Вода, являющаяся наиболее часто используемым теплоносителем в радиаторных отопительных системах, имеет свойство расширятся при нагреве. Такое расширение повышает внутреннее давление в системе, для нормальной работы которой требуется установка буферной емкости — расширительного бака, о котором мы поговорим в данной статье.

Вы узнаете зачем нужен расширительный бак, когда его необходимо устанавливать, как рассчитать оборудование и выполнить его монтаж своими руками.

1 Необходимость установки буферного оборудования

Основная функция рассматриваемого нами оборудования — компенсация теплового расширения, возникающего при нагреве теплоносителя до рабочей температуры. Поскольку котлы, трубы и запорно-регулирующая арматура рассчитаны на определенное давление, без буферной емкости возможно их повреждение — избыточный объем воды будет давить на систему до тех пор, пока в ее наиболее уязвимой точке не образуется течь.


Второе функциональное назначение бака — компенсация гидроударов. Возникают гидроудары в момент включения циркуляционного насоса, приводящего к резкому скачку давления в системе. В данном случае расширительный бак выступает в качестве буфера, предотвращающего нагрузку на трубы и теплообменник.

В зависимости от конструктивного устройства выделяют два типа баков — закрытые и открытые. Рассмотрим каждый из них подробнее.

к меню ↑

1.1 Баки открытого типа

Расширительный бак для отопления открытого типа является пережитком прошлого и на сегодняшний день практически не используется. Такие агрегаты могут компенсировать избыточное давление лишь при естественной циркуляции теплоносителя, с расширением в системах с циркуляционным насосом они не справляются.

Открытый бак имеет металлический корпус прямоугольной либо цилиндрической формы с прикрытым крышкой отверстием на верхнем торце, которое обеспечивает свободный доступ к теплоносителю. На резервуаре предусматривается краник для слива, патрубки для подключения подающей и циркуляционной трубы, а также встроенные контрольная и переливная труба, предотвращающие чрезмерное заполнение буферной емкости водой.

Помимо основных функций открытый расширительный бак позволяет регулировать количество воды в отопительной системе, доливая ее по мере необходимости. Местом для монтажа открытого бака является верхняя точка системы, что в свою очередь требует удлинения труб и их вывода на чердак либо лестничный проем, также обязательным является утепление емкости при ее установке в помещении с температурой ниже, чем в отапливаемой части дома.

Отрытый расширительный бак для отопления имеет следующие преимущества:

  • простота конструкции и, как следствие, ее низкая стоимость и ремонтопригодность;
  • эффективный отвод избытка воздуха из отопительной системы.

Есть у такой конструкции и недостатки, во-первых — это повышение риска коррозии труб, вследствие контакта теплоносителя (воды) с кислородом, также открытый бак способствует повышению потерь тепла в системе и является причиной необходимости периодически подливать воду по причине ее испарения.

 

Выбирая, какой расширительный бак для отопления использовать, отдавать предпочтение емкости открытого типа ввиду ее минусов имеет смысл лишь в случае ограниченного бюджета. Во всех остальных случаях выбор закрытого бака будет более рациональным.

к меню ↑

1.2 Баки закрытого типа

В отличие от открытых резервуаров, расширительный бачок для отопления закрытого типа является полностью герметичным сосудом. Такая емкость частично заполнена инертным газом, вторая же часть заполняется теплоносителем — водой. В зависимости от метода разграничения емкости на две рабочие среды — воду и газ, закрытые баки классифицируются на два типа:

  • мембранные;
  • безмембранные.

В безмембранных сосудах разграничение теплоносителя и газа как таковое отсутствует, они контактируют между собой. Такие конструкции оснащены дополнительным наружным компрессором, выполняющим автоматическую подкачку газа при снижении его давления.

На сегодняшний день безмембранный расширительный бак для отопления используется крайне редко, пик его популярности пришелся на те времена, когда мембраны из резины имели низкий эксплуатационный ресурс, что сказывалось на сроке службы самого расширителя. Недостатком такой конструкции является наличие громоздкого компрессора, увеличивающие размеры емкости.

Мембранный расширительный бак системы отопления имеет конструкцию, в которой вода и газ разделены эластичной мембраной. В зависимости от типа мембраны выделяют резервуары двух типов:

  • с тарельчатой мембраной;
  • с грушевидной мембраной.

Тарельчатая мембрана фиксируется в центральной части емкости и имеет форму полусферы. Конкретная форма определяется объемом воды в емкости, мембрана может быть выпуклой либо вогнутой.

Грушевидная мембрана представляет собой резиновую оболочку, которая не только разделяет воду и газ, но и ограничивает контакт воды со стенками резервуара, что увеличивает срок службы конструкции в целом. Преимуществом мембран грушевидного типа является ремонтопригодность, по мере необходимости их можно заменить, тогда как плоские диафрагмы ремонту не подлежат.

К преимуществам мембранных баков относится:

  • небольшие размеры;
  • отсутствие теплопотерь;
  • отсутствие испарения теплоносителя;
  • эффективность в системах с высоким давлением;
  • возможность установки в любое место.

Также существует такое оборудование как аккумулирующий бак для системы отопления. Это резервуары мембранного типа, которые устанавливаются на конце радиаторной цепи и накапливают избыток тепла от воды, идущей по трубе обратки. В последствии нагретую воду, которой заполнена аккумулирующая емкость, можно использовать в любых бытовых целях, экономя тем самым на электроэнергии. По цене такое оборудование на 30-40% дороже обычных расширителей.

к меню ↑

1.3 Ремонт расширительного бака (видео)

к меню ↑

stroypotencial.ru

Где устанавливать расширительный бак в системе отопления?

Тонкости монтажа бака зависят от вида системы отопления, которая может быть открытой или закрытой. Первая разновидность считается устаревшей, но все еще встречается в некоторых домах. В данном случае расширительный бачок представляет собой емкость с открытым верхом и резьбовыми соединения внизу, к которым и подключаются трубы. Его устанавливают на самой высокой точке, как того и требуют элементарные законы физики.

Монтаж расширительного бака

Закрытые системы отопления – современный вариант, требующий установки специальной емкости-капсулы, разделенной на две части резиновой мембраной. Мембранные расширительные баки предъявляют следующие требования к монтажу:


  • размещение в котельной неподалеку от генератора тепла;
  • свободный доступ для оперативного обслуживания;
  • отдельная фиксация подводки на стене во избежание повышения нагрузки на бак;
  • прокладка подводки к напольной емкости не поперек прохода;
  • наличие свободного пространства между элементом и стеной.

Небольшие емкости крепятся на стене с помощью кронштейнов, главное, чтобы основание было достаточно надежным. Расположение бака в пространстве вызывает множество споров. Некоторые специалисты советуют подсоединять трубы к верхней части элемента, оставляя воздушную камеру внизу, что поможет легко убрать воздух из-под мембраны. Однако наиболее правильным решением станет расположение бачка присоединительным патрубком вниз.

Монтаж расширительного бака

Суть в том, что устройство будет работать в любом положении, однако со временем на мембране появятся дефекты. Если воздушная камера находится внизу, то даже при износе мембранного элемента воздуху понадобится достаточно много времени для проникновения в теплоноситель. При расположении бачка вверх ногами воздух быстро попадет в соседнюю камеру, что вызовет необходимость срочной замены аппарата.

Монтаж расширительного бака

Куда установить расширительный бак в системе отопления?   


Когда бачок прочно зафиксирован на стене или установлен на полу, наступает время для подключения элемента к отопительной системе. С этой целью намечается кратчайший путь к месту соединения. Специалисты рекомендуют подключать зарытые баки на «обратке». Однако перед самым входом в генератор тепла емкости не место, идеальный вариант – до циркуляционного насоса и идущей с ним в комплекте запорной арматуры.

Основные плюсы данного метода очевидны:

  • мембрана прослужит дольше из-за не слишком высокой температуры теплоносителя в «обратке»;
  • в работе циркуляционного насоса не возникнет проблем при врезке бачка в обратный трубопровод;
  • в «обратке» не появляется критическое давление, что позволяет сохранить резиновые элементы емкости в целости и сохранности.

Монтаж расширительного бака

Впрочем, на практике доказано, что особого отличия в функционировании системы отопления с бачком на обратном или подающем трубопроводе, нет. Однако описанный метод подключения считается более надежным. Если выбор все-таки пал на подводку, то не забудьте оснастить трубу шаровым краном или штуцером для своевременного перекрытия доступа к емкости и возможности ее быстрого снятия для ремонта или замены.

Монтаж расширительного бака

Как настроить расширительный бак в системе отопления?


После установки и подключения компенсирующей емкости в теплосеть необходимо выполнить правильную настройку, которая заключается в создании оптимального давления в воздушной камере. Без грамотного проведения данного этапа не избежать гидравлических ударов, возникающих при выталкивании мембраной излишков остывающего теплоносителя. Работы по настройке выполняются в следующем порядке:

  • система наполняется холодной водой;
  • из труб и отопительных батарей удаляются воздушные пробки;
  • вычисляется давление в сети и в воздушной камере с помощью манометра;
  • в камере путем стравливания или подкачки добиваются давления на 0,2 Бар меньше, нежели в системе.

Настройка – завершающий этап, после которого возможен запуск тепловой сети. Теперь давление в бачке будет плавно изменяться и при нагреве, и при остывании теплоносителя, не причиняя никаких проблем. Помните, что ошибки при  установке компенсирующей емкости не сразу бросаются в глаза, но дают о себе знать в самый неподходящий момент – в разгар отопительного сезона.   


Монтаж расширительного бака

По сути, монтаж расширительного бачка является не слишком сложной операцией. Для ее проведения даже не требуются профессиональные инструменты – буде  достаточно арсенала рачительного домашнего мастера. Однако для врезки емкости в систему и ее последующей настройки необходимо внимательно относится ко всем мелочам, игнорирование которых может стать фатальным. Только так установленное устройство прослужит долго и не доставит хлопот!

Читайте также:

КАК УСТАНОВИТЬ КОТЕЛ ОТОПЛЕНИЯ СВОИМИ РУКАМИ?

КАК РАССЧИТАТЬ ОТОПЛЕНИЕ В ЧАСТНОМ ДОМЕ?

tadgikov.net

Для чего в принципе необходим расширительный бак?

На этот вопрос ответить проще всего. Даже тот, кто не особо хорошо учился в средней школе, наверняка знает просто по опыту жизни – при нагревании физические тела увеличиваются в объеме. И вода в этом плане не является исключением.

Интересно, что вода обладает еще одним уникальным качеством – начинает увеличиваться в объеме и при остывании ниже порога в +4 °С, то есть при замерзании – переходе в твёрдое агрегатное состояние. Но это сейчас к теме нашего рассмотрения не относится.


Температурное расширение характеризуется особой величиной – коэффициентом. Это, именно для воды – нелинейный показатель, во многом зависящий от температуры. Сам коэффициент показывает, во сколько раз увеличивается объем при нагревании жидкости на 1 градус.

Не будем здесь приводить всю таблицу коэффициентов для воды. Лучше проиллюстрировать это расширение известным физическим опытом.

Итак, в левой части рисунка показан резервуар, к котором до переливного отверстия помещается ровно 1 литр (1 дм³) воды, имеющей температуру + 4 °С. Это значение является для воды нулевой точкой отсчета. Под переливным патрубком установлена мерная емкость.

Воду в баке начинают нагревать. При повышении температуры плотность воды снижается, то есть при сохраняющейся равной ее массе наблюдается расширение объема. При нагреве до температуры + 90 °С в мерной емкости собирается порядка 36 мл воды – это объем, который стал избыточным и перешел через переливной патрубок.

Много это или мало? Вроде бы – пустяки. Но если рассматривать в более серьезном масштабе, то при изменении температур получаются уже весьма значительные колебания объема. Посудите сами – при 100 исходных литрах речь бы уже шла о 3,5 литрах избытка.


Если оставить воду в замкнутом объеме, то расширяться ей будет некуда – она является несжимаемым телом. Стало быть, по законам термодинамики в таких условиях начинает подниматься давление. А вот это – уже серьезно. Если давление в замкнутых контурах системы отопления превышает допустимый порог, то будет еще благополучным исходом, если все ограничится протеканием на узлах соединений труб или радиаторов. Но неконтролируемый рост давления может принести и куда более разрушительные последствия.

Чтобы не доводить ситуацию даже до незначительных аварий, в отопительной системе необходимо предусмотреть дополнительную емкость, которая  была бы способна принимать и отдавать излишки воды (или любого иного жидкого теплоносителя), образующиеся при ее нагреве. Именно такая задача возложена на расширительный баки. Впрочем, даже их название говорит само за себя.

При общности основной функции, конструкция расширительных баков может различаться. И главное различие кроется в особенностях самой системы отопления, которая может быть открытого или закрытого типа.

Расширительный бак в системе отопления открытого типа

Специфика расположения открытого бака

Особенности такой системы уже, наверное, понятны исходя из ее названия. Контур, безусловно, замкнут, но он не изолирован от атмосферы, негерметичен, и избыточного давления в нем не может быть по определению. А расширительный бак представляет собой обычную ёмкость, врезанную в контур. Главное условие – она должна расположиться выше самой высокой точки системы.

Почему именно высшая точка? Все просто – в противном случае жидкость просто будет выливаться по закону сообщающиеся сосудов.

Кроме того, такое расположение способствует выполнению еще одной важной функции – расширительный бачок открытого типа становится эффективным воздухоотводчиком. В воде всегда имеется растворенный воздух, который способен перейти в привычное для себя газообразное состояние. Кроме того, к выделению газов могут приводить и химические реакции между теплоносителем и материалом труб и теплообменников. А скопление газа способно запереть радиатор или даже целый участок отопительного контура. Так что своевременное удаление газовых пузырьков – чрезвычайно важная задача.

Правда, иногда открытые расширительные баки врезаются в магистраль обратки (по тем или иным компоновочным соображениям). Но все равно – это высшая точка системы, к которой просто прокладывается вертикальная труба. В таком случае функция газоотводчика не работает, и это потребует установки дополнительных клапанов на радиаторах и, опять же, в самой высокой точке системы на трубе подачи.

Варианты конструкции

Какова конструкция открытого расширительного бака? Она может быть простейшей или иметь те или иные усовершенствования. В любом случае это емкость определённого объема, которая обычно сверху прикрывается крышкой. Крышка нужна исключительно для защиты от попадания в воду мусора или пыли, и никогда не является герметичной. То есть в баке всегда выдерживается текущее атмосферное давление. А в саму емкость врезаны патрубки – от одного в самом простом исполнении, до нескольких, различного предназначения.

Расширительные баки открытого типа можно приобрести в готовом виде – в магазинах представлен довольно широкий ассортимент изделий различного объема. Чаще всего они изготовлены из листовой нержавеющей или оцинкованной стали – чтобы не допускать развития коррозии.

Но многие мастера предпочитают изготавливать такие баки самостоятельно. Емкость вполне можно сварить из листового материала, а нередко в ход пускаются уже готовые – например, металлические или даже пластиковые бочки или канистры, старые газовые баллоны и т.п. Все это обойдется очень недорогого, а сделать соответствующую врезку патрубков — тоже для хорошего хозяина труда не составит.

Давайте посмотрим на несколько возможных схем таких баков:

Самая простая схема – в емкость просто врезан снизу патрубок, который подключается к контуру отопления.

Понятно, что при такой конструкции никакой циркуляции теплоносителя через бак не будет. При заполнении системы добиваются того, что уровень воды в баке располагается примерно посередине его высоты. И колебания объёма жидкости в системе будут отражаться повышением и понижением этого уровня.

Безусловно, за уровнем теплоносителя в баке необходим контроль – испарение, так или иначе, будет, и если не пополнять воду, то можно вызвать воздушную закупорку контура системы или «завоздушивание» радиаторов. Так что заглядывать в расширительный бак такой простой конструкции придется регулярно, чтобы при необходимости произвести подпитку.

Чтобы облегчить визуальный контроль, применяют различные хитрости. В частности, можно с боковой стороны бака врезать патрубок небольшого диаметра, на который надевается короткий отрезок прозрачного шланга. Понятно, что уровень воды в шланге будет соответствовать уровню в баке – достаточно мимолетного взгляда, чтобы оценить ситуацию.

Но уже говорилось, что бак должен размещаться в самой высшей точке, и очень часто этим местом становится чердачное помещение. То есть емкость располагается не на виду, и забираться каждый раз наверх, чтобы проверить уровень – крайне неудобно. Но этот контроль можно организовать и по-иному. Пример показан на схеме ниже:

В бак с торцевой стороны врезаны два патрубка.

— Верхний (поз. 1) определяет максимально допустимое наполнение емкости, и работает просто на перелив. От него проводится труба (шланг) в канализацию или даже просто со сбросом на грунт – в огород.

— К нижнему патрубку (поз. 2) подключена труба, уходящая в помещение, на которой в удобном для хозяев месте размещен обычный шаровой кран. Высота расположения врезанного патрубка определяет минимально допустимый уровень воды в баке. То есть для контроля заполненности стоит лишь приоткрыть кран – если из трубы пойдет вода, то все в норме. В противном случае – проводится подпитка, пока вода не пойдет через патрубок перелива.

Удобно для пунктуальных хозяев, которые помнят о необходимости осуществления регулярного контроля. А вот для забывчивых и такая схема вряд ли станет «помощницей». Но вполне можно «автоматизировать» процесс поддержания уровня в баке на требуемом уровне. Для этого будет достаточно подвести к баку трубу подпитки (из водопровода), но подключить ее — через поплавочный клапан, который обычно используется в сливных бачках унитазов.

То есть от переполнения защитит переливной патрубок (он необходим в любом случае), а критического падения уровня не допустит вот такая простейшая система подпитки.

Все показанные выше схемы можно образно назвать «пассивными» — через расширительный бак циркуляции теплоносителя не происходит. Просто таким образом создаётся свободное пространство для расширяющегося объема жидкости. Несложно и вполне работоспособно. Но есть и недостаток – функция воздухоотводчика в таких баках весьма непродуктивна. Немалое количество пузырьков воздуха, увлеченных потоком воды при следовании по магистрали подачи, будут просто проскакивать мимо места врезки патрубка, отходящему к расширительному баку. И для того, чтобы бак стал эффективным сепаратором воздуха, нередко через него замыкают и циркуляцию. То есть он становится звеном в общем контуре циркуляции воды.

Это может выглядеть примерно так:

Подача теплоносителя в бак осуществляется по трубе 1, а через патрубок 2 он опять поступает в магистраль подачи. Резкое увеличение объема (на переходе от диаметра трубы к баку) соответственно вызывает и резкое снижение скорости потока, что способствует всплытию и выходу в атмосферу мельчайших газовых пузырьков. Положение трубы 1 может быть и иным, например, она может подводиться и снизу. Но в любом случае ее вваренный патрубок внутри бака должен расположиться выше выходного

Трубы перелива (поз. 3) и подпитки в таких схемах – ничем не отличаются от вариантов, показанных выше. Просто здесь указано не всё, чтобы не перегружать рисунок.

Безусловно, если используется такая схема подключения расширительного бака, то предпринимаются шаги по очень качественной его термоизоляции. В противном случае возможны совершенно непродуктивные и весьма большие потери тепла, в особенности если бак приходится располагать в неотапливаемом помещении.

Кстати, показанная выше схема может иметь и дальнейшее развитие. Можно встретить примеры, когда на расширительный бак возлагается еще и функция раздающего коллектора, если система отопления организована по принципу стояков.

В этом случае хорошо утепленный бак стараются разместить как можно ближе к геометрическому центру дома. И уже от него по врезанным патрубкам производится раздача горячего теплоносителя по стоякам системы.

Какой объем бака потребуется?

Теперь о том, каким должен быть объем открытого расширительного бака. Строгих правил на этот счет не существует. Каждый может, зная значение коэффициента температурного расширения воды, емкость своей системы отопления и предполагаемый ее температурный режим работы, оценить насколько увеличится объем жидкости.

По приведенным выше значениям можно было бы предположить, что раз нагрев 100 литров воды до 90 градусов дает прирост объема в 3,5 литра (то есть, по сути, 3,5 %), то можно исходить из нормы 5 % от емкости системы. Но практика показывает, что этого явно маловато. Не забываем, что бак должен иметь предварительное заполнение хотя бы на четверть своей высоты (это минимум) — чтобы система не «хапнула» порцию воздуха. Далее, предусматривается тот самый «переменный объем», который будет компенсировать расширение. Примерно на верхней границе этого объема врезается патрубок перелива. Ну и выше уровня воды до крышки обязательно должно оставаться свободное пространство. То есть в 5 процентов никак не уложишься.

Опыт мастеров, занимающихся монтажом отопления, показывает, что оптимальным решением будет исходить из такого примерного соотношения: объем бака ≈ 10% от объема системы.

Значит, необходимо знать объем своей системы. Как его найти?

  • Если система отопления готова, то проще всего будет засечь по водомеру, какое количество в нее поместится до полного заполнения. Прием очень точный, но мало когда помогающий. Согласитесь, обычно емкость бака просчитывается заранее, а не после монтажа контуров.
  • С весьма большой погрешностью, но все же можно принять соотношение: 15 литров воды на каждый киловатт мощности котла. Понятно, что при таком подходе допустить ошибку – совсем несложно.
  • Наконец, объем системы отопления можно просто просчитать. Надо полагать, что если планируется установка расширительного бака, то в проекте системы уже намечены и монтируемые контуры труб того или иного типа и диаметра, и модель котла, и типы радиаторов отопления, и их количество. То есть если просуммировать объемы всех элементов системы, можно найти искомую величину.

Задача может показаться архисложной. Но на деле это не так страшно – если воспользоваться нашим онлайн-калькулятором, к которому ведет ссылка (он откроется на отдельной странице).

Монтаж расширительного бакаКак рассчитать общий объем системы отопления?

Подбор расширительного бака – далеко не единственный случай когда этот параметр станется необходим. Например, это требуется при покупке теплоносителя-антифриза, при проведении некоторых расчетов смесительных узлов и т.п. С помощью нашего калькулятора расчета общего объема системы отопления читатель выполнит вычисления без особых проблем.

Обратите внимание – если вычисления производятся с целью определения оптимального объёма расширительного бака, то сам бак из расчетов следует исключить. Это сделать несложно – просто передвиньте ползунок слайдера в положение «0».

Недостатки открытой системы отопления

Итак, подведём итог по расширительному баку в открытой систем отопления.

Такие системы, кстати, еще не столь давно полностью преобладали. Хотя бы по той причине, что купить оборудование для системы закрытого типа было попросту невозможно. Но на сегодняшний день их, увы, приходится признавать устаревшими.

  • Явным достоинством видится простота конструкции. В ряде случаев вообще практически не придется приобретать каких-то дополнительных материалов. При желании, вполне функциональный бак можно сделать «на коленке» из хранящегося в гараже «хлама».
  • В открытой системе априори не может возникнуть опасного давления, так как она связана с атмосферой. Это отметает необходимость использования предохранительного клапана.
  • Добавим к преимуществам еще и способность расширительного бака выступать в роли воздухоотводчика.

Но недостатков у системы открытого типа тоже весьма немало:

  • Уже не раз отмечалось, что бак должен быть установлен в самой высокой точке системы. Хорошо, если в доме есть утепленный чердак. Но это бывает не всегда, и приходится предусматривать очень качественное утепление емкости, чтобы ее попросту не «прихватило» в сильный мороз.
  • Если бак приходится устанавливать в помещениях (например, чердака и вовсе нет), то он, размещенный под потолком, явно не станет украшением интерьера.
  • За уровнем воды в баке необходим постоянный контроль. Эта проблема, как мы видели, решаема, но тем не менее.
  • Мало того что из-за негерметичности идет постоянный процесс испарения воды. Теплоноситель от контакта с воздухом насыщается кислородом, что активизирует коррозию на металлических деталях контура и в теплообменнике котла.
  • Если вы заметили, речь выше шла исключительно о воде в роли теплоносителя. В открытых системах иного и быть не может – испарение дорогостоящего антифриза выглядит расточительством. Кроме того, многие антифризы при испарении – отнюдь не безопасны для здоровья. Так что если открытая система отопления планируется в доме, который часто зимой остается пустым, придётся сливать из нее воду.
  • Невозможна такая система, если используется электродный котел. Его работа основана на принципе электрической проводимости теплоносителя, то есть важное значение имеет химический состав. А при неконтролируемом испарении оптимальная концентрация будет быстро теряться.
  • Стабильное низкое давление в системе не всегда является преимуществом. Некоторые отопительные приборы, наоборот, показывают свои преимущества именно при повышенных показателях давления.

Как видите, недостатков – очень много. Поэтом более совершенной считается система отопления закрытого типа. Но в ней применяется уже совсем другой расширительный бак.

Расширительный бак для системы отопления закрытого типа

Основными преимуществами такого бака можно считать его компактность и возможность установки на любом участке системы отопления. То, что его часто рисуют на схемах, смонтированным на трубе «обратки» в непосредственной близости от насосного узла – это, действительно, рекомендуемое положение. Но никаких серьезных ограничений нет и по выбору иного места.

То, что бак герметичен, означает, что давление в системе может повышаться до весьма значимых показателей. Это предопределяет необходимость наличия в контуре «группы безопасности». В состав такой группы традиционно включаются предохранительный клапан, настроенный на определенный верхний порог давления, автоматический воздухоотводчик и контрольно-измерительный прибор – манометр или манометр совмещенный с термометром.

Вряд ли это можно в полной мере отнести к недостаткам – скорее, это эксплуатационные особенности системы. Так что единственным «минусом» закрытого расширительного бака может считаться необходимость его приобретения. Но за комфортность в пользовании системой не грех и заплатить.

Кстати, очень многие современные котлы отопления, особенно – настенного исполнения, уже изначально оснащены встроенным расширительным баком нужного объема. Так что и покупать и устанавливать уже ничего не придется.

Устройство и принцип работы расширительного бака для закрытой системы отопления.

Устройство бака – довольно простое. Конструкция может несколько различаться, но принцип сохраняется во всех моделях

А заключается принцип в том, что герметично закупоренный объем разделен на две камеры эластичной перегородкой. Одна камера, водяная, подключается через патрубок к контуру системы отоплена. Вторая – воздушная, в которой предварительно создаётся определенный уровень давления.

Устройство можно проиллюстрировать следующей схемой:

Корпус бака (поз. 1) обычно представляет собой сборную штампованную металлическую конструкцию. Цилиндрическая форма является «классической» но встречаются и другие варианты, внутри стенки обработаны антикоррозионным составом, снаружи наносится защитное эмалевое покрытие. Цвет должен быть красным. Дело в том, что в продаже представлены и баки-гидроаккумуляторы, которые и внешне, и по своему устройству мало отличаются от расширительных. Но их синий цвет говорит о том, что они не рассчитаны на работу в условиях высоких температур. Так что полной взаимозаменяемости здесь нет.

На корпусе обязательно имеется установленный резьбовой патрубок (поз.2), через который расширительный бак будет подключаться к контуру отопления. Некоторые производители сразу комплектуют свои изделия и фитингами с накидной гайкой-американкой – так процесс установки бака будет еще проще.

С противоположной стороны корпуса обычно имеется ниппель или золотник (поз. 3), очень похожий на велосипедный, через который производится подкачка воздушной камеры до требуемого уровня давления в ней.

Главной деталью этой конструкции является мембрана (поз. 6), которая делит внутренний объем бака на две камеры. Она изготавливается из материала с высокой эластичностью и предельно низким показателем диффузии. Ранее для этих целей чаще применялся каучук, но такие мембраны все же не отличались долговечностью. В современных приборах обычно используются этилен-пропиленовые или бутиловые.

Итак, мембрана делит бак на водяную камеру (поз. 4), расположенную со стороны патрубка, и на воздушную (поз. 5) – со стороны ниппеля. А объем этих камер – величина переменная.

  • Как уже говорилось, в воздушной камере предварительно создается избыточное давление (обычно в пределах от 1 до 1,5 атмосфер). Под его воздействием мембрана опускается вниз, и водяная камера до заполнения системы имеет минимальный объем.
  • Система заполнена теплоносителем и запущена. В контуре при этом создаётся определенное рабочее давление (оптимальное для данной системы). Мембрана при этом несколько изгибается – объем водяной камеры возрос.
  • По мере нагрева, теплоноситель увеличивается в объеме. Единственное место в системе, где этот «излишек» может вместиться – это водяная камера бака. Значит, ее объём увеличивается еще больше, а в воздушной камере, значительно из-за этого уменьшившейся, возрастает давление газа.
  • Теплоноситель остывает, уменьшаясь в общем объеме – давление газа отжимает мембрану вниз. То есть в любой момент достигается необходимый баланс, в системе поддерживается оптимальное значение давления.
  • Ну а если что-то пошло нештатно, и теплоносителю расширяться больше некуда (например, подвела термостатическая автоматика системы), то сработает предохранительный клапан «группы безопасности», стравив излишки жидкости и восстановив равновесие – пока не будет выявлена и устранена причина.

Кстати, в некоторые моделях расширительных баков у же в самой их конструкции предусмотрено наличие предохранительного клапана.

Мембрана может иметь и другую форму. Так, достаточно широко применяются баки баллонного типа. Особенности их устройства показано на схеме ниже.

В таких баках мембрана выполнена в форме эластичного баллона (поз.1), края которого герметично закреплены во фланце с входным патрубком (поз. 2). По сути, этот баллон и становится водяной камерой бака. А все остальное пространство – это воздушная камера (поз. 3) с предустановленным в ней давлением. При расширении теплоносителя стенки баллона растягиваются, он приобретает грушевидную форму (фрагмент справа). Объем воздушной камеры уменьшается, давление в ней растет – и далее все, как и в уже описанном выше примере.

Кстати, такие баки пользуются довольно широкой популярностью за то, что в них не составляет труда заменить вышедшую из стоя мембрану – благодаря фланцевому ее креплению. Мембранные же баки очень часто ремонту просто не подлежат.

Какой объем должен быть у расширительного бака в закрытой системе отопления?

В продаже представлены линейки моделей расширительных баков с широким разнообразием объемов. Какой выбрать для своей системы? Чтобы определиться с этим параметром, лучше всего произвести небольшой расчёт.

Формула для вычислений такова:

Vб = Vс × k / D

Расшифровываем обозначения:

Vб — искомый объем бака (минимальный).

Vс — общий объем системы отопления. О том, как его можно определить, уже говорилось выше.

k — коэффициент температурного расширения теплоносителя.

Здесь – чуть подробнее. Дело в том, что если вместо воды применяется антифриз, то показатели расширения могут быть совершенно иными, и зависеть и от температуры, и от концентрации гликолевых добавок.

Подобрать нужное значение поможет таблица, размещенная ниже:

Температура нагрева теплоносителя, °С Содержание гликоля, %
0% (вода) 10% 20% 30% 40% 50% 70% 90%
0 0.00013 0.0032 0.0064 0.0096 0.0128 0.016 0.0224 0.0288
10 0.00027 0.0034 0.0066 0.0098 0.013 0.0162 0.0226 0.029
20 0.00177 0.0048 0.008 0.0112 0.0144 0.0176 0.024 0.0304
30 0.00435 0.0074 0.0106 0.0138 0.017 0.0202 0.0266 0.033
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 0.029 0.032 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

D — коэффициент эффективности расширительного бака. Он, в свою очередь, определяется по следующей формуле:

D = (QmQб) / (Qm + 1)

Под буквенными обозначениями кроются следующие величины:

Qm — верхний порог допустимого давления в системе отопления. То есть это — именно тот показатель, под который настраивается усилие срабатывания предохранительного клапана в «группе безопасности».

 — предварительно созданное давление в воздушной камере расширительного бака. Если бак уже имеет такую подкачку, то это значение будет указано в паспорте. Но часто давление задают самостоятельно с помощью обычного автомобильного насоса и с контролем по автомобильному же манометру. О величине уже говорилось – как правило, в диапазоне от 1,0 до 1,5 атмосфер.

Чтобы не заставлять читателя проводит вычисления вручную, ниже размещен удобный калькулятор, который выполнит расчет буквально за секунды.

Калькулятор расчета минимального объема расширительного бака для закрытой системы отопления

В программу калькулятора уже внесены значения коэффициентов температурного расширения при среднем уровне нагрева воды или антифризов разной концентрации до 75 градусов.

Пользователь может сам решить, как ему провести расчет – или с указанием точного объема системы отопления (ссылка на калькулятор давалась выше), или примерно отталкиваясь от мощности отопительного котла.

Полученное значение будет ми нормальным. То есть при выборе бака рассматривают модели с объёмом выше (или о крайней мере – не ниже) полученного результата.

Еще одна небольшая рекомендация. В системах, где циркуляция осуществляется по принудительному принципу (а так чаще всего и практикуется), желательно не ставить бак объемом менее 12 ÷ 15 литров, независимо от полученного результата.

stroyday.ru


Categories: Котельная

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.