Давайте постараемся разобраться в том, какие функции в системе отопления выполняет расширительный бачок, где он должен монтироваться и какие условия при этом должны соблюдаться. Кроме того, нам интересно, возможно ли самостоятельное изготовление этого несложного устройства.
Что это такое
Расширительный бачок, в сущности, представляет собой включенную в контур отопления емкость, частично заполненную воздухом. Все просто донельзя. Однако практическая реализация может довольно сильно различаться в разных схемах отопления.
Давайте вспомним, где можно встретить расширительные бачки.
Центральное отопление
Расширительный бак для отопления устанавливается в верхней точке кольца подачи на чердаке домов с верхним розливом.
Что это такое и зачем там нужен бачок?
- От элеваторного узла подающий трубопровод домового отопления поднимается на чердак дома и опоясывает его по периметру. Обратный трубопровод образует такое же кольцо в подвале.
- Теплоноситель отдает тепло отопительным приборам, опускаясь по стоякам сверху вниз.
- Весь воздух, соответственно, вытесняется в верхний розлив и при даже минимальном уклоне розлива собирается в его верхней точке. Которой, собственно, и является расширительный бачок.
При запуске системы отопления достаточно открыть обе домовые задвижки и через некоторое время стравить воздух из расширительного бака.
Любопытно: для упрощения запуска сбросник из расширительного бачка на чердаке часто выводится в подвал. Фронт воды под давлением в 4 атмосферы при небольшом диаметре трубы прекрасно вытеснит воздух вниз.
Автономное отопление
И тип, и основная функция бачка зависят от типа системы отопления.
Открытая система
Как правило, открытой делается система с естественной циркуляцией. Название означает лишь то, что вода в системе постоянно контактирует с атмосферным воздухом. Точка контакта — именно расширительный бачок.
Его функция в этом случае двойственна:
- При изменениях температуры воды в контуре отопления бачок вмещает ее увеличившийся объем. Тепловое расширение, помните? Все жидкости при нагреве несколько увеличиваются в объеме.
- Туда же, в бачок при правильно спроектированной системе отопления вытесняется воздух из радиаторов и разводки. Для этого весь контур прокладывается с небольшим уклоном по всей длине.
Закрытая система
Наконец, в автономной системе закрытого типа расширительный бачок полностью соответствует своему названию — компенсирует расширение теплоносителя при нагреве. В противном случае в момент, когда давление увеличившейся в объеме воды превысит предел прочности трубы на разрыв, система отопления станет открытой самым неприятным для владельцев образом.
Во всех трех описанных схемах расширительные бачки — это довольно сильно отличающиеся устройства.
Какие именно?
- Бачок в системе центрального отопления с верхним розливом — это герметичная емкость произвольной формы со сбросным вентилем или водоразборным краном в верхней точке конструкции. Предназначенные для радиаторов краны Маевского в этом случае неприменимы: общий для дома объем воздуха слишком велик для того, чтобы стравить его через компактный кран за разумное время.
- Расширительный бачок системы отопления открытого типа — это обыкновенный открытый сверху бак. Крышка обычно присутствует, но ее основная функция — не обеспечение герметичности, а защита от мусора. Кроме того, в бак периодически приходится добавлять воду, компенсируя неизбежное испарение.
- В современных закрытых системах используются мембранные расширительные бачки, в которых объемы для воздуха и для теплоносителя разделены упругой перегородкой. Зачем это нужно? Чтобы воздух не насыщал кислородом теплоноситель, ускоряя коррозию труб и радиаторов.
Важно: помимо расширительного бачка, в системе обычно монтируется предохранительный клапан для сброса избыточного давления. Он обеспечивает дополнительную страховку от превышения рабочего давления. Кроме того, неплохой идеей будет смонтировать рядом с бачком манометр.
Где устанавливается бачок
И для системы центрального отопления с верхним розливом, и для открытой системы автономного отопления инструкция предельно проста: бачок устанавливается в верхней точке отопительной системы. При этом уклон розлива и разводки должен, напомним, обеспечивать вытеснение воздуха именно в него.
Если в силу каких-то причин обеспечить уклон на всем протяжении отопительного контура невозможно, в кармане, где будет скапливаться воздух, просто монтируется еще один расширительный бачок на том же уровне, что и основной. При небольшом объеме кармана (типично один-три радиатора) можно обойтись и обычными сбросниками для воздуха.
А что с закрытой системой, в которой циркуляцию обеспечивает насос? Она ведь не боится воздушных пробок?
Воздушники в ней, понятное дело, все-таки необходимы. Воздух в радиаторах и трубах ускорит их коррозию, да и постоянное журчание едва ли порадует вас. Но расширительный бачок и в самом деле не обязательно ставить в верхней точке контура: он монтируется в любом месте с минимальным количеством завихрений в водном потоке.
Читайте статью Циркуляционный насос для отопления: подбор по инженерной схеме.
Типичное место установки — прямой участок трубы перед циркуляционным насосом. Именно в нем течение воды ближе всего к ламинарному и, значит, не будет обеспечивать постоянные скачки давления в бачке.
Полезные мелочи
Мы позволим себе привести несколько полезных советов, которые, быть может, пригодятся вам при проектировании и самостоятельном монтаже отопления в вашем доме.
- Объем расширительного бачка берется равным одной десятой объема теплоносителя в системе отопления. При необходимости он рассчитывается более точно с учетом довольно длинного ряда факторов, однако на практике нет необходимости в ИДЕАЛЬНО подобранном объеме: он выбирается с заведомым запасом.
- В каждом мембранном бачке присутствует ниппель, через который легко накачать воздух до необходимого вам избыточного давления. С завода изделия поступают, как правило, с внутренним давлением 1,5 кгс/см2. Давление в системе отопления типично на 0,2 кгс/см2 больше.
- В продаже можно видеть и красные бачки, предназначенные для систем отопления, и синие — для водоснабжения. Вся разница между ними — лишь в том, что во втором случае для мембраны используется пищевая резина.
- При монтаже бачок лучше ориентировать в пространстве таким образом, чтобы теплоноситель поступал в него сверху. В этом случае в предназначенной для жидкости части его объема гарантированно не окажется воздуха.
- Частое срабатывание предохранительного клапана означает, что с объемом бачка вы промахнулись в меньшую сторону. Вовсе не обязательно демонтировать его: достаточно установить параллельно еще одно устройство.
- Про примерный расчет объема бачка уже писалось. Он берется равным 1/10 объема теплоносителя. Если точный объем вам неизвестен, в качестве грубой оценки можно взять 15 литров на каждый киловатт тепловой мощности котла.
- Современные электрические котлы и газовые с электророзжигом часто скрывают в корпусе циркуляционный насос и расширительный бачок, так что прежде, чем отправляться за покупкой — удостоверьтесь, что она вам необходима.
Нюанс: однако котлы, мощностью свыше 30 КВт поставляются без бачков. Причину угадать несложно: при объеме теплоносителя 30*15=450 литров 1/10 этого объема будет уже довольно объемной и займет существенную часть корпуса котла.
Полезная информация содержится в статье Электродные котлы – энергосберегающие котлы отопления.
Самостоятельное изготовление
Расширительный бачок системы отопления своими руками часто делаются в тех случаях, когда создается открытая система отопления с естественной циркуляцией.
Сам процесс потребует наличия у вас навыков сварщика; он, в общем-то, несложен.
- Из двух-трехмиллиметрового стального листа вырезаются 5 заготовок прямоугольной или квадратной формы. Размер — ориентировочно 30*30 или 30*40 сантиметров. Они станут дном и стенками бачка.
- Заготовки выставляются под прямым углом и провариваются. Чем варить — все равно; двухмиллиметровые стальные листы легко варятся газом, тройку и тем более четверку легче варить электросваркой.
Резать тоже, понятное дело, можно и болгаркой, и ацетиленовым резаком. Внешний вид изделия на его функциональность абсолютно не повлияет, так что искать гильотинные ножницы и пытаться сделать бачок идеальным, право же, не стоит.
Бачок мембранного типа сделать самостоятельно не то чтобы нельзя — нерентабельно. Цена этих изделий начинается от трех-четырех сотен рублей. Право же, одни поиски достаточно упругой резины для мембраны займут у вас несообразно большое время.
Если бачок кипит
Закипание расширительного бачка в системе открытого типа — одна из типичных болезней самодельных систем. Суть проблемы — в отсутствии или низкой скорости циркуляции.
Причины тоже вполне типичны:
- Заниженный диаметр разводки. Основной контур однотрубного отопления монтируется трубой не тоньше ДУ32; при этом радиаторы не разрывают трубу, а врезаются параллельно ей.
- Отсутствие уклона. Сразу после котла делается так называемый разгонный коллектор: труба поднимается в верхнюю точку контура, где, собственно, и монтируется расширительный бак. Вся остальная часть контура, повторимся, должна прокладываться с постоянным уклоном вниз.
Как решить эти проблемы, не монтируя систему отопления заново? Предельно просто: установив циркуляционный насос. Он прекрасно работает и в системах открытого типа. Насос ставится на обратке, непосредственно перед котлом.
otoplenie-gid.ru
Как рассчитать объем расширительного бака?
Объем расширительного бака для отопления открытого типа рассчитывают по формуле:
Vpб = 0,05 x Vсист;
где, Vpб — необходимый объем бака (л);
Vсист —сумма объемов нагревательного котла, всех труб и радиаторов.
Объем расширительного бака для отопления закрытого типа рассчитывают по формуле:
Vбака = Vpac / f;
где, Vбака — объем бака (л);
Vpac — объем избыточного теплоносителя, который появляется после нагревания (л);
f— коэффициент заполнения, который установлен для бака.
Для того, чтобы определить избыточный объем теплоносителя, который будет появляться при нагревании, тоже используют формулу:
Vpac = Vсист x ?,
где, Vpac — объем избыточного теплоносителя, который появляется после нагревания (л),
Vсист — сумма всех объемов составляющих отопительной системы (трубы, радиаторы, котел),
& — коэффициент расширения теплоносителя.
Этот коэффициент зависит от температуры, потому необходимо узнать максимальной показатель температуры теплоносителя.
Как настроить расширительный бак для отопления?
Настройка расширительного бака для отопления проходит в несколько этапов. Внимательность и четкое следование инструкции крайне важны.
- Внимательно прочитайте инструкцию, в ней все расписано до мелочей. Если нет — пригласите мастера.
- Расширительные баки поставляются с завода заполненные газом. Перед подключением к системе отопления, в нем необходимо установить начальное давление. Эту величину можно узнать из предварительных расчетов или из инструкции. Сбрасывается давление путем спускания газа через ниппель. Увеличивается давление путем накачки с помощью компрессора.
- Бак подключается к системе отопления. После этого ее нужно медленно заполнять теплоносителем до того момента, пока давление не сравняется с давлением газа в расширительном баке.
- Включается источник тепла и выводится в состояние нагрева до максимальной температуры. Если все правильно, каждый килограмм теплоносителя будет увеличиваться в объеме на удельную величину приращения объема. В расширительный бак попадет количество теплоносителя, равное его полезной емкости.
Настройка расширительного бака для отопления должна проводиться специалистами. Ошибки в расчетах могут иметь фатальные последствия, которые выльются в очень большие расходы.
otoplenie-vdome.ru
Зачем нужен расширительный бачок?
Начнем с разбора вопроса, что такое расширительный бачок. По сути, это обычная емкость размером в 1/10 объема всего теплоносителя в системе отопления открытого типа. При заполнении системы теплоносителем бачок загружается не полностью. Воздушная часть резервуара предназначена для того, чтобы при нагреве расширяющаяся часть теплоносителя могла куда-то деться. То есть это своеобразный балластовый объем. И в этом его первое назначение.
Второе — расширительный бачок предназначен для того, чтобы воздух, который попадает в систему отопления дома при закачке теплоносителя, куда-то выводился. Ведь все знают, что воздушные пробки — это причина неэффективной работы отопления в целом, а иногда и ее полного отказа. Воздух под действием законов физики поднимается в жидкой среде вверх, поэтому и собирается в баке, который устанавливается в самой верхней точке трубной системы.
Вот такие две функции выполняет расширительный бак.
Место установки
Немаловажная позиция — место установки. Поскольку мы говорим о системе отопления открытого типа, необходимо определить, почему она имеет такое название.
В настоящее время используются две системы:
- Открытая.
- Закрытая.
Нас интересует открытая. Название говорит само за себя. В данном случае теплоноситель в одной из точек контура соприкасается с внешним воздухом. И эта точка не что иное, как расширительный бак. В его конструкции есть верхняя крышка, через которую теплоноситель соприкасается с воздухом.
Внимание! Сразу же оговоримся, что в открытой системе отопления действует принцип естественной циркуляции теплоносителя. Если вы решили установить в отоплении насос, то сразу же ставьте и расширительный бак закрытого типа.
Теперь несколько моментов, касающихся конструкции отопительной системы:
- Во-первых, необходимо учитывать одноуровневую расстановку всех радиаторов. То есть все они должны располагаться на одном уровне без перепадов высоты.
- Во-вторых, небольшой уклон подающего и обратного контура. Первый идет с уклоном от котла, второй — к нему. Это дает возможность теплоносителю двигаться свободно с естественным направлением и правильно выводить воздух вверх.
- В-третьих, расширительный бак врезается в подающий контур у стояка, который ведет от отопительного котла к верхней трубной разводке. Это самое удачное место, потому что основное скопление воздуха отмечается в радиаторах.
Иногда случается, что в трубной отопительной системе образуется так называемый карман. Это большая редкость, зависящая от особенностей архитектуры здания. Так вот в этом кармане обязательно будет собираться воздух в больших количествах, и его необходимо как-то стравливать.
Специалисты предлагают именно здесь установить еще один дополнительный расширительный бачок. Он по объему будет меньше основного. Важно лишь грамотно подобрать размеры прибора и соорудить слив теплообменника. Если карман не очень большой, то можно обойтись и без бачка. Тогда в трубе устанавливается на сгоне обычный воздушный сбросник.
Полезные советы
Выше уже говорилось о том, что объем расширительного бака равен 10% от объема всего теплоносителя в отопительной системе дома. Конечно, это приблизительный показатель. Чтобы точно определить его, необходимо учесть большое количество всевозможных коэффициентов, которые входят в сложную формулу. Самостоятельно, если вы не специалист, сделать такой расчет будет сложно. Поэтому берите вышеуказанное соотношение за основу.
Кстати, если предохранительный клапан срабатывает очень часто, знайте, что с объемом вы промахнулись. Скорее всего, вы неправильно подсчитали общий объем теплоносителя. Не спешите в этом случае менять установленный расширительный бачок на новый с большим объемом. Можно просто рядом врезать другой, чтобы он компенсировал недостающие литры.
Когда встает вопрос, как установить трубную разводку расширительного бачка, то необходимо учитывать всего лишь две позиции:
- Теплоноситель в него должен поступать с верхней точки.
- А уходить с самого низа.
Именно таким способом можно избежать смешивания воздуха с водой внутри бака.
Очень часто от обывателей звучит вопрос, почему кипит расширительный бак? Здесь две причины:
- Неправильно выбран диаметр трубы контурной разводки. Обычно к закипанию приводит сниженный диаметр, поэтому специалисты советуют использовать трубы не меньше 32 мм. Но учитывайте и факт правильной установки радиаторов отопления. Они должны не разрывать трубную систему, а врезаться в нее.
- Отсутствие уклона контуров, о которых мы уже говорили выше. Поэтому придется переделывать систему отопления или устанавливать в нее циркуляционный насос.
Несколько слов о насосе. Выше уже упоминалось, что отопление открытого типа и циркуляционный насос не всегда совместимы. Если увеличить объем теплоносителя, то насос небольшой мощности можно врезать в контур. И этим проблема будет решена. Кстати, устанавливают его на обратном контуре около котла. А как увеличить объем теплоносителя? Вариант один — увеличить диаметр труб разводки. Можно еще нарастить секции радиаторов отопления. В общем, надо будет все рассчитать и продумать. Не стоит принимать скоропалительных решений.
Как изготовить расширительный бак своими руками
Самодельный расширительный бак для системы отопления открытого типа изготавливается достаточно просто. Вариантов моделей много. Изготовить его можно из металла или пластмассовой емкости. Если решено установить металлический вариант, то вам придется освоить навыки работы с такими инструментами, как болгарка и электросварка.
Для изготовления понадобятся металлические листы толщиной 2–4 мм. Чем толще металл, тем дольше будет работать бак. Сечение емкости может быть прямоугольным или круглым — это не столь важная характеристика. Важнее правильно подсчитать объем. Часто мастера под бак используют различные металлические емкости или резервуары, и вовсе не обязательно, чтобы они были стальными. Хотя высокопрочная сталь — это гарантия долгосрочной эксплуатации.
Пластмассовые емкости — тоже неплохой вариант. Но здесь необходимо подбирать изделие из пластмассы, выдерживающей температуру теплоносителя. Понятно, что может произойти, если бак вдруг начнет плавиться.
Добавим, что пластмассовые емкости обладают практически вечным сроком службы. И это их большой плюс. Единственное, на что обращают внимание мастера — это места стыковки емкости и труб системы отопления открытого типа. Здесь важно добиться стопроцентной герметизации, поэтому жаропрочная резина и высокого качества герметик — основные материалы для соединения.
gidotopleniya.ru
Что это и для чего оно?
Расширительный бак для отопления (он же «экспансомат») компенсирует колебания объема воды или другого теплоносителя в замкнутой системе отопления, которые возникают при изменении его температуры.
Все, кто «проходил» курс физики в школе, должны помнить, что вода — это несжимаемая жидкость, которая, однако, может значительно увеличивать свой удельный объем при нагревании.
Учитывая тот факт, что контур отопления замкнутый, то есть он имеет свой определенный объем, возникает вопрос: «Куда деваться «расширенному» объему жидкости?»
И вот Вам ответ: «В расширительный бачок!» Именно он примет излишек жидкости, образовавшийся при нагревании и восполнит недостаток жидкости в системе при охлаждении..
В случае отсутствия расширительного бака для отопления повышение температуры приведет к увеличению гидравлического давления в системе и в «содружестве» с несжимаемостью жидкости это может стать причиной разрушения отопительной системы.
Как это работает?
Необходимость применения расширительного бачка обоснована тем фактом, что нагревание воды на каждые 10 оС приводит к увеличению ее объема примерно на 0,3%. Теперь немного посчитаем. Если вода в системе отопления нагреется с 10-15 OC до 80-95 ОС, ее объем увеличится на 2,4-2,8%. Если объем теплоносителя (воды) в системе в среднем 100 – 300 л, то разница в объеме воды составит 2,5 — 8 л.
А это уже дополнительный объем, который в трубы и радиаторы не спрячешь – необходима дополнительная емкость — расширительный бак для отопления подходящего типа и достаточного объема. В него будет вытесняться излишний объем жидкости при нагревании, и он же будет «донором» воды при охлаждении системы.
Какие функции у расширительного бачка?
- Временное удаление избытка теплоносителя (воды) из системы при ее нагревании, а также водосток при превышении максимального уровня бака.
- Возврат теплоносителя в систему при ее охлаждении.
- Поддержание требуемого уровня гидростатического давления в системе отопления, способом регулирования объема теплоносителя в системе.
- Накопление и удаление паров и воздуха из теплоносителя, которые выделяются при повышении температуры теплоносителя. Ведь в самом простом теплоносителе — воде содержится определенная объемная часть воздуха. Например, в воде трубопровода содержится до 40 мг растворенного воздуха на 1 л объема воды. При нагревании до 90% этого воздуха концентрируется в виде пузырьков. А расширительный бак для отопления лишний воздух отводит в атмосферу.
Как они устроены?
Устройство расширительного бака системы отопления определяет его тип:
- Открытый расширительный бак
- Закрытые расширительные баки:
- с несменной диафрагменной мембраной;
- со сменной мембраной (фланцевый бак).
Открытый расширительный бак для отопления
Расширительный бак для отопления открытого типа имеет как преимущества, так и недостатки. Такие расширительные баки для отопления монтируются в верхней точке системы (главного стояка), обычно на чердаках, и представляют собой открытую или полуоткрытую емкость прямоугольной или цилиндрической формы. Зачастую, это параллелепипед, сваренный из листовой стали и теплоизолированный от окружающей среды (иначе вы будете платить за отопление воздуха на чердаке).
На определенном уровне в такой бак вваривается или иным способом присоединяется контрольная труба для слива жидкости на улицу при превышении допустимого уровня.
К недостаткам такого расширительного бака можно отнести достаточно большие размеры и его «открытость», то есть контакт с атмосферным воздухом. Это приводит:
- к значительной испаряемости воды из отопительной системы, что требует контроля уровня и своевременного пополнения объема воды в отопительной системе;
- к поступлению дополнительного воздуха в систему, что приводит к повышенной коррозии элементов отопительной системы.
Монтаж расширительного бака системы отопления и его теплоизоляция также предполагают дополнительные усилия и расходы (достаточное укрепление перекрытия, теплоизоляция и пр.)
Полезно знать!
Что отопительные системы открытого типа себя уже изживают. Их можно встретить в бытовых строениях старого типа.
Закрытые расширительные баки
Закрытый экспансомат или мембранный расширительный бак для отопления — это металлическая закрытая емкость шарообразной или овальной формы.
Внутри такого бака есть две камеры: одна для жидкости, вторая — воздушная, образованные герметичной мембраной (откуда и название мембранный расширительный бак). В «воздушной» части находится клапан, «в обязанности» которого входит поддержание давления в камере на необходимом уровне. При заполнении жидкостной камеры теплоносителем мембрана прогибается, создавая избыточное давление в воздушной камере. При достижении определенного значения давления, клапан открывается и освобождает воздух из камеры.
Расширительные баки мембранного типа выпускают в различных конфигурациях:
- с диафрагменной мембраной (несменный вариант);
- со сменной мембраной — баки фланцевого типа.
Экспансоматы диафрагменного типа имеют 2 части корпуса из углеродистой стали, полученные методом холодной штамповки (глубокой). По периметру этих частей при сборке корпуса закрепляется мембрана. Внутренняя поверхность бака защищена влагостойкими эпоксидными красками, а внешняя покрыта эмалью (обычно красного цвета).
В начале эксплуатации воздушная часть такого расширительного бака заполнена воздухом так, что за счет растяжения мембраны она полностью занимает 100% объема бака. По мере нагревания теплоносителя он поступает в жидкостную камеру, сжимая при этом воздушную. В ней повышается давление, которое и регулирует компенсационно объема жидкости в отопительной системе.
В некоторых вариантах бака воздушную камеру заполняют азотом под давлением, соответствующим давлению воды в системе отопления.
Мембранный расширительный бак для отопления фланцевого типа имеет сменную мембрану, горловина которой закрепляется с помощью фланца с патрубком для присоединения к системе отопления. Могут быть в вертикальном или горизонтальном исполнении.
Важной конструкционной особенностью можно назвать отсутствие соприкосновения теплоносителя с внутренней частью бака — он попадает только вовнутрь мембраны. Это позволяет не использовать защитное покрытие для внутренней части такого расширительного бака. Второй позитивный момент — такая мембрана может быть заменена в случае необходимости на новую.
Монтаж расширительного бака системы отопления такого типа тоже удобен – его можно монтировать неподалеку от котлов (некоторые котлы небольшой мощности имеют встроенный расширительный бак).
К преимуществам таких расширительных баков можно отнести:
- отсутствие контакта теплоносителя с воздухом. Это устраняет проблему испарения жидкости и окисления труб и радиаторов атмосферным воздухом;
- фактически нулевую вероятность перелива жидкости через край расширительного бака (как у открытого);
- удобство монтажа бака в любом месте дома, кроме магистрали сразу после циркуляционного насоса;
- низкая вероятность появления воздушных пробок;
- надежность и безопасность при незначительных экономических затратах.
Расчет расширительного бака для отопления производится с учетом таких правил:
- При большей емкости системы отопления необходим больший объем расширительного бака.
- Более высокая температура теплоносителя в системе предполагает использование бака большего объема.
- Более высокое допустимое значение давления воды в системе позволяет использовать бак меньшего объема.
- Чем меньше разница высот между местом установки бака и максимально высокой точки системы отопления, тем меньший объем бака можно использовать.
- В расширительном баке предусматривается некоторый эксплуатационный запас воды (около 3% от ёмкости системы отопления) — для компенсации объема теплоносителя при охлаждении и для пополнения утечек, если таковые случатся.
plusteplo.ru
Самодельная конструкция из листового металла
В редкой отопительной системе вместится более 200-300 литров теплоносителя, следовательно, объем нашего бака будет равен 10-15 литрам. Чтобы сделать такой бак нам понадобится лист металла габаритами 50×75 сантиметров. Толщина листа может быть произвольной, но оптимальной считается 2-миллиметровый вариант.
Ну а сам процесс сборки выглядит следующим образом:
- Режем болгаркой лист на две заготовки 25×75 сантиметров.
- Режем болгаркой эти полосы на шесть заготовок 25×25 сантиметров.
- Прожигаем резаком или электродом дыру в одной заготовке и ввариваем в этом месте штуцер с резьбовым сгоном на 1,0 или ½ дюйма.
- Прихватываем сваркой две заготовки под прямым углом друг к другу. Аналогичным образом поступаем и с еще двумя заготовками. Далее собираем куб без дна и крышки, соединив эти уголки сваркой.
- Провариваем швы до герметичного состояния. Тестируем стыки мелом и керосином.
Для проверки герметичности шва мел наносим снаружи, керосин – изнутри. Если спустя некоторое время не меловой полоске не появились жирные пятна, шов проварен герметично.
- Привариваем к кубу дно – заготовку с вваренным патрубком. Проверяем швы на герметичность.
- Пропаливаем резаком или дугой от электрода в последней заготовке отверстие 5×5 сантиметров.
- Привариваем заготовку с отверстием со стороны крышки куба. Герметичность швов в данном случае проверять не обязательно.
В итоге у нас получается емкость на 15,6 литра (25×25×25= 15625 см3 = 15,625 л). Причем в процесс сборки мы расходуем металл без остатка, а общей емкости такого бака хватит на 300-литровую систему.
Единственный недостаток данного варианта – значительная трудоемкость процесса. Такой бак соберет только опытный сварщик. И если вы не умеете варить герметичные швы, то вам лучше обратиться к иной разновидности металлоконструкций, например, к баку на основе готовой емкости – баллона.
obustroen.ru
Расширительные бачки 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.
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.
Расширительные бачки закрытого типа
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:
- Шаробразные – разновидность мембранной конструкции с эластичной перегородкой. При поступлении жидкости она растягивается и принимает весь избыточный объем. Сам бак имеет вид шарообразной капсулы.
- 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.
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.
Какая конструкция лучше?
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 открытого бака
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.
Плюсы и минусы 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 расширительный бачок?
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.
Выводы и 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
