Объем расширительного бака для закрытой системы отопления

Расширители открытого типа

Конструктивной особенностью расширителей открытого типа является контакт теплоносителя с атмосферой. Циркуляция в системах с расширителем этого типа конвекционная. При нагреве объем жидкости растет, его избыток поглощается резервуаром емкости.

При падении температурных показателей жидкость возвращается обратно самотеком, под действием гравитации. Из-за нулевого давления в баке, устройство не требует прочной металлической конструкции, поэтому:

• в изготовлении корпуса применяется любой металл;
• может использоваться готовая емкость из термостойкого пластика;
• не принципиальной является форма резервуара.

В дачных домиках такое оборудование может быть собрано из подручных средств. В качестве емкости можно использовать пластиковую канистру или бочку, оборудованную приемным патрубком и выводом для перелива.

Внешне это обычный металлический бак, верхняя плоскость которого снабжена отверстием для обслуживания и добавления жидкости. Защиту от засора обеспечивает негерметичная крышка. В нижней части или на боковой плоскости предусмотрены крепежные узлы.

Особенности монтажа открытого резервуара

Открытые системы отопления применяются в малоэтажных строениях, где объем теплоносителя и протяженность отопительных коммуникаций сравнительно невелики. Требования к установке несложные:

• расширитель ставится на максимуме высоты, на линии подачи;
• подача подключается к баку через патрубок;
• для стока избытка жидкости выполняется врезка перелива выше расчетного уровня.

Чтобы обеспечить циркуляцию самотеком, для монтажа рекомендуется использовать трубы увеличенного сечения.

Обычно бак стараются монтировать в отапливаемом помещении, обустроенном утепленном чердаке, а если это невозможно, то емкость потребуется утеплить. Наличие утеплителя не допустит промерзания жидкости и потери работоспособности системы.

Характеристика закрытого расширителя

Конструктивной спецификой закрытых модификаций бака является полная герметичность, что позволяет поддерживать необходимое для циркуляции давление в любой точке системы. Резервуар внутри разделен мембраной на воздушную и жидкостную части. Каждый из отсеков полностью герметичен – азотосодержащая смесь из воздушного отдела никогда не смешается с теплоносителем, наполняющим жидкостный отсек.

Принцип работы расширителя заключается в том, что нагретая жидкость из системы выталкивается в жидкостную часть бака и начинает давить со своей стороны на герметичную мембрану. Перегородка деформируется и воздействует на воздушную часть, сжимая ее.

В результате объем воздушной камеры бака уменьшается, а газ в ней сжимается. Эта ситуация способствует увеличению давления в системе. Как только происходит нормализация давления, теплоноситель из жидкостного отсека выталкивается обратно.

Если же давление стремительно растет, то, при достижении критического объема жидкости в баке, срабатывает предохранительный клапан. В результате произойдет удаление излишнего количества теплоносителя из емкости.

В зависимости от формы все закрытые расширители для установки в отопительную систему разделяются на такие виды:

1. Шаробразные – разновидность мембранной конструкции с эластичной перегородкой. При поступлении жидкости она растягивается и принимает весь избыточный объем. Сам бак имеет вид шарообразной капсулы.
2. Овальные – еще один вид мембранных гидрокомпенсаторов. Баллон расширителя традиционно разделен гибкой мембраной на газовую и жидкостную камеры, но конфигурация корпуса имеет несколько вытянутую по вертикали форму.

Внешне овальные расширители представляют собой баллон цилиндрической формы, окрашенный в красный цвет. С одной стороны, предусмотрен ниппель для создания давления в газовой камере, с другой – патрубок, через который осуществляется подключение к системе.

На корпусе наварены крепежные узлы, которые обеспечивают навесной монтаж оборудования и способны выдержать его рабочий вес. Шарообразная модификация бака отличается от овальной лишь формой.

Тонкости монтажа закрытого резервуара

В системах закрытого типа самотечная циркуляция не сможет обеспечить необходимый уровень давления. Поэтому в конструкцию включают циркуляционный насос.

Сам расширитель может ставиться в любой точке системы, но при выполнении монтажных работ желательно учесть следующие рекомендации:

• лучшее место для установки – обратная линия, до точки врезки насоса;
• подачу теплоносителя лучше подвести сверху, что позволит уменьшить проникновение воздуха и сохранит работоспособность при повреждении мембраны;
• недостаток основного объема можно компенсировать установкой дополнительного расширителя с меньшей емкостью.

При установке не возбраняется учитывать интерьер помещения, если в этом есть необходимость. Для контроля уровня давления расширитель должен быть оборудован манометром.

Возможность размещения недалеко от котла снимает вопрос о необходимости утепления резервуара. Оборудование находится в теплом помещении, что обеспечивает удобство эксплуатации.

Преимущества и недостатки баков

Системы, в зависимости от устройства и материала расширительного бака, различаются перечнем плюсов и минусов. Но, по мнению экспертов и опытных пользователей, преимущества в функциональности на стороне закрытых вариантов.

Плюсы и минусы открытой конструкции

Самопроточная система нуждается в трубах большего диаметра, что в свою очередь напрямую увеличивает расходы. Бюджет обустройства отопительной системы с открытым расширителем незначительно увеличивается, хотя и остается сравнительно небольшим.

Основными преимуществами такого варианта считаются простота, плюс низкая стоимость комплектующих и монтажных работ. Еще одной положительной особенностью является отсутствие необходимости в контроле уровня давления.

Однако минусов значительно больше:

• применение незамерзайки опасно из-за токсичных испарений;
• возможности монтажа ограничены только верхней точкой системы;
• постоянный контакт с атмосферой увеличивает риск воздушных пробок и коррозии;
• медленный разогрев;
• перепады температур, сопровождающие конвекционную циркуляцию, ускоряют износ оборудования;
• применяется в отоплении малоэтажных строений, максимум в два этажа;
• большие теплопотери и расход энергии для разогрева.

Еще один недостаток открытой системы – потери от испарения и переливов. Поэтому при монтаже бака следует позаботиться о доступности доливного отверстия.

Достоинства и недостатки закрытого бака

Если по ценам и простоте монтажных работ выигрывают открытые расширители, то функциональность – сильная сторона закрытого бака, который еще называют экспанзомат. Именно на них стараются заменить открытые модификации при обновлении отопительной системы.

Экспанзоматы обладают следующими преимуществами:

• полная герметичность позволяет использовать антифриз;
• место размещения расширителя не влияет на работоспособность системы;
• изоляция внутреннего пространства бака сводит к минимуму вероятность воздушных пробок и возникновения коррозии;
• после запуска система прогревается быстрее, более чувствительна к регулировке температурных режимов;
• меньшая разница между эксплуатационными условиями линий подачи и обратки, что в результате повышает эксплуатационный ресурс;
• не требует монтажа труб большого диаметра, что позволяет сэкономить на сооружении;
• не требует постоянного внимания к уровню и состоянию жидкости;
• возможность применения в системах, рассчитанных на несколько этажей;
• небольшие теплопотери, сокращающие затраты при эксплуатации оборудования.

При выборе расширителей этого типа могут встречаться герметичные баллоны с неразборной конструкцией. При неисправности диафрагмы баллон придется менять на новый.

Из минусов важно отметить сложность конструкции, особые требования к материалам, которые увеличивают стоимость оборудования. К этому можно добавить необходимость постоянного контроля давления и его восстановления при необходимости.

Правила расчета емкости резервуара

Расширитель любого типа будет эффективным только при правильном выборе объема. Для этого следует учитывать способность жидкости расширяться в период нагревания. Вода в отопительных кольцах расширяется на как минимум 3 % от общего объема водяной системы, антифриз — практически на 5%.

Жидкости относятся к разряду несжимаемых сред, поэтому бачок им должен обеспечить достаточный резерв на тепловое расширение с некоторым запасом. При условии полного заполнения контура теплоносителем даже тепловое расширение в расчетных объемах может привести к сбросу жидкости через предохранительный клапан и проливу теплоносителя на пол.

Поэтому, чтобы превышение объема расширяющегося теплоносителя не приводило к авариям, закрытые бачки для небольших контуров в частных домах приобретают так, чтобы их объем был равен 10 % от полного объема циркулирующего по системе теплоносителя. Это правило действительно для систем емкостью до 150 л.

Если по отопительному кольцу перемещается больше 150 л теплоносителя, то емкость закрытого бака рассчитывают путем умножения полного объема жидкости на коэффициент ее расширения при конкретных значениях рабочей температуры в системе.

К полученному значению нужно прибавить размер водяного затвора, т.е. объема теплоносителя, образовавшегося в баке в результате стандартного статического давления жидкости. Для больших отопительных колец этот показатель, как правило, равен 0,5% от полного объема теплоносителя, для малогабаритных, вместимостью до 150 л, он принимается 20%.

Полученная сумма умножается на поправочный коэффициент, определяемый по значениям предварительного и окончательного давления в отопительной системе. Предварительное принимается из расчета, что на 10 м высоты контура приходится 1 бар. Окончательное давление формируется в результате работы системы.

Расчет объема бачка закрытого типа для крупных сложных отопительных конструкций выглядит так:

Вместимость открытого типа строго не регламентируется нормативами, но есть правило: объем открытого бачка до патрубка перелива должен составлять 3,5 — 4 % от общего объема теплоносителя в отопительном контуре.

Такой оценки достаточно для небольшого дачного домика, а вот строение для постоянного проживания потребует более точного расчета. В первую очередь потребуется выяснить общий объем системы отопления.

Варианты расчета общей емкости отопления

Этот показатель можно определить с разной степенью точности тремя основными способами. Во-первых, на основе паспортных данных котла.

Так, на единицу мощности котельного оборудования необходимо около 15 литров жидкости. Чтобы получить нужные данные, потребуется 15 умножить на мощность котла, указанную в техпаспорте.

Во-вторых, можно выяснить объем с помощью водомера при наполнении системы. По мере наполнения учитывается количество использованной жидкости. Это более точный и хлопотный вариант.

Третий способ предполагает рассчитать суммарный объем всех элементов системы отопления. Это самый точный вариант.

Емкость теплообменника котла, радиаторов, конвекторов, измерительных приборов можно выяснить по паспортным характеристикам. Для вычисления емкости труб применяются данные из таблицы.

В таблице указан объем труб на метр длины, выполненных из самых ходовых и современных материалов. Внутренний диаметр указан в дюймах от 0,5 до 1,5 единиц.

Еще один способ, претендующий на высокую точность, – вычисление по формуле:

Vобщ = π x D2 x L/4

Где:

• π равно 3,14;
• D обозначает параметры внутреннего диаметра труб;
• L указывает на протяженность трубопровода системы.

После получения необходимых данных их суммируют и получают общий объем системы, который используют в дальнейших расчетах.

Выбор расширительного бака по таблице

При наличии необходимых данных оптимальный вариант расширителя можно подобрать по таблице объемов и расчетного давления.

Общий объем системы рассчитывается по указанной методике, параметры давления актуальны только для закрытых модификаций и указаны в паспортных данных оборудования.

Этот вариант не требует специальных расчетов, кроме вычисления общего объема системы. Использование таблицы значительно облегчает и ускоряет выбор расширителя с необходимой емкостью резервуара.

Использование формул для расчета

Если данных таблицы недостаточно, есть возможность рассчитать необходимый показатель объема емкости самостоятельно.

Для этого используют следующую формулу:

Vb = Vc x k/D

Где:

• Vb обозначает искомую емкость расширителя;
• Vc – общую емкость системы;
• k – коэффициент расширения жидкости при нагреве;
• D – коэффициент эффективности расширителя.

Из необходимых для расчета данных неизвестными остаются коэффициенты k и D. Первый – величина табличная, а второй вычисляют по отдельной формуле.

Также существует и используется таблица температурного расширения. Она позволяет определить коэффициент для систем с водой или антифризом. Величина не является линейной, меняется при нагреве, в зависимости от наличия и концентрации гликоля в жидкости.

Для воды концентрацию этиленгликоля принимают за «0», для антифриза концентрацию определяют по данным, заявленным производителем. Температурой нагрева считают эксплуатационную для конкретной системы.

Чтобы самостоятельно рассчитать коэффициент эффективности расширительного бака, применяется формула:

(Qm – Qb) : (Qm + 1)

Где:

• Qm — максимальное давление системы по паспортному порогу срабатывания предохранительного клапана;
• Qb – предварительное давление в воздушной камере расширителя по техпаспорту.

Если последний параметр неизвестен, его измеряют при накачке либо путем стравливания через ниппель баллона.

Другие способы расчета

Помимо самостоятельных подсчетов с помощью формул и таблиц есть альтернативные способы. Доступный вариант расчета – помощь онлайн калькулятора.

Еще один вариант получить нужные данные – обращение к профессиональным проектировщикам. Это максимально надежный способом, но точность полученной информации обойдется достаточно дорого.

Как правильно выбирать расширитель

Определяться с типом отопительной системы рекомендуется еще на этапе планирования. Выбор бака обычно откладывается на период после возведения коробки, когда система смонтирована, ее объем известен.

При подборе оптимального варианта расширительного бака рекомендуется

• ориентироваться на объем закрытого расширительного бачка, превышающий значение температурного расширения теплоносителя;
• при покупке следует обратить внимание на подключение, форму емкости и расположение разъемов для крепежа – это позволит избежать неожиданностей в процессе монтажа;
• важно уделить внимание инструкции на корпусе, которая содержит полезную информацию по установке и технические параметры.

При покупке лучше ориентироваться на проверенного производителя, даже если его баллоны будут стоить дороже. Это станет залогом долговечности отопительной системы, правда, при условии правильной эксплуатации и регулярного обслуживания.

Перед подключением предварительное давление в газовом отсеке мембранного бачка настраивают на значение, равное показателям статического давления столба теплоносителя в отопительном контуре. Настройка производится обычным автомобильным насосом, контролируется манометром.

Нельзя путать расширители для отопительных систем и гидроаккумуляторы для линий холодного водоснабжения. Они отличаются внешним видом и конструктивными особенностями. Первые окрашены красным и обычно не разборные, вторые имеют голубой цвет, снабжены съемным фланцем для ремонта мембраны.

Полезное видео по теме

Видео поможет определиться с параметрами расширителя закрытой модификации, уяснить отличия баллонов для отопления и бойлерных систем:

Принцип работы и особенности выбора емкости в видео ролике:

Отопительная система частного дома может быть выполнена по открытой либо закрытой схеме, что требует монтажа расширителя соответствующей конструкции. Ключевым фактором его работоспособности является объем, который можно рассчитать самостоятельно или доверить это дело профессиональным проектировщикам.

Правильно подобранное оборудование поможет сохранить нужный литраж жидкости в открытой системе, а в герметичном отоплении поддержит уровень рабочего давления.

sovet-ingenera.com

Для чего нужен расширительный бачок

В зависимости от погодных условий и климатического режима в помещении, теплоноситель, который циркулирует по трубам отопления, нагревается в большей или меньшей степени. При интенсивном прогреве он расширяется и образует излишний объем, который может создать давление, превышающее максимально допустимое для работы системы. Установка в отопительную магистраль расширительного бачка как раз и нужна для временного удаления этих излишков жидкости.

Закрытая система отопления с установленным расширителем

Двухконтурный котел обычно имеет свою собственную емкость для отвода теплоносителя, вместимости которой вполне достаточно для среднестатистических условий работы.

Но если в вашем доме много отапливаемых помещений, а в качестве батарей хотя бы в некоторых из них используются металлические трубы, то жидкости в нормальном режиме требуется гораздо больше, а значит и увеличение объема при расширении будет более ощутимым. Поэтому встроенного расширительного бачка может не хватить, и тогда потребуется установка дополнительного резервуара.

Виды расширительных бачков

Как известно, для отопления частного жилья могут применяться разные принципы подачи теплоносителя — естественная и принудительная циркуляция. Для каждого типа системы используются свои модификации расширительного бачка:

• Открытые. В инфраструктуре с естественной циркуляцией дополнительная емкость устанавливается в самой верхней точке и имеет форму открытого резервуара. Давление в трубах равно атмосферному, а через бачок выводятся пузырьки воздуха и, если надо, доливается вода.
• Закрытые. Если в магистрали отопления установлен насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя, в качестве расширительного резервуара выступает запаянный металлический баллон со сжатым воздухом. Излишек теплоносителя при нагреве подается в бак, а когда температура снижается, давление воздуха вытесняет жидкость обратно.

Схема системы отопления

Закрытый расширительный бачок обеспечивает значительные преимущества по сравнению с открытым. Его установка может производиться в любом удобном месте, отсутствие контакта с атмосферой защищает внутреннее пространство труб и батарей отопления от коррозии и проникновения грязи и мелкого мусора. Однако окончательное решение о выборе типа расширительного бачка обычно диктуется схемой реализации системы отопления в целом, а не этими важными, но не определяющими преимуществами.

Устройство закрытого расширительного бака

Значительную часть устанавливаемого в настоящее время оборудования для отопления составляют закрытые системы. Их достоинства очевидны и не требуют отдельного рассмотрения. Поэтому основным спросом сейчас пользуются именно закрытые бачки, устройство которых мы и рассмотрим далее.

Конструктивно расширительный бак очень похож на гидроаккумулятор для автономного водоснабжения. Он также представляет собой металлический резервуар, внутри которого находится резиновая мембрана, но, в отличие от гидроаккумулятора, всегда окрашен в красный цвет. В мембрану закачан воздух под давлением, обычно чуть меньшим, чем внутри самой системы. Принцип работы расширительного бачка довольно прост:

• при нагреве давление теплоносителя начинает превышать сопротивление воздуха в мембране, и излишки жидкости поступают в расширительный бачок системы отопления;
• когда температура внутри магистрали отопления снижается, жидкость под действием газа выдавливается мембраной обратно в основную магистраль, заполняя весь первоначальный объем.

к меню ↑

Вычисление объема расширительного бака

Вместительность расширительного резервуара должна быть рассчитана на самый интенсивный режим работы системы отопления. Дело в том, что в период первого пуска температура окружающего воздуха обычно еще достаточно высока, и котел работает на средних нагрузках. При наступлении холодов объем нагреваемой жидкости серьезно увеличивается, поэтому ей требуется гораздо больше места.

В качестве примера приведем алгоритм расчета объема расширительного бачка для одноэтажных строений:

1. Определяем объем теплоносителя в трубах. Для этого используем эмпирическое правило: объем жидкости равен мощности котла, умноженной на 15. Например, для системы, использующей котел мощностью 24 кВт, требуется 360 литров воды.
2. Считаем коэффициент эффективности бака. E = (P_max -P_в )/(P_max +1), где P_max – максимальное давление теплоносителя, а P_в – давление воздуха в расширительном баке.
3. Вычисляем объем расширительного бака. Для его расчета применяем формулу: V_e =V*B/E, где V – полный объем жидкости, B – коэффициент ее расширения. Для воды коэффициент расширения равен 0,0359, а для стандартного антифриза – 0,07. Отсюда следует, что если в качестве теплоносителя используется антифриз, для него необходимо предусматривать расширительный бачок примерно вдвое большего объема.

Для рассматриваемого выше котла отопления мощностью 24 кВт потребуется установка резервной емкости объемом 360*0,0359/0,57=22,6 литра. Вместимость внешнего бака нужно подбирать, вычисляя разность между этой цифрой и объемом встроенного в котел расширителя.

Как установить расширительный бачок

Учитывая вышеупомянутую тенденцию к более частому использованию отопления с принудительной циркуляцией, нас будет в основном интересовать схема установки закрытого бачка. По поводу открытой системы скажем лишь несколько слов:

• расширительную емкость необходимо устанавливать в самой верхней точке;
• ее нужно тщательно утеплять;
• рабочее давление поддерживается за счет водяного столба, однако вода с течением времени испаряется и ее надо доливать.

Теперь рассмотрим последовательность установки бачка в закрытой системе отопления:

1. Заполнение мембраны воздухом. В верхней части бака имеется пластиковая заглушка, сняв которую можно получить доступ к ниппелю. Через него, с помощью обычного автомобильного насоса, накачиваем мембрану.

Ввод расширителя в эксплуатацию

Обычно давление воздуха в ней должно быть на 0,1–0,2 атмосферы меньше рабочего давления теплоносителя.

В любом случае, точное значение необходимого воздушного напора указывается в паспорте.

Установка расширительного бачка в систему отопления не требует специальных навыков и вполне может быть выполнена самостоятельно. Главное, чтобы его вместимости хватило на весь объем расширяющегося теплоносителя. В противном случае давление в системе может повыситься до критического уровня, при котором произойдет аварийный сброс жидкости и отключение котла.

Если при этом в помещении долгое время не будет людей, которые смогут вручную запустить котел, система может разморозиться и прийти в негодность.

Возможно, вам будет интересно узнать

Устанавливать расширительный бак требуется во многих системах отопления. Однако приобретать любой, попавшийся на глаза нельзя, необходимо обязательно знать, с какой вместительностью он вам необходим. Здесь без предварительных вычислений не обойтись. Производить расчет объема расширительного бака необходимо по формуле. Он поможет получить максимально точные значения. Благодаря этому отопление в вашем доме будет функционировать максимально эффективно. А значит, вы останетесь довольны его работой.

Схема мембранного расширительного бачка.

Производим точный расчет

Для того чтобы узнать какой именно бачок подойдет для вашего жилища можно воспользоваться следующей формулой:

V=vi*e:d.

Теперь расшифруем ее:

• Vi — значение суммарного объемом системы отопления, которое выражается литрах;
• e — коэффициент, присутствующий у расширения жидкости, который выражается в процентах;
• d — значение эффективности расширительного бака.

Чтобы узнать параметр Vi, нужно произвести несложные расчеты. Принято, что 1 кВт = 150 л. А это значит, что если мощность системы отопления, например, составляет 7 кВт, то тогда весь ее объем будет равен 1050 литров (150+7). Соответственно значение Vi составит 1050 л.

Схема подключения расширителя.

Чтобы рассчитать коэффициент расширения жидкости, нужно учитывать, что каждые 10 градусов увеличивают объем теплоносителя на 0,3%. При его максимальной температуре (95 о С) расширений составляет порядка 4%, а значит, нужно будет брать значение равное 0,04.

Теперь нужно получить эффективность расширительного бака. Для расчета данного параметра используется следующая формула:

d=(pv-ps)/(pv+1).

Она расшифровывается следующим образом:

1. Рv -максимальное давление, присутствующее в системе отопления (в загородных домах оно обычно составляет 2,5 бар).
2. Рs — давление зарядки, которое имеется у мембранного расширительного баска (его параметр равен обычно 0,5 бар).
3. Соответственно d при таких значениях составит 0,58 ((2,5-0,5)/(2,5+1)=0,58).

Теперь нужно подставить все полученные значение в имеющуюся формулу, чтобы понять какой объем должен быть у расширительного бака. Тут получается следующее:

V=1050*0,04/0,58=72,4.

Схема отопления с естественной циркуляцией.

Соответственно, подбор расширительного бака должен осуществляться на основе данного параметра. При этом следует немного округлить его и прибавить несколько литров. Таким образом, вместительность должна составить 75-78 литров. Такой бачок отлично подойдет для системы отопления вашего дома. Его емкости будет достаточно, чтобы производить регулирование давления и количества теплоносителя в трубах и батареях.

Как видно, выполнить правильный расчет объема для расширительного бака по данной формуле несложно. Конечно, нужно учесть ряд важных параметров, значение которых можно узнать в ходе вычислений, но произведя их, вы сможете получить наиболее точные цифры. На основе их можно выполнить расчет с минимальными погрешностями.

Полезные советы

Производя расчет того, какой необходим объем расширительного бака, нельзя обойтись без полезных советов:

Если в доме основная система отопления не будет использоваться на полную мощь, то тогда значение коэффициента расширения жидкости можно брать меньше. В итоге не потребуется выбирать бачок с большой вместительностью.

Содержание

Бак для отопления Reflex

Расширительный бак в системе отопления играет роль балансировочного элемента. Он выравнивает объем теплоносителя при его расширении под действием высоких температур, а также поддерживает необходимое в системе давление. Но перед потребителем всегда встает вопрос, связанный с объемом бачка. Как правильно выбрать прибор именно по этому показателю? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо провести расчет расширительного бака для отопления. Дело это не такое уж простое, и здесь используется формула, составляющие которой определяются опытным путем. Но давайте все по порядку.

Типы расширительных баков

Как и сама отопительная система, баки делятся на открытые и закрытые. Открытые приборы очень громоздки, и в последнее время их популярность практически сведена к нулю за счет низкой эффективности. Закрытые приборы более практичны. Это герметично сделанные бачки, которые разделены внутри резиновой мембраной. В нижнюю часть заходит теплоноситель, изменяясь в объеме за счет повышения температуры, а в верхнюю часть закачан воздух, что делается на заводе в процессе изготовления. Давление воздуха внутри составляет 1,5 атм.

Нагреваясь, вода увеличивается в объеме, и эти излишки заполняют нижнюю часть расширительного бака. При этом вода давит на мембрану, которая поднимается до определенного уровня. Давящий сверху воздух создает в системе отопления закрытого типа давление, равное 1,5 атм. что является необходимым условием эффективной ее работы.

• Форма расширительного бака может быть округлой в виде баллона или плоской.
• В нем используется термостойкая резина в качестве мембраны. Она может быть диафрагмового типа или плоская — баллонного типа.
• При выборе расширительного прибора необходимо уделить внимание именно мембране, а точнее, сроку ее службы и возможности выдерживать необходимое давление. Не забывайте о температурах теплоносителя, которые будут действовать на нее. Диффузионные процессы также негативно могут влиять не ее качество.

Расчет объема

И все же основа выбора — это объем. Давайте остановимся на зависимости объемного параметра прибора и тех показателей, которые влияют на его изменения:

1. Чем больше объем теплоносителя в закрытой системе отопления. тем большего размера необходимо приобретать расширительный бак.
2. Чем выше температура теплоносителя, тем больше вместимость прибора.
3. Чем выше давление теплоносителя (берется допустимое значение показателя), тем меньших размеров емкость можно приобретать.

Три основные зависимости. Теперь можно переходить непосредственно к расчету. Скажем прямо, дело это непростое, но с ним стоит разобраться. Потому что небольшое отклонение может привести к неприятным последствиям. К примеру, предохранительный клапан будет постоянно сбрасывать.

Итак, формула, по которой проводится расчет:

Vб=(Vс * К)/D, где

Vб — вместимость прибора.

Vс — объем теплоносителя в системе отопления.

К — коэффициент расширения теплоносителя. Для воды этот показатель равен 4%, поэтому в формуле используется 1,04.

Таблица с формулами

D — эффективность расширения самого бачка. Изготовленный из металла и под действием перепада температур он может незначительно изменять свои размерные параметры. Для точного установления «D» можно использовать следующую формулу:

D = (Pmax — Pнач)/ (Рmax + 1), где Pmax — это максимальное давление внутри системы отопления, Рнач — это давление внутри резервуара, запланированное заводскими параметрами (обычно 1,5 атм.). Кстати, по максимальному показателю планируется настройка предохранительного клапана.

Получается, что объем расширительного бака зависит от прочностных и температурных характеристик самого прибора. Отметим, что все эти показатели и характеристики не должны превышать допустимые нормы. Объем расширительного прибора должен быть равен или быть чуть больше полученных результатов.

Полезные советы

• Бачок емкостью 20–25 литров обычно устанавливают с циркуляционным насосом мощностью 1,2 кВт. При объеме 50–60 литров мощность насоса увеличивается до 2,0 кВт. Есть на рынке расширительные баки емкостью 100–200 литров. Их можно использовать не только по прямому назначению, но и в качестве резервуара для теплой воды при небольших по срокам отключениях ее в водопроводе.
• Размерные показатели баков колеблются в широком диапазоне. Есть такие, которые не помещаются в проемы, чтобы можно было занести их во внутренние помещения. Поэтому совет — используйте несколько маленьких баков, чем один огромный. Здесь важно соответствие объемов.
• Существует несколько стандартных показателей, которые определяют количество отдаваемой энергии на определенный вмещаемый объем. К примеру, радиатор отопления — 10,5 кВт, конвектор водяной — 7 л/кВт, водяной теплый пол — 17 л/кВт.

Теперь вы знаете, для чего нужен расширительный бачок закрытого типа. Но куда его можно врезать? Вопрос остается открытым. Это закрытый прибор, и для него нет никакой разницы, как будет проведена его установка. Здесь важнее другое — удобство эксплуатации. А значит, монтаж лучше проводить в том месте, где подход будет свободным. И не так уж важно, в какой точке будет расположен бак — в самой высокой или нет. В этом его универсальность.

Простой расчет расширительного бака

+ отличие между открытым и закрытым бачками

Какой бы расширительный бак вы не выбрали, его следует надежно крепить: вес этого элемента системы отопления может значительно возрастать во время эксплуатации

Итак, в вашей системе отопления находится некоторый объем теплоносителя. Как известно, при нагревании жидкость имеет свойство расширяться, соответственно, ее объем будет расти и его нужно где-то помещать. Чтобы ваша система не стала похожей на бомбу, и используют расширительный бак: в него попадают излишки жидкости.

Конечно, размер расширительного бака будет зависеть от количества теплоносителя в системе, поэтому для каждого отдельного случая его надо рассчитывать отдельно.

«Как же так? – спросят владельцы настенных двухконтурных котлов. – У меня никакого бака нет!» или «Мне специально никто ничего не рассчитывал!» На самом деле такая емкость, конечно, имеется: спрятана в корпусе котла и имеет объем 8-12 литров – почти ведро воды.

Дело в том, что производитель котла позаботился, чтобы рассчитать расширительный бак с запасом. Зная мощность котла, можно предугадать размер помещения, которое он будет отапливать, а также приблизительное количество жидкости в системе. В современных системах отопления, в которых и используют настенные котлы, количество теплоносителя невелико (до 100 литров), поэтому расширительный бак вполне может уместиться в корпусе котла. Конечно, в случае необходимости его можно заменить на более вместительную модель.

Какие бывают типы расширительных баков?

Раньше наиболее распространенными были баки открытого типа. В сущности, это «кастрюля с крышкой» – емкость с ввареной трубой. По ней поступает излишек воды в случае нагрева, и по ней же уходит назад в систему, когда котел выключен и теплоноситель остывает.

Некоторые баки открытого типа оснащают переливом – еще одной трубой наверху, по которой избыток жидкости может уходить, например, в канализацию.

В сущности, можно обходиться и без такого бака, просто установив в самой высокой точке системы «перелив». Однако, тогда придется периодически доливать в систему отопления воду, которая утекла.

Недостатки открытого расширительного бака:

* необходимо устанавливать в самой верхней точке системы

* теплоноситель теоретически может вылиться плюс контакт теплоносителя с открытым воздухом – его испарение и коррозия бака.

Преимущества:

* дешевизна и исключительная надежность вследствие предельно простой конструкции.

Частый вопрос: можно ли использовать в системе с открытым расширительным баком циркуляционный насос?

Да. Вода от этого не станет «выскакивать» наружу – проверено на опыте.

Расширительный бак закрытого типа содержит внутри две полости – ту, в которой циркулирует теплоноситель, и емкость с газом (азот, воздух), разделенные гибкой мембраной. Если объем теплоносителя в системе увеличивается – объем емкости с газом уменьшается. Давление в системе остается практически прежним.

Преимущества закрытого расширительного бака:

* теплоноситель не контактирует с воздухом, т. е. не испаряется, не насыщается кислородом.

* такой бак можно ставить в любом месте системы, а не обязательно в ее самой высокой точке.

Недостатки:

* высокая цена по сравнению с открытым расширительным баком

* повышенный объем, ведь приблизительно половину бака занимает емкость с газом.

Надо, узнав объем теплоносителя в системе, умножить его на 0,08. Таким образом, мы узнаем, что системе с сотней литров теплоносителя потребуется расширительный бачок объемом около 8 литров.

Как узнать объем теплоносителя?

sistema-otopleniya.ru

Для чего нужен расширительный бак?

Еще из школьного курса физики всем хорошо известно, что любое тело при нагревании расширяется, а жидкость и газ увеличиваются в объеме. В отличие от газа жидкость – среда несжимаемая и если ее нагревать в закрытом сосуде, каковым является и бак для котла, то это приведет к росту давления внутри него, поскольку расширяться ей некуда. В результате может случиться разрыв стенок резервуара.

Представьте теплоноситель, нагреваемый в трубопроводах от температуры 20 ºС до 80 ºС. Если не поставить расширительный бак в системе отопления, то при нагреве жидкой среды давление в сети сильно возрастет и вода может прорваться наружу в самом слабом месте. Хорошо, когда есть предохранительный клапан безопасности. Через него и уйдет лишняя вода, поскольку больше ей деваться некуда. При отсутствии клапана теплоноситель просто прорвется наружу на каком-то из соединений.

Расширительный бак нужен для размещения растущего в объеме теплоносителя, когда он нагревается. При этом во время охлаждения он возвращается обратно в систему.

В случае когда воду сбрасывает предохранительный клапан, то после остывания вернуть ее назад он не может и запустит на освободившееся место воздух. Это приведет к образованию воздушной пробки, а она не даст системе нормально работать.

Типы расширительных бачков

Внешне расширительные баки для отопления могут отличаться по форме и размерам, определяемым расчетом. Обычно это резервуар, подключенный к отопительной системе посредством одной трубы. Однако, у разных типов емкостей имеются конструктивные отличия, да и применяются они в разных случаях. Чтобы правильно выбрать бак, надо понимать эти отличия, поэтому вначале представим перечень существующих видов:

• открытого типа;
• закрытые, снабженные мембраной.

Примечание. Существуют еще закрытые расширительные сосуды без мембраны, но применять их категорически не рекомендуется. Ниже мы объясним почему.

Емкости открытого типа

Эти бачки применяются для открытой системы отопления (иначе — гравитационной, самотечной) и представляют собой металлический резервуар с открытым верхом произвольной формы. К верхней части боковой стенки приварен патрубок для присоединения шланга или трубы перелива, теплоноситель к баку подводится снизу. Элемент устанавливается выше всей системы на подающем трубопроводе, как правило, на чердаке дома.

Примечание. Говоря правильным техническим языком, открытая система – это та, из которой напрямую отбирается вода на нужды ГВС. В частных домах она не используется, только в централизованных сетях. Открытой ошибочно называют схему с естественной циркуляцией теплоносителя.

Любой расширительный бачок для отопления открытого типа выполняет 2 функции:

• служит для компенсации расширения теплоносителя;
• производит удаление воздуха из системы, поскольку его верх сообщается с атмосферой.

В этом заключается его преимущество, но оно не единственное. Открытая емкость может успешно и долговечно служить также и в системах с принудительной циркуляцией, поскольку устройство бака очень простое, там нечему ломаться. Однако, и недостатков у него немало:

• бачок, установленный на чердаке, требует хорошего утепления;
• в течение сезона необходимо постоянно наблюдать за уровнем воды в баке и своевременно его пополнять;
• теплоноситель постоянно насыщается кислородом из атмосферы, отчего быстрее корродируют металлические детали котла;
• дополнительный расход материалов и сложности при монтаже.

Закрытый мембранный бак

Более современный закрытый расширительный бак – это сосуд цилиндрической формы со встроенной внутри резиновой мембраной. Используется в схемах с принудительной циркуляцией теплоносителя и устанавливается в помещении топочной. Подвод теплоносителя осуществляется также снизу, сверху аппарата установлен сервисный золотник для закачки воздуха.

Резиновая мембрана (в простонародье – «груша»), которой снабжен закрытый расширительный бак системы отопления, бывает 2 видов:

• в виде диафрагмы;
• баллонного типа.

Примечание. Емкости некоторых производителей имеют съемную «грушу», что дает возможность ее поменять при появлении трещин.

Форма мембраны особого влияния на работу аппарата не оказывает, хотя в бачке второго типа помещается немного больше воды. С другой стороны от «груши» закачан воздух (иногда – азот) под определенным давлением, его необходимо настраивать под каждую систему индивидуально. Все закрытые расширительные бачки действуют одинаково просто: при нагревании теплоносителя давление в сети растет, мембрана растягивается и запускает воду внутрь бака. При остывании все протекает в обратном порядке.

Герметичный расширительный бачок для газового котла настенного типа зачастую встроен внутрь теплогенератора, так как обладает малыми габаритами. Кроме того, аппарат не сообщается с атмосферой и диффузия кислорода в теплоноситель полностью исключается. Слабое место таких бачков – мембрана, срок ее службы очень редко дотягивает до 10 лет, и не всегда есть возможность ее заменить.

Существует и третий вид компенсационных устройств — вакуумный расширительный бачок для отопления закрытого типа без «груши». В продаже их найти трудно, да и нет смысла, поскольку такая конструкция – самая неудачная. Роль мембраны в емкости играет сам воздух, что приводит к его активной диффузии в воду, а это недопустимо. И потом, уровень в емкости будет все время повышаться, в результате компенсировать расширение станет некуда.

Рекомендации по выбору

Если в доме планируется или уже смонтирована схема с естественной циркуляцией, то расширительный бак открытого типа – как раз для вас. Мудрить с вакуумным бачком здесь не стоит, помните, что вода в такой системе движется только за счет разницы удельного веса и аппарат может не сыграть своей роли. Открытый сосуд можно купить, а можно и смастерить самостоятельно, главное, — верно произвести расчет объема расширительного бака, о чем мы поведаем ниже.

С вакуумными мембранными сосудами дело обстоит немногим сложнее. Есть одно предостережение: оказавшись в магазине среди множества подобных изделий, не перепутайте бачок для отопления с гидроаккумулятором для водоснабжения. Внешне они очень похожи, даже цвет может быть одинаковым, так что подбор бака по данному признаку исключается. Отличаются резервуары по надписи на шильдике, для отопления указана рабочая температура до 120 ºС и давление до 3 Бар. На гидроаккумуляторе, соответственно, до 70 ºС и давление до 10 Бар.

Осуществляя выбор, также стоит обратить внимание на возможность замены «груши» на случай ее выхода из строя. Размер аппарата подбирается по результатам расчета бака закрытого типа.

Расчет расширительного бака

В технической литературе и на просторах интернета можно найти множество методик, по которым выполняется расчет расширительного бака для системы отопления с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя. Но в большинстве своем они содержат массу сложных формул с привязкой к мощности котла и другим параметрам. Вы не ошибетесь, если воспользуетесь более простым способом определения объема бака.

Способ основан на утверждении, что количество воды в системе при максимальном нагреве возрастет не более, чем на 5%. То есть, сначала высчитываете объем воды следующим образом:

• количество теплоносителя в котловом баке – по паспорту;
• объем воды в трубопроводах – по формуле площади круга находите площадь поперечного сечения каждой трубы и умножаете ее на длину;
• вместительность радиаторов – тоже по паспорту на изделие.

Просуммировав результаты, осуществляете подбор и расчет расширительного бака с запасом, взяв не 5, а 10% от получившейся суммы. Это и будет его вместительность.

Заключение

Просчитать объем и выбрать бак закрытого типа достаточно просто, останется только правильно его установить. Это тоже можно выполнить самостоятельно, руководствуясь инструкцией, прилагаемой к изделию.

cotlix.com

Другие статьи по теме:

Расширительный бак закрытого типа для отопления Газовый котел наружного исполнения Обвязка тт котла Теплоаккумулятор для твердотопливного котла Электрокотел для отопления Растет давление в газовом котле причины