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 о С приводит к увеличению ее объема примерно на 0,3%. Теперь немного посчитаем. Если вода в системе отопления нагреется с 10-15 O C до 80-95 О С, 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.
Расширительный бак – обязательный компонент любой схемы отопления. Расширительный бак компенсирует тепловое расширение теплоносителя. Нужно качественно подсчитать объем расширительного бака отопления, в другом случае он не будет выполнять свою функцию. Неверный подбор объема расширительного бака для системы отопления приведет к повреждению приборов отопления, теплогенератора и коммуникаций. В случае открытой конфигурации схемы неверный расчет может повлечь разлив теплоносителя.
Расширительные баки применяются для устранения теплового расширения, принятия избытка теплоносителя, поддержания стабильного гидравлического давления в оборудовании. В закрытых схемах отопления устанавливаются герметичные баки с резиновой мембраной, для открытой – полые сосуды, соединенные с окружающей средой.
В системах отопления открытого типа лишний объем нагретой воды вытесняется в открытое пространство расширителя. В случае переполнения организуется перелив из расширителя в канализацию. Открытый сосуд устанавливается на верхней точке системы и одновременно выполняет функцию отвода воздушных пробок из системы отопления. Размер расширительного бака для отопления по открытой схеме при организации перелива теплоносителя выбирается произвольно, но не менее 5% от общего объема теплоносителя. В схемах с естественной циркуляцией (при отсутствии водопровода) бак используется для залива воды (теплоносителя).
Мембранный экспанзомат – герметичный сосуд, разделенный мембранной перегородкой на две камеры. К одной камере подключается отвод от системы отопления, в другую при производстве через специальный клапан закачивается воздух с давлением от 0,4 – 1,6 атмосфер. Объем бака зависит от общей вместимости оборудования по теплоносителю. Теплоноситель (вода), разогреваясь, расширяется и образовавшийся лишний объем его выдавливается в водяную камеру экспанзомата, создавая давление на мембранную перегородку. Мембрана выгибается в направлении воздушной камеры, усилие теплоносителя компенсируется давлением воздуха (воздух при этом сжимается). По этому принципу происходит компенсация давления в системе отопления. Гибкость мембраны и давление воздуха бачка расширительного бака для отопления закрытого типа поддерживает постоянную величину давления в системе.
Способы расчета расширительного бака для отопления
Чаще используют точный расчет по формулам. Его под силу провести любому человеку с помощью калькулятора. Объем расширительного бака для отопления рассчитывается по формуле:
А = ВхС/К, где В – объем теплоносителя; С – показатель теплового расширения теплоносителя; К – показатель эффективности мембранного бака.
Расчет объема теплоносителя производят тремя методами:
- Геометрический – по внутреннему объему отопительных приборов, котла и трубопроводов;
- При заполнении системы – по прибору учета или сложением при ручном заполнении;
- Обобщенный метод – на 1 кВт тепловой мощности котла принимается 15 литров в объеме системы.
Обобщенный метод имеет уточненную модификацию в зависимости от типа приборов отопления. При использовании радиаторов количество воды в них составляет в среднем 11 литров, в конвекторах – 7 литров, в контуре теплого пола – до 18 литров. Объем теплообменника указан в паспорте оборудования, количество воды в трубопроводах можно определить, посчитав их протяженность и внутренний объем. Эти показатели суммируются (котел, трубы, приборы) – результат составляет общий объем комплекса отопления.
После расчета объема системы производится по следующей формуле:
К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1), где ДБ – максимальное давление теплоносителя, обычно принимается равным давлению срабатывания предохранительного клана на группе безопасности (3 атм.); ДБ – установленное давление воздуха в воздушной камере расширительного бака.
Показатель теплового расширения воды составляет 4% при нагреве до 95 градусов Цельсия. В случае наличия в составе теплоносителя незамерзающих фракций показатель увеличивается в зависимости от процентного содержания добавок. При 10% добавки в общем объеме показатель воды 4% умножают на поправочный коэффициент 1.1, при 30% – на 1.3 и так далее.
Расчет экспанзомата для системы с котлом мощностью 31 кВт
Перед проведением расчетов по подбору расширительного бака следует знать, что большинство настенных котлов оборудованы встроенными расширительными баками. Объем встроенного бака указан в технической документации котла. При пересчете объема системы отопления по мощности котла (умножением 1кВт мощности по теплу на 15 литров) сверяют соответствие бака объему сооружаемой системы. При недостатке устанавливается дополнительный бак. Его объем рассчитывается за вычетом встроенного экспанзомата. Напольные котлы, как правило, не имеют встроенного оборудования.
Расчет выглядит следующим образом:
К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1) = (3,0 – 1,5)/(3,0 – 1) = 0,375
3,0 – давление в системе, максимальное, атм.;
1,5 – давление воздуха за мембраной, атм.;
0,375 – показатель эффективности бака, К.
Объем теплоносителя: В = 31х15 = 465 литров.
Тогда объем бака составит:
А = 465х0,04/0,375 = 49,6 литра.
Выбирается расширительный бак объемом не менее 50 литров с давлением воздуха в 1,5 атм. Общий способ подбора (10% от А) показывает необходимость применения бака объемом не менее 46,5 литров. В таком случае размер экспанзомата всегда округляется до большего объема – 50 литров.
Давление воздуха, включенное в расчет (1,5 атмосферы), можно изменить. На расширительных баках имеется встроенный клапан для заполнения воздухом. К нему можно подключить ручной насос и поднять давление в случае, если заводское давление составляет меньшую величину. При этом необходимо соблюдать осторожность – при значительном повышении давления можно повредить мембрану, поэтому процесс нужно контролировать по манометру. Клапан также выполняет функцию сброса давления при его поднятии до предельных значений.
При расчете расширительного бака расчетный объем лучше увеличить на величину 5 – 10% – это мероприятие нивелирует погрешности расчета и не отразится на работе мембранного сосуда и комплекса отопления в целом.
Расширительный бак компенсирует увеличение объема нагретого теплоносителя, снижая давление в разводке. Поэтому такой узел должен присутствовать как в открытой, так и в закрытой системе отопления. Причем бак для закрытой системы можно сделать даже своими руками, используя самодельные или готовые емкости.
Расширительный бак – где его наиболее выгодно расположить
В большинстве случаев компенсатор для теплоносителя монтируется между напорным штуцером или патрубком котла и первой батареей. При таком месторасположении расширительный бак открытого типа заменяет предохранительный клапан – при перегреве котла пар пойдет не в систему, а вырвется наружу, сразу в атмосферу.
Но чтобы это случилось, бак нужно оформить в качестве наивысшей точки системы, подняв и над котлом, и над батареями, и над разводкой. Для этого в точке сопряжения вертикальной ветви напорного трубопровода с горизонтальным участком обустраивают тройник, к верхнему отводу которого крепят отрезок арматуры, соединяющей систему и бак.
Поэтому в многоэтажных домах расширители монтируют в чердачной зоне. Или под потолком в котельной, если, конечно, это позволяют габариты и объем бака. Следовательно, перед сборкой нам нужно попытаться вычислить геометрию емкости, отталкиваясь от рекомендуемого объема.
Как вычислить объем бачка
Габариты расширительного бака для системы отопления открытого типа вычисляют исходя из объема и температуры теплоносителя. Причем простейшая формула оперирует только первым параметром. В этом случае объем бака равен пяти процентам аналогичного параметра системы.
Например, если в разводку, котел и батареи залили 200 литров воды, то объем расширительного бака равен 10 литрам (200×5%).
Более точная и сложная формула оперирует не только вместительностью системы, но и температурой теплоносителя. Ведь нагрев на 10 градусов Цельсия масштабирует объем на 0,3 процента. И поскольку начальная температура воды равна комнатной (20 °C), а максимальная температура нагрева доходит только до 100 °C, то и масштабирование объема залитой в систему жидкости возможно только до 2,4% (((100-20)/10)×0,3).
То есть, если в разводку залито те же 200 литров, то объем бака по уточненной формуле не превысит 4,8 литра (200×2,4%).
На практике лучше воспользоваться либо большим значением, вычисленным по 5-процентной пропорции, либо усредненным результатом, который определяется по половине суммы 5% и 2,4% объема теплоносителя. И для 200-литровой системы средний объем равен 7,4 литра ((10+4,8)/2).
Теперь, когда нам известен метод вычисления емкости бака, мы можем перейти к технологии сборки самого изделия.
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.
Расширительный бачок из баллона
На расширительную емкость можно пустить и 50-литровый, и 27-литровый баллон. Только в первом случае будет достаточно отрезка высотой 25-30 сантиметров, а во втором – придется использовать весь баллон.
Поэтому с точки зрения экономии материала выгодно использовать 27-литровые или даже 12-литровые емкости. Ведь даже не самый большой 12-литровый вариант можно подключить к системе, в которую влили до 240 литров воды. А сам процесс трансформации баллона в бачок происходит по следующей схеме:
Во-первых, откройте вентиль и спустите остатки газа. Потом скрутите ваниль и слейте отдушку, которую добавляют в баллоны для формирования специфического аромата газа. Отдушку лучше сливать подальше от жилья.
Во-вторых, залейте сквозь отверстие вентиля в баллон воду, заполнив его до самого верха. Спустя 5-10 часов слейте воду, подальше от жилья.
В-третьих, обрежьте коническую часть вентиля и наварите ее на штуцер нужного диаметра со сгоном – так вы оформите вход в бак. Если со сваркой не сложилось – используйте вентиль как вход, применив для стыковки с системой сильфонную подводку, которую можно накрутить на внешний штуцер вентиля.
В-четвертых, приварите к корпусу баллона ножки, сориентировав емкость вентилем вниз. При этом ножки из уголков можно зафиксировать с помощью саморезов по металлу, используя для герметичности силиконовые шайбы.
В-пятых, прорежьте в верхней точке уже почти готового бака (со стороны дна баллона) люк габаритами 50×50 миллиметров. Сквозь люк можно залить воду в систему или стравить пар или воздух из теплоносителя. В открытых баках эта деталь должна присутствовать обязательно.
Как видите, собрать бак из баллона не так уж и трудно, но есть еще более простой способ изготовления, предполагающий использование в качестве основы полимерной емкости.
Бачок из полимерной емкости
В этом случае вы просто берете пластиковый бак нужного объема. Это может быть и канистра на 10-40 литров, и 5-литровая емкость из-под масла или стеклоочистителя, и даже обычное 10- или 12-литровое ведро. Хотя основа с квадратными гранями в данном случае будет предпочтительнее.
Далее вы покупаете обычный резьбовой штуцер с двумя сгонами (резьбовыми участками на торцах), резиновую шайбу, внутренний диаметр которой совпадает с внешним диаметром штуцера, и две гайки (под резьбу сгонов).
На следующем этапе вы нагреваете один торец штуцера на огне (можно на газовой плите) и прожигаете им дно канистры, ведра или любой другой емкости. Далее вы обрезаете верх (если он закрыт) и прожигаете раскаленным гвоздем три отверстия, расположив их треугольников в верхней части. С помощью этих отверстий мы будем крепить канистру к стене, поэтому они должны располагаться подальше от дна.
На предпоследнем этапе вы монтируете штуцер в дно емкости. Для этого на сгон накручивается гайка, а сам он вставляется в отверстие. Потом, изнутри, на резьбу одевают резиновый уплотнитель (шайбу) и накручивают вторую гайку. Она должна придавить резину ко дну, упираясь во вторую (внешнюю) гайку.
На последнем этапе вы крепите емкость под потолком, используя саморезы или дюбели, которые вставляют в заранее просверленные или прожженные горячим гвоздем отверстия. Подобного крепления хватит для фиксации 5-литровой канистры. Для 10-литрового варианта придется строить полку.
Как подключить расширитель в систему отопления
После завершения строительства бака мы должны подключить расширитель к системе. И в этом случае нужно действовать по следующей схеме:
- Слейте воду из системы. Причем можно удалить далеко не весь объем, а только десятую часть, понизив уровень жидкости до верхнего патрубка батарей.
- Определите наивысшую точку напорной трубы и врежьте в это место тройник. Отметим, что для полимерных труб можно использовать цанговый фитинг, а если теплопровод собран из стальной арматуры, то вместо тройника можно вварить отвод с резьбовым торцом.
- Установите расширительный бак у потолка или на чердачное перекрытие. В последнем случае потолок придется рассверливать, открывая доступ к тройнику разводки.
- Накрутите на штуцер бака гайку сильфонного шланга. Опустите второй конец сильфона на уровень тройника. Накрутите его на отвод разводки (патрубок или штуцер тройника).
Вместо сильфонного шланга можно использовать полимерную или металлическую трубу, но этот шаг усложнит монтаж, поэтому мы выбираем не жесткую конструкцию, а гибкий шланг. Вентиль в точке врезки расширителя монтировать не нужно. Расширительный бак для отопления открытого типа
Выбор расширительного бака - ситуация, в которой знаний о самых популярных и надёжных производителях не достаточно. В этом случае придётся вспомнить и элементарную физику, которую одни не учили в школе, а другие - усердно пыталось забыть. Дело в том, что молекулы жидкости при нагревании изменяют свой объем в сторону увеличения, а при остывании возвращаются в прежний объем. Экспанзомат (профессиональное название расширительного бака) в отопительной системе играет роль своеобразного компенсатора, резервуара для расширяющейся и остывающей жидкости. Если в контуре вода горячая, бак удерживает излишки, а когда вода остывает - он возвращает воду в систему.
В профессиональной слесарной среде, где занимаются отопительным оборудованием, можно встретить такие виды отопительных систем – открытые и закрытые. Такая же классификация и у баков. В первом виде систем жидкость движется по естественным законам. Основной задачей является размещение бака выше любого элемента в контуре отопления. Это может быть и чердак, и место под потолком. В качестве расширительного бака в этом случае становятся готовые емкости, которые видоизменяются и дорабатываются, или свариваются конструкции из стального листа. Требований к такому баку немного, даже вместимость не так существенна - минимум 5 литров. Несмотря на всю простоту, у него много недостатков:- постоянный контакт жидкости с водой ускоряет процесс окисления радиаторов отопления и соединительных стальных труб;
- жидкость под действием температуры испаряется - необходимо постоянно следить за её уровнем;
- размеры открытых баков не только портят внутреннее убранство, но и доставляют неудобства;
- открытые баки, которые монтируют снаружи помещений, обязательно нужно утеплить.
- повышенная надёжность всей конструкции в целом;
- простота в креплении данного вида баков;
- исключен контакт теплоносителя с воздухом, что уменьшает процессы окисления металлических частей при контакте с водой;
- большая экономичность, если сравнивать их с баками другого типа;
- отсутствие какого-либо испарения благодаря мембранному механизму;
- расположить бак можно в любом удобном месте;
- нет необходимости в дополнительном утеплении бака.
V = ((e x C) / (1 – (P o /P m)))/ Кзап, где:
V - необходимый объем бака.
e - коэффициент расширения жидкости, которая находится в системе. Также необходимо учесть максимальную температуру теплоносителя. Для воды этот показатель при температуре 85°C составляет 0,034.
С - общий объем жидкости в отопительной системе. Здесь принимайте во внимание объем в радиаторах и трубах, объем резервуара котла и других элементов с теплоносителем.
P o - минимальное давление в баке. Этот показатель не должен быть меньше, чем давление всей системы отопления в месте расположения бака.
P m - максимальное давление, которое выдерживает предохранительный клапан.
Кзап - коэффициент использования внутреннего объема бака, в процентах. Его величина равна отношению объемов заполненного бака к максимально возможному объему теплоносителя.
На рисунке ниже представлены данные, которые помогут определить максимальную вместимость бака:
Выбор расширительного бака - это не самая трудная часть в проектировании собственного отопления. Вопросом следующего уровня сложности становится его правильная установка. Лучше этот вопрос доверить профессионалам, чтобы не укрываться холодной зимой ещё одним одеялом.
Отопление — ключевая система жизнеобеспечения частного дома и его стабильная работа очень важна. Один из параметров, которые необходимо отслеживать — давление. При слишком низком котел работать не будет, при высоком происходит слишком быстрый износ оборудования. Для стабилизации давления в системе необходим расширительный бак для отопления. Устройство несложное, но без него отопление долго работать не будет.
Для чего нужен расширительный бак для отопления
При работе системы отопления теплоноситель часто меняет свою температуру — то нагревается, то остывает. Понятное дело, при этом меняется объем жидкости. Он то увеличивается, то уменьшается. Излишки теплоносителя как раз и вытесняются в расширительный бак. Так что назначение этого устройства — компенсировать изменения объема теплоносителя.
Виды и устройство
Есть две системы водяного отопления — открытая и закрытая. В закрытой системе циркуляция теплоносителя обеспечивается циркуляционным насосом. Он дополнительного давления не создает, просто проталкивает воду с заданной скоростью по трубам. В такой системе отопления стоит расширительный бак для отопления закрытого типа. Закрытым он называется потому, что представляет собой герметичную емкость, которая разделена на две части эластичной мембраной. В одной части находится воздух, в другую вытесняется лишний теплоноситель. Из-за наличия мембраны бак называют еще мембранным.
Открытая система отопления наличия циркуляционного насоса не предусматривает. В данном случае расширительный бак для отопления — это просто любая емкость — хоть ведро — к которой подведены трубы отопления. Для него не требуется даже крышки, хотя она может быть.
В самом простом варианте это сваренная из металла емкость, которую устанавливают на чердаке. Есть у этого варианта существенный недостаток. Так как бак негерметичный, теплоноситель испаряется и необходимо следить за его количеством — все время доливать. Делать это можно вручную — из ведра. Это не очень удобно — есть риск забыть пополнить запасы воды. Это грозит тем, что система завоздушится, что в может привести к ее поломке.
Более удобен автоматизированный контроль уровня воды. Правда, тогда на чердак, кроме труб отопления, придется еще тянуть водоснабжение а также куда-то выводить переливной шланг (трубу) на случай переполнения бака. Зато отпадает необходимость регулярно проверять количество теплоносителя.
Расчет объема
Есть очень простая методика определения объема расширительного бачка для отопления: высчитывается 10% от объема теплоносителя в системе. Его вы должны были высчитать при разработке проекта. Если этих данных нет, можно объем определить опытным путем — слить теплоноситель, а потом залить новый, измерив его при этом (пустить через счетчик). Второй путь — высчитать. Определить в системе, добавить объем радиаторов. Это и будет объем системы отопления. Вот от этой цифры находим 10%.
Формула
Второй способ определить объем расширительного бака для отопления — высчитать его по формуле. Тут тоже потребуется объем системы (обозначен буквой C), но еще нужны будут другие данные:
- максимальное давление Pмакс, при котором может работать система (обычно берут максимальное давление котла);
- начальное давление Pмин — с которого система начинает работу (это давление в расширительном баке, указано в паспорте);
- коэффициент расширения теплоносителя E (для воды 0,04 или 0,05, для антифризов указано на этикетке, но обычно в пределах 0,1-0,13);
Имея все эти значения высчитываем точный объем расширительного бака для системы отопления по формуле:
Расчеты не очень сложные, но стоит ли с ними возиться? Если система открытого типа ответ однозначен — нет. Стоимость емкости от объема зависит не очень сильно, плюс ко всему его можно сделать самостоятельно.
Расширительные баки для отопления закрытого типа стоит посчитать. Их цена от объема зависит сильно. Но, в данном случае, лучше все-таки брать с запасом, так как недостаточный объем приводит к быстрому износу системы или даже к выходу ее из строя.
Если в котле есть расширительный бак, но его емкости для вашей системы недостаточно, ставят второй. В сумме они должны давать необходимый объем (установка ничем не отличается).
К чему приведет недостаточный объем расширительного бачка
При нагревании теплоноситель расширяется, его излишки оказываются в расширительном баке для отопления. Если весь излишек не помещается, он стравливается через клапан аварийного сброса давления. То есть теплоноситель уходит в канализацию.
Потом, когда температура понижается, объем теплоносителя уменьшается. Но так как его в системе уже меньше чем было, давление в системе падает. Если недостаток объема незначительный, такое понижение может быть некритичным, но если его слишком мало, котел может не работать. У этого оборудования есть нижний предел давления, при котором оно работоспособно. При достижении нижнего предела оборудование блокируется. Если вы в это время находитесь дома, сможете исправить ситуацию, добавив теплоносителя. Если же вас нет, система может разморозиться. Кстати, работа на пределе тоже ни к чему хорошему не приводит — оборудование быстро выходит из строя. Потому лучше слегка перестраховаться и взять чуть больший объем.
Давление в бачке
В некоторых котлах (обычно в газовых) в паспорте указано, какое давление необходимо выставить на расширителе. Если же такой записи нет, для нормальной работы системы давление в баке должно быть на 0,2-0,3 атм ниже, чем рабочее.
Система отопления невысокого частного дома обычно работает при 1,5-1,8 атм. Соответственно, в баке должно быть 1,2-1,6 атм. Измеряется давление обычным манометром, который подключается к ниппелю, который расположен в верхней части емкости. Ниппель спрятан под пластиковой крышкой, ее откручиваете, получаете доступ к золотнику. Через него можно также стравить излишки давления. Принцип работы такой же как у автомобильного золотника — чем то тонким отгибаете пластину, стравливая воздух до необходимых показателей.
Также можно давление в расширительном баке увеличить. Для этого нужен будет автомобильный насос с манометром. Его подключаете к ниппелю, накачиваете до необходимых показаний.
Все вышеописанные процедуры проводятся на баке отсоединенном от системы. Если он уже установлен, снимать его не надо. Проверить давление в расширительном баке системы отопления можно на месте. Только будьте внимательны! Проверять и корректировать давление в расширительном баке для отопления надо при неработающей системе и слитом из котла теплоносителе.
Для точности измерений и настройки бака важно чтобы на котле давление было нулевое. Потому воду спускаем тщательно. После чего подключаем насос с манометром и корректируем параметры.
Где поставить в системе
Расширительный бак в закрытой системе ставится после котла до насоса, то есть так, чтобы он создавал поток в противоположном направлении. Так система работает надежнее. Так что конкретное место установки зависит от того, где у вас стоит циркуляционный насос.
В систему он подключается через тройник. В трубу врезаете тройник, перпендикулярный выход направляете вверх, на него накручивается бак. Если стенка не дает поставить емкость, придется сделать колено, но бачок повернут вверх. Теперь можно считать, что расширительный бак установлен.
Но для удобства проверки, желательно после бака поставить еще один тройник, на свободный выход которого установить запорный кран. Это дает возможность проверять мембранный бак без слива всей системы — он отсекает бак. Кран перекрываете, с котла стравливаете воду. Проверяете давление на отключенной ветке (в котле). Оно должно быть нулевым. После можно проводить все остальные работы по настройке.
