасом, так как недостаточный объем приводит к быстрому износу системы или даже к выходу ее из строя.

Если в котле есть расширительный бак, но его емкости для вашей системы недостаточно, ставят второй. В сумме они должны давать необходимый объем (установка ничем не отличается).

К чему приведет недостаточный объем расширительного бачка

При нагревании теплоноситель расширяется, его излишки оказываются в расширительном баке для отопления. Если весь излишек не помещается, он стравливается через клапан аварийного сброса давления. То есть теплоноситель уходит в канализацию.

Принцип работы в графическом изображении

Потом, когда температура понижается, объем теплоносителя уменьшается. Но так как его в системе уже меньше чем было, давление в системе падает. Если недостаток объема незначительный, такое понижение может быть некритичным, но если его слишком мало, котел может не работать. У этого оборудования есть нижний предел давления, при котором оно работоспособно. При достижении нижнего предела оборудование блокируется. Если вы в это время находитесь дома, сможете исправить ситуацию, добавив теплоносителя. Если же вас нет, система может разморозиться. Кстати, работа на пределе тоже ни к чему хорошему не приводит — оборудование быстро выходит из строя. Потому лучше слегка перестраховаться и взять чуть больший объем.

Давление в бачке

В некоторых котлах (обычно в газовых) в паспорте указано, какое давление необходимо выставить на расширителе. Если же такой записи нет, для нормальной работы системы давление в баке должно быть на 0,2-0,3 атм ниже, чем рабочее.

Система отопления невысокого частного дома обычно работает при 1,5-1,8 атм. Соответственно, в баке должно быть 1,2-1,6 атм. Измеряется давление обычным манометром, который подключается к ниппелю, который расположен в верхней части емкости. Ниппель спрятан под пластиковой крышкой, ее откручиваете, получаете доступ к золотнику. Через него можно также стравить излишки давления. Принцип работы такой же как у автомобильного золотника — чем то тонким отгибаете пластину, стравливая воздух до необходимых показателей.

Где располагается ниппель для подкачки

Также можно давление в расширительном баке увеличить. Для этого нужен будет автомобильный насос с манометром. Его подключаете к ниппелю, накачиваете до необходимых показаний.

Все вышеописанные процедуры проводятся на баке отсоединенном от системы. Если он уже установлен, снимать его не надо. Проверить давление в расширительном баке системы отопления можно на месте. Только будьте внимательны! Проверять и корректировать давление в расширительном баке для отопления надо при неработающей системе и слитом из котла теплоносителе. Для точности измерений и настройки бака важно чтобы на котле давление было нулевое. Потому воду спускаем тщательно. После чего подключаем насос с манометром и корректируем параметры.

Где поставить в системе

Расширительный бак в закрытой системе ставится после котла до насоса, то есть так, чтобы он создавал поток в противоположном направлении. Так система работает надежнее. Так что конкретное место установки зависит от того, где у вас стоит циркуляционный насос.

Схема установки расширительного бака для отопления

В систему он подключается через тройник. В трубу врезаете тройник, перпендикулярный выход направляете вверх, на него накручивается бак. Если стенка не дает поставить емкость, придется сделать колено, но бачок повернут вверх. Теперь можно считать, что расширительный бак установлен.

Пример установки с краном

Но для удобства проверки, желательно после бака поставить еще один тройник, на свободный выход которого установить запорный кран. Это дает возможность проверять мембранный бак без слива всей системы — он отсекает бак. Кран перекрываете, с котла стравливаете воду. Проверяете давление на отключенной ветке (в котле). Оно должно быть нулевым. После можно проводить все остальные работы по настройке.

Какое давление должно быть в расширительном бачке

При обустройстве отопительной системы необходимо уделять внимание абсолютно всем моментам, начиная от проектировки теплового блока и заканчивая его комплектацией. Среди всего многообразия функциональных элементов вакуумный расширительный бачок для отопления играет немаловажную роль в создании качественно работающего обогревательного оборудования. Благодаря этому аппарату осуществляется регулировка объема теплоносителя, что позволяет исключить разрыв тепловой магистрали, радиаторов и запорной арматуры.

Принцип работы и типы компенсаторных аппаратов

Если вы собираетесь обустраивать обогревательный блок в загородном доме, то бачок расширительный для отопления (экспанзомат) должен в обязательном порядке фигурировать в нем.

Схема работы компенсационного бака для отопления проста: при увеличении температурного режима теплоносителя, его объем (речь идет о воде, поскольку именно она чаще всего используется для обвязки обогревательных узлов) увеличивается. В силу того, что контур закрытый, жидкость не испаряется и не сжигается, что, в свою очередь, провоцирует увеличение давления в магистрали, которое необходимо уменьшить во избежание аварийной ситуации. Вот такая стабилизация давления в системе отопления именуется компенсацией и именно для этих целей используется расширительный бак для отопления.

Виды экспанзоматов

До недавнего времени широко использовались обогревательные узлы, которые работали посредством гравитационной циркуляции теплоносителя, то есть без центробежных насосов. Для них устанавливались расширительные резервуары открытого типа. Но вместе с тем, такие приборы имели массу недостатков, поэтому сегодня их практически не применяют для обвязки тепловых блоков.

Расширительный бак отопления открытого типа

А все дело в том, что в открытые экспанзоматы попадал воздух, который провоцировал развитие коррозии на внутренних поверхностях теплообменников. Кроме этого, жидкость из системы регулярно испарялась, что требовало постоянного контроля ее количества, поскольку это могло привести к снижению эффективности функционирования всего обогревательного узла. Да и к тому же, такие баки должны располагается в наивысшей точке системы, что не всегда удобно и практично.

Современные же отопительные блоки характеризуются применением насосных установок и расширительных баков закрытого типа. В этом случае превосходство в том, что тепловой контур полностью герметичен.

Компенсатор закрытого типа

Схема работы мембранного компенсаторного резервуара системы отопления строится на следующем принципе: внутри него располагается мембрана, которая делит экспанзомат на две части. В одной половине находится воздух или газ, которые закачиваются в него под давлением. Тогда как за счет другой части осуществляется непосредственно регулировка количества жидкости. Мембрана для расширительного бачка выполняется из эластичного материала, что обуславливает сокращение воздушной камеры при попадании воды внутрь нее, давление в ней увеличивается, компенсируя тем самым повышенное давление в тепловом контуре. Когда же теплоноситель охлаждается, то происходит обратный процесс.

Экспанзоматы зарытого типа могут быть фланцевыми (со сменным мембранным блоком) и цельными (с несменной мембраной). Второй вариант является наиболее предпочтительным в силу выгодной стоимости. Но вместе с тем фланцевые компенсаторы по эксплуатационным характеристикам во много лучше, поскольку при разрыве мембраны ее можно без проблем заменить новой.

Выбираем расширительный бачок

Выбор компенсатора системы отопления – дело достаточно важное, поэтому нужно отнестись к нему со всей серьезностью. Немаловажным аспектом выбора компенсатора является:

• тип – закрытый или открытый;
• типоразмер;
• свойства мембраны:
• устойчивость к диффузионным процессам;
• рабочая температура;
• эксплуатационный срок.

Все эти данные вы сможете узнать непосредственно в магазине, где будете приобретать экспанзомат.

Как рассчитать объем компенсатора?

Сперва определим зависимость требуемой кубатуры и параметров, которые на него влияют. При вычислении необходимо принимать во внимание тот факт, что чем больше будет объем теплового контура и чем выше максимально допустимый температурный режим будет в нем, тем размер компенсаторной емкости должен быть больше.

Итак, для определения объема расширительного бака можно использовать следующую формулу:

• К_ов – коэффициент, который показывает размер увеличения кубатуры теплоносителя при его нагреве.

Согласно данным исследований, на каждый 10°С повышения температуры воды в магистрали становится на 0,3% больше. В упрощенных расчетах используется показатель в 5%. В том случае, если по тепловому контуру циркулирует нерзамерзайка (антифриз), то это значение будет составлять от 8 до 10% в зависимости от типа незамерзающей жидкости.

Эти данные берутся из расчетов проекта, которые выполнялись на этапе составлении схемы обогревательного узла. В том случае, если вы не владеете такими данными, то придется определять кубатуру теплоносителя самостоятельно. Это можно сделать путем слива жидкости из трубопровода. Количество воды измеряется ведрами или расходомером, который устанавливается на потоке.

• Р_дк – максимально допустимое давление котла и всего контура в целом. Это значение берется из паспортных данных нагревательного элемента.
• Р_дб – показатель давления в воздушном отсеке регулятора, которое указывается производителем в техническом паспорте агрегата.

По результатам расчета вы получите точное значение.

К полученному значению специалисты рекомендуют прибавлять к полученному значению еще 3-5 единиц. Это позволит избежать нестандартных ситуаций, когда кубатура воды в магистрали будет по той или иной причине увеличена.

Монтаж и обслуживание экспанзомата

Монтаж расширительного бака системы отопления выполняется по всем правилам установки подобного оборудования, которые регламентируются проектом и инструкцией производителя техники. Установка компенсатора открытого типа осуществляется в наивысшей точке тепловой магистрали. Тогда как закрытые резервуары размещаются в любом месте, но не непосредственно после насосной установки.

При монтаже компенсирующих емкостей необходимо уделить особое внимание его крепежу, поскольку его масса вместе с жидкость достаточно велика.

Как правило, подобная техника комплектуется всеми необходимыми крепежные элементами, однако, согласно отзывам пользователей, они далеко не всегда способны обеспечить надежную фиксацию бачка.

Кроме этого, во время монтажа этого функционального прибора стоит задуматься и о том, что вам должно быть удобно им пользоваться.

Особенности обслуживания компенсирующей емкости

• регулярные проверки на наличие коррозии, вмятин и подтеков – не реже одного раза в 6 месяцев;
• проверка начального давления газового пространства на соответствие расчетному показателю – не реже одного раза в 6 месяцев;
• проверка мембраны на предмет обнаружения деформаций и повреждений — не реже одного раза в 6 месяцев;
• хранение неиспользуемого бачка осуществляется в сухом месте.

Вот, собственно и все тонкости устройства этого функционального оборудования. Надеемся, эта публикация поможет вам обустроить жилье эффективно работающей отопительной системой.

ВИДЕО: Обзор расширительных баков объемом 2-12500 литров с фиксированной и сменной мембранами и автоматические расширительные системы, управляемые компрессорами

О чем говорит давление в расширительном бачке отопления

Бак закрытого типа

Расширительный бачок относится к вспомогательному оборудованию, но без этого устройства эффективная эксплуатация системы отопления невозможна. Для того чтобы сеть нормально функционировала, необходим правильный выбор и настройка параметров всех ее элементов. Одним из важнейших показателей при этом является давление в расширительном баке.

Зачем нужна эта конструкция?

Прежде чем говорить о функциях и настройке расширительного бачка, необходимо разобраться с видами и принципом работы этого оборудования. Для чего же нужна такая конструкция в системе отопления? Основная задача устройства — это компенсация теплового расширения в сети. Ведь во время нагревания и охлаждения теплоноситель меняет свою плотность и объем.

Обратите внимание! Если в инженерную сеть это устройство не установлено, по мере нагревания вода будет увеличиваться в объеме и оказывать влияние на стенки труб и радиаторов. При сильном увеличении напора воды систему может просто разорвать. Установка расширителя позволяет сберечь не только трубопровод, но и котел. Ведь его работа изначально рассчитывается на определенный напор воды в системе.

Расширительные устройства могут различаться по объему. При выборе модели, подходящей по техническим параметрам к конкретной сети, необходимо учитывать, что объем этого элемента должен быть не менее 10% от объема теплоносителя, циркулирующего в системе. Для выполнения такого расчета суммируется объем в радиаторах, трубах и котле. Самый простой способ определения объема — во время закачки системы. Следует помнить, что объем, составляющий 10% — это минимум, но лучше взять модель с небольшим запасом.

О расширительных емкостях для настенных газовых котлов стоит сказать отдельно. Большинство современных моделей с настенным монтажом имеют встроенное устройство, смонтированное на задней или боковой стенке и оснащенное ниппелем. С помощью ниппеля накачивается давление.

Устройство и принцип действия

Все виды расширительных баков имеют одинаковое устройство. Внутри металлического корпуса находится два завальцованных отсека. С одной стороны расположен ниппель, а с другой — горловина для подсоединения к трубопроводу. Внутри корпуса находится диафрагма. В пустой емкости она будет занимать большую часть объема, в то время как остальное пространство заполняется воздухом.

Во время работы системы теплоноситель нагревается, увеличивается в объеме, и его излишки поступают в полость между корпусом и диафрагмой. При понижении температуры воды в системе ее объем уменьшается, и закачанный воздух выдавливает 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. Оно поддерживается воздухом или азотом, которым наполнен корпус. Закачка воздуха в емкость происходит на заводе. Во время монтажа необходимо следить, чтобы воздух не был выпущен. В противном случае прибор не сможет функционировать.

Давление отслеживается с помощью манометра. Бегающая стрелка прибора говорит о том, что воздух вышел из расширителя. В целом такая ситуация не является серьезной проблемой, поскольку воздух можно накачать через ниппель. Средние показатели напора воды в баке — 1,5 атм. Тем не менее они могут не подходить для конкретной системы. В этом случае давление нужно регулировать самостоятельно.

Нормальные показатели — на 0,2 атм. меньше, чем в системе. Категорически не допускается превышение давления в расширительной емкости по сравнению с этим показателем в сети. В подобных ситуациях увеличившийся в объеме теплоноситель не сможет зайти в резервуар. К трубопроводу бачок подключается через присоединительный размер.

Важно не только правильно подключить резервуар расширения, но и грамотно выбрать место для его установки. Несмотря на то, что современные модели, могут быть смонтированы в любом месте, специалисты советуют устанавливать этот элемент системы на обратке между котлом и насосом.

Для обеспечения ремонтопригодности конструкции на трубе, через которую подключается емкость расширителя, устанавливается шаровой кран. В случае выхода оборудования из строя запорная арматура позволит снять его без откачки теплоносителя из системы. Во время работы системы кран обязательно должен быть открыт. В противном случае в ней резко возрастет давление, и она даст течь в своем самом слабом месте.

Установка в котельной

В открытых системах с естественной циркуляцией теплоносителя устанавливаются бачки других типов. Такой резервуар — это открытая емкость, как правило, сваренная из листовой стали. Устанавливать его необходимо в самой высокой точке инженерной сети.

Принцип действия такого элемента очень прост. По мере увеличения в объеме 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 расширительной емкости должно быть постоянным, но ситуации, когда оно падает во время эксплуатации системы — не редкость.

Существует несколько причин, по которым может снижаться давление:

• Протечки теплоносителя. Чаще всего подобная проблема возникает в системах, где в качестве теплоносителя используется не вода, а антифриз. Такие жидкости способны проникать в мельчайшие трещины, вызывая протечки. В этом случае необходимо устранить протечку и наполнить бак воздухом.
• Падение давления в котле. При значительном снижении показателей необходимо обратиться к специалистам. Если давление снижается незначительно и выравнивается после запуска системы, ее можно эксплуатировать, поскольку вреда такие сбои не причиняют.

Настройка давления

Напор воды в расширительном элементе системы отопления — это настраиваемый параметр. Настройка достаточно проста, и все действия можно проделать самостоятельно.

Для настройки необходимых параметров нужно следующее:

• Сделать расчет и определить требуемые показатели — на 0,2 атм. меньше, чем в системе.
• Установить эти показатели до монтажа бака в систему, сбросив воздух или накачав его через ниппель.
• Подключить емкость к трубопроводу и заполнить систему водой. Делать это нужно медленно, отслеживая показатели давления в трубах и баке. Закачивать теплоноситель следует до тех пор, пока показатели напора не сравняются.
• После этого необходимо подключить насосное оборудование и продолжить закачку теплоносителя. Закачивать воду нужно до того момента, пока в баке не будет достигнуто эксплуатационное давление, рассчитанное перед монтажом сети. Это обеспечит попадание в корпус резервного объема воды.
• Первое включение системы должно проводиться в режиме максимальной температуры. При этом условии объем теплоносителя возрастает на величину удельного приращения. Это обеспечивает попадание в резервуар количества воды, равного его емкости. Давление в бачке повышается до максимальных показателей.

Заключение

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

Такие бачки отличаются герметичностью. В процессе производства в корпус закачивается воздух, поддерживающий давление, необходимое для нормального функционирования систем с принудительной циркуляцией. Настроить нужные показатели давления можно самостоятельно с помощью манометра и обычного автомобильного компрессора.

Источники: http://stroychik.ru/otoplenie/rasshiritelnyj-bak, http://www.portaltepla.ru/kotli-i-kotelnoe-oborudovanie/davlenie-v-rasshiritelnom-bachke-otopleniya-zakritogo-tipa/, http://gidotopleniya.ru/kotly-i-kotelnoe-oborudovanie/davlenie-v-rasshiritelnom-bachke-otoplenija-7577

teplosten24.ru

Другие статьи по теме:

Разделительный трехходовой клапан Теплоаккумулятор своими руками Обвязка твердотопливного котла отопления схема Подбор котла отопления для частного дома Средство для чистки теплообменников Принцип работы двухконтурного котла