Любая автономная система отопления имеет расширительный бак. Это устройство необходимо для компенсации избытка теплоносителя вследствие его температурного расширения. Расширительные баки для отопления предупреждают гидродинамическое повреждение трубопроводов и кранов.
Современные проекты сантехнических систем и инженерных коммуникаций предусматривают чаще всего закрытую отопительную систему. Расширительный бак на отопление является одним из обязательных элементов таких систем.
Повсеместное внедрение закрытых систем стало происходить благодаря очевидным их преимуществам:
- Полная изолированность от внешней среды, что препятствует попаданию воздуха в отопительную сеть;
- Возможность установить мембранный расширительный бак системе отопления в помещении котельной или другом удобном помещении;
- Сниженная потребность в пополнении теплоносителем системы.
Назначение расширительных баков
Расширительные баки для систем отопления всех типов имеют одну главную задачу – обеспечить работу всех элементов отопительной сети и сделать ее безопасной, надежной и долгой. Как эта задача будет выполняться, зависит от того, правильно ли был выбран и установлен этот бак. Расширительный бак системы отопления имеет такую конструкцию, которая позволяет перераспределять избыточный объем теплоносителя по трубопроводу .
Эти устройства имеют много полезных свойств. Например, расширительные бачки для отопления можно устанавливать в любом помещении, а также они позволяют избегать попадания воздуха в систему. Расширительный бак в системе отопления препятствует образованию коррозии. Кроме этого не происходит потеря тепла из-за испарения воды из системы.
Принцип подбора
Подбор расширительного бака для отопления осуществляется таким образом, чтобы компенсировать дополнительный объем теплоносителя, который образуется при температурном расширении. В точке подключения аппарата, давление необходимо устанавливать на уровне статического давления в этой точке сети при неизменной температуре.
По этой причине правильное функционирование элементов сети отопления напрямую связано с тем, где установлен расширительный бак.
Важно!
Открытый бачок следует устанавливать в самой высокой точке системы, чтобы устранить возможность попадания воздуха в систему.
Если расширительный бак был установлен неправильно или его объем недостаточен, то это может привести к выходу из строя всей системы. Поэтому важен его правильный выбор.
Важно!
Давление в баке должно быть выше, чем гидродинамическое давление в его середине.
Если давление будет ниже, то теплоноситель будет проникать внутрь бака при заполнении системы.
В результате при увеличении объема теплоносителя не будет возможности для компенсации избыточного объема.
Чтобы компенсировать необходимое большее гидростатическое давление внутри системы, перед установкой бачка для повышения давления можно использовать обычный пневматический насос.
Типы расширительных баков
Расширительные баки бывают двух типов:
- открытые;
- закрытые (мембранные).
Из расширительных баков открытого типа теплоноситель испаряется и, следовательно, возникает необходимость регулярного пополнения теплоносителя.
Цена открытого бака существенно выше, чем закрытого, поскольку он требует специальной установки вверху сети и дополнительное утепление, чтобы предотвратить замерзание воды зимой. При использовании бака такого типа воздух попадает в систему. Это приводит к коррозии. Срок службы системы при этом становится меньше.
Закрытый расширительный бак лишен этих недостатков. В баке такого типа обязательно наличие манометра, который помогает контролировать давление теплоносителя и его объем.
Конструкция расширительных баков закрытого типа
Методика расчета объема расширительного бака
- V = (Vsys x k) / q, в которой:
- Vsys – объем теплоносителя;
- k — коэффициент расширения жидкости;
- q — коэффициент эффективности мембранного бака.
Для правильной работы системы расчет объема расширительного бачка производится с допустимым приближением. Обычно рассчитывают 15 л на каждый 1 кВт мощности котла. Среднее значение мощности для частного дома составляет около 50 кВт.
Подставляя значения в формулу, получаем:
- Vsys = 15 х 50 = 750 л.
Коэффициент расширения жидкости теплоносителя составляет около 5%, если применяется обычная вода с температурой нагрева не выше +93 градусов Цельсия. Иногда в применяется не вода, а этиленгликоль с различным процентным содержанием.
В этом случае коэффициент расширения определяется так (для 10% и 20% содержания):
- 10% — 5% х 1,1 = 5,5%;
- 20% — 5% х 1,2 = 6,0%.
Как правило, производитель указывает коэффициент эффективности мембранного бака, но этот показатель можно рассчитать и самому по формуле:
- q = (Pmax — Pn) / (Pmax + 1) где:
- Pmax – это максимально допустимое давление в сети.. Для обычных систем не превышает 2,6 бар.
- Pn — это начальное давление мембранного бака при зарядке. Рассчитывается исходя из 1,0 бар на каждые 10 метров системы.
Итак, чтобы определить как подобрать оборудование для помещения общей площадью 400 м2 с максимальной высотой сети 6 м и расчетной мощностью оборудования 50 кВт, объем бака будет рассчитываться следующим образом:
- Vsys = 15 х 50 = 750 л;
- Pmax = 2,6 бар;
- Pn = 0,6 бар;
- q = (2,6 – 0,6)/(2,6+1) = 0,56
- V = 750 х 0,04/0,57 = 53,6 м3.
Таким образом, расчетный объем расширительного бака составляет 53,6 м3.
Для упрощения расчетов существует перечень стандартных примерных значений:
- Радиаторы или батареи отопления — 11 л;
- Система «теплый пол» — 15 л;
- Конвектор — 8 л.
Видео показывает, как произвести такой подбор.
Выводы
Зачем нужен расширительный бак и нужен ли он вообще, зависит от типа системы отопления, которую вы используете. Современные закрытые системы отопления нуждаются в установке такого оборудования, которое сделает работу отопления более эффективной и надежной. Установка расширительного бака своими руками, как правило, не составляет труда, если при этом соблюдается инструкция изготовителя.
Физические свойства любого теплоносителя практически не позволяют этой жидкости сжиматься. Попытка даже немного уменьшить объём тут же приводит к резкому скачку давления. Вода при нагревании в диапазоне от 20 до 90С расширяется. Эти два свойства объясняют необходимость выделения места в системе для «дыхания» теплоносителя. Расширительный бак для отопления должен обеспечивать безопасную и надёжную работу всех узлов инженерной системы. Длительность её эксплуатации напрямую зависит от того, правильно ли был выбран и установлен этот элемент.
Виды расширительных баков и их сравнение
В отопительной системе могут быть установлены разные виды расширительных баков.
Открытые расширительные баки
Расширительный бак открытого типа – это открытая ёмкость, в которую всегда можно долить теплоноситель. Он не требует наличия запорной арматуры, резиновой мембраны и даже крышки. Обычно ведром через него «доливают» в систему жидкость, хотя от водопровода всегда можно вывести водозаборный кран.
Схема работы расширительного бака открытого типа: 1 – корпус бака; 2 – уровень теплоносителя; 3 – холодная труба; 4 – спускная труба; 5 – предохранительный клапан; 6 – запорный вентиль; 7 – верхняя точка в стояке трубопровода отопительной системы
Несколько десятилетий назад повсеместно использовались открытые конструкции, компенсирующие изменение объёма теплоносителя при естественной циркуляции. Однако постоянный контроль уровня жидкости и её «доливание», сложности монтажа в верхней точке, низкое давление и коррозия металла – всё это привело к выходу на первый план закрытых систем и баков.
Закрытые расширительные баки
Там, где циркуляцию теплоносителя обеспечивает насос, устанавливают баки закрытого типа, именуемые в народе «мембранниками». Он всегда окрашен в красный цвет и конструкционно представляет собой герметичную ёмкость, внутри которой установлена мембрана из технической резины. А вот в синих баках, предназначенных для организации горячего водоснабжения, используется менее долговечная пищевая резина.
Устройство расширительного бака следующее: мембрана в виде баллона или диафрагмы разделяет ёмкость на две части. В верхнюю закачан инертный газ или воздух, а другая отводится для излишков теплоносителя.
С ростом температуры излишки расширяющегося теплоносителя попадают в ёмкость. Объём воздушной камеры уменьшается, и увеличивается давление в камере с воздухом, которое как раз компенсирует высокое давление в системе. При снижении температуры теплоносителя наблюдается обратный процесс.
При низкой температуре теплоносителя бак пустой, а мембрана занимает максимальной возможный объём. При нагревании жидкость начинает заполнять полость между мембраной и ёмкостью. Остывая, теплоноситель сжимается, и воздух начинает «выталкивать» его обратно в систему
Закрытый расширительный бак системы отопления может оснащаться фланцевой (сменной) или несменной мембраной. Единственное, но существенное преимущество последнего типа – его низкая стоимость. Мембрана жестко закреплена по периметру ёмкости. В исходном положении она прижата к внутренней поверхности, та как газом заполнен весь объём. При попадании теплоносителя в расширительный бак давление увеличивается.
При пуске системы существует риск разрыва диафрагмы, поскольку давление возрастает резко. В дальнейшем показания на манометре изменяются плавно и не представляют угрозу для её целостности.
Для того, чтобы предотвратить повреждение мембраны, в отопительных системах большого объёма давление контролируют с помощью манометра. Предохранительный клапан срабатывает при достижении максимально допустимого значения. Обычно оно находится в пределах от трёх с половиной до четырёх бар для частных домов.
Фланцевый расширительный бак имеет несколько преимуществ:
- максимальная величина давления значительно больше, чем у бака с несменной диафрагмой;
- возможность замены мембраны через фланец в случае её повреждения или разрыва;
- вертикальное и горизонтальное исполнение изделий. Это даёт больше вариантов размещения в условиях маленькой котельной.
Какой лучше - открытый или закрытый?
Если сравнивать эксплуатационные и потребительские свойства открытого и закрытого типов, то преимущество последнего доказывают следующие факты:
- закрытый бак не выносится наверх, следовательно, можно сэкономить на трубах;
- имеют меньшие габаритные размеры;
- теплоноситель из закрытого бака точно не испарится;
- минимальные теплопотери, в отличие от требующего дополнительной изоляции открытого бака;
- защита труб и узлов систем от коррозии, которая обеспечивается за счёт отсутствия воздуха;
- закрытая система отопления может работать при высоком давлении, тогда как открытая только при низком;
- эксплуатационные расходы мембранника ниже, что у открытого бака.
Ну а вообще, конечно - выбирать вам.
.
Место бака в системе отопления
Расширительный бак системы отопления служит для того, чтобы компенсировать увеличение объёма теплоносителя в результате его температурного расширения.
Важным критерием выбора расширительного бака является настройка клапана безопасности (предохранительного), который является элементом обязательным для экспанзомата (СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов»). Пороговое значение, после которого срабатывает защита, больше допустимого для самого «слабого звена» системы на 10% (такие настройки учитывают разницу высот мембраны и клапана).
Чтобы иметь возможность регулировать предельно допустимое давление в системе, отдавайте предпочтение клапанам с возможностью регулировки. Обязательным требованием ко всем таким защитным устройствам является наличие устройства «подрыва» (принудительного открывания). Оно позволяет периодически проверять работоспособность клапана и не допустить залипания золотника.
Подбор расширительного бака осуществляется с учётом качества, устойчивости к диффузии и эксплуатационных характеристик мембраны (диафрагмы), диапазона рабочих температур, срока эксплуатации. Обязательно убедитесь, что пороговые значения давления в котле и баке совпадают, а также проверьте соответствие мембранника требованиям безопасности и качества, предъявляемым к таким агрегатам.
Монтаж расширительного бака
Расширительный бак предназначен компенсировать температурные увеличенияобъема жидкости в отопительной системе. Всем известно, что принагревании объем воды увеличивается. При нагревании воды в отопительнойсистеме происходит увеличение ее объема примерно на 0,3% на каждые 10 С.Если нагреть теплоноситель на 70 С, то его объем увеличитсясоответственно на 3%. Поскольку жидкости практически несжимаемы, тоизбыточному объему деваться некуда. Расширение теплоносителя будетпроисходить каждый раз при запуске отопительной системы. Куда деватьизбыточный объем жидкости? Он как раз и поступает в расширительный бак,где находится до тех пор, пока вода остынет, ее объем уменьшиться и«изгнанный» в бак объем вернется в систему трубопровода. Если излишекразогретой воды удалить из системы, то после охлаждения частьтрубопровода заполнится воздухом, воздушные пробки в дальнейшемзаблокируют движение теплоносителя по системе. Это просто приведет кблокировке отопительной системы. Таким образом расширительный бакоберегает всю отопительную систему от «завоздушивания».
Разновидности расширительных баков
В системах отопления используют в основном три типа расширительных баков: открытые, закрытые и мембранные .1. Расширительные баки открытого типа предназначены для использования в отопительной системе с естественнойциркуляцией теплоносителя. Это обыкновенная открытая емкость, в днекоторой есть специальный соединитель с отопительной системой.Располагается емкость в наивысшей точке системы отопления. Из-за того,что бак находится где-то на чердаке, на лестничной клетке, кровлездания, возникает основное неудобство: для определения уровня жидкости вбаке периодически приходится подниматься на чердак и визуальнопроизводить контроль. Также открытые баки необходимо покрывать тепловойизоляцией. Изготавливают их в основном из листовой стали, форма баковпрямоугольная или цилиндрическая. Сверху бак снабжается люком дляосмотра. Максимальный уровень жидкости в таких баках контролируетсяпереливной трубкой, выходящей на улицу.
Открытые расширительныебаки предназначены не только для поддержания объема теплоносителя всистеме при колебаниях температуры, но и для восполнения объема воды всистеме при утечке. Ограничение гидравлического давления в отопительнойсистеме, сброс лишней воды в канализацию при переполнении, управлениеработой подпиточных приборов, удаление воздуха из системы - эти функциитоже выполняет
расширительный бак открытого типа.
Недостаткомявляется громоздкость, связанные с ней бесполезные потери тепла.Поглощение воздуха вследствие чрезмерного охлаждения воды приводит кусилению внутренней коррозии отопительных приборов и труб. Наконец, вомногих случаях необходимо прокладывать специальные соединительные трубы.Из-за большого количества недостатков расширительные баки открытоготипа в современных отопительных системах используют редко.
2. Расширительные баки закрытого типа используют и в открытых отопительных системах с естественнойциркуляцией жидкости, и в закрытых системах с принудительнойциркуляцией. Появление баков закрытого типа позволило эксплуатациюотопительных систем без контакта с атмосферой. Циркуляция теплоносителяпроисходит без примесей агрессивных газов, вызывающих коррозию. Срокслужбы теплового оборудования и труб значительно увеличивается. Такжеотопительная система может работать при более высоком давлении, безнеобходимости подпитки, так как утечка воды отсутствует. Расширительныебаки закрытого типа обычно располагаются в котельной, следовательно, нетребуют защиты от замерзания, и работают надежно в течение всего сезона.Эти баки представляют собой герметичные устройства, оборудованныеавтоматическими или ручными клапанами для сброса воздуха. Если бакоборудован ручным клапаном, то наполнение отопительной системы, как и вслучае с открытым баком, контролируется визуально. Если же сброс воздухапроизводится автоматически, то контроль за наполнением системыосуществляется манометром, измеряющим давление жидкости в системе.
3. Расширительные баки мембранного типа - современное оборудование, работающее полностью в автоматическомрежиме. Основная деталь, отличающая этот бак от обычного бака закрытоготипа, --это эластичная мембрана. Мембрана делит бак на две части: водной находится сжатый воздух, в другой - теплоноситель. Сжатый воздух имембрана позволяют уменьшить размеры расширительного бака в четыре иболее раз. Бак емкостью в несколько литров успешно помещается в корпуседвухконтурного котла.
Так как бак абсолютно герметичен, амембрана подвижна, то с обеих сторон на мембрану оказывается одинаковоедавление. Принцип работы бака достаточно прост: при нагреве возрастаетдавление теплоносителя; избыток воды попадает в одно отделениерасширительного бака, увеличивая его давление на мембрану; эластичнаямембрана препятствует попаданию воды во второе отделение, но давлениевоздуха в этом отделении возрастает и компенсирует возросшее давлениежидкости. При остывании жидкости ее давление уменьшается и сжатый воздухвыталкивает ее назад в систему, сохраняя давление системы постоянным.Если давление воздуха в баке по какой-то причине станет критическим,произойдет автоматическое отключение насоса. Повторный запуск системыстанет возможным только тогда, когда давление воздуха станетминимальным.
Расширительные баки мембранного типа могут иметь сменную или несменную мембрану
.Сменную мембрану можно легко заменить в случае повреждения. Поступающаяв бачок вода, находится только внутри мембраны, она не соприкасается состенками баллона. Это препятствует появлению коррозии и продлеваетвремя эксплуатации расширительного бака. При нарушении целостностинесъемной мембраны устройство приходится менять полностью. Вода,соприкасаясь со стенками бака, провоцирует коррозию, уменьшая егоэксплуатационный ресурс.
Преимущества закрытых расширительных баковочевидны: маленькие габаритные размеры, теплоноситель точно никуда неиспаряется, минимум потерь тепла, отсутствие коррозии труб, работаотопительной системы при высоком давлении, экономия энергии приэксплуатации.
Как подобрать расширительный бак для отопительной системы
Вомногих случаях расширительный бак подбирают, не прибегая к сложнымматематическим расчетам. Исходят из того, что вода, нагреваясь до 80оС,увеличивает свой объем примерно на 5%. К этому добавляют запас, которыйсоставляет еще 5%. Получается, что объем расширительного бака составляет10-12% от всего объема теплоносителя системы. Для отопительного контурас объемом воды 100 л воды подойдет расширительный бак на 10-12 литров.Чтобы рассчитать полный объем воды в системе, нужно взять данные обобъеме воды в котле и отопительных приборах из паспортов, сложить иприбавить объем воды в трубах. Зная внутренний диаметр труб и их длину,легко рассчитать объем жидкости, находящийся внутри: V = (π×D2/4) × L,где D - внутренний диаметр трубы, L - ее длина, π = 3,14.Болеесложные расчеты производятся в случаях, когда системы отопления имеютмного разветвлений. Для расчетов используется следующая формула:
Vn - объем расширительного бака, необходимый для данной отопительной системы;
Ve- объем, образующийся в процессе теплового расширения. Его можнорассчитать, умножив полный объем теплоносителя системы на объемныйтемпературный коэффициент расширения жидкости: Ve = Vсист × n%. ОбъемVсист связан с мощностью котла. 1 кВт мощности приходится примерно на15л теплоносителя. Значение n% для воды берется из таблицы:
Прииспользовании в качестве теплоносителя 10-ипроцентного тосола nрассчитывают по формуле 4% × 1,1 = 4,4%, в случае 20-ипроцентного - 4% ×1,2 = 4,8% и т.д.
Vv - объем теплоносителя, образующийся изначально врасширительном баке за счет гидростатического давления жидкостисистемы. Это так называемый водяной затвор. Если номинальный объем бака15 л, то 20% этого объема используются для водяного затвора. В бакахбольшего объема на водяной затвор отводится минимум 0,5% от всегообъема, но не менее 3-х литров.
рo - статическое давление отопительной системы, 10м водяного столба создают давление равное 1атм.
рe- окончательное давление, образующееся в при работе предохранительногоклапана. Для клапанов с давлением до 5 атм. ре = ркл пред – 0,5атм, дляклапанов с давлением больше 5 атм.- ре =0,9×ркл. пред.
Монтаж расширительного бака
Сподключением открытого расширительного бака все очень просто. В нижнейего части находится трубка с нарезной резьбой, посредством которойсоединяют бак с трубой отопления.Закрытые расширительные бачкирекомендуется устанавливать в тех участках системы отопления, гдедавление минимальное, то есть в обратку. Установленный в системуотопления бак не должен создавать неудобства для жильцов. Поэтомуудобнее всего его монтировать в углу на полу или возле стены.
Весь процесс установки расширительного бака будет происходить примерно так:
1)
Сначала устанавливается и крепится сам бак. Выбор бака напольного илинастенного определяется объемом и условиями, в которых будетпроизводиться установка. В любом случае бак необходимо надежно закрепитьк полу или стене.
2) Следующим шагом будет врезка в обратныйтрубопровод системы отопления. Врезка осуществляется трубой такого жедиаметра, как предусмотрено для подключения расширительного бака. Еслиотопительные трубы полипропиленовые, то впаивается соответствующийтройник; если металлопластиковые, то труба разрезается и вставляетсятройник на фитингах; для стальных труб - вваривается резьбовой патрубок.
3) Затем на резьбу, врезанную тем или иным способом, навинчивается отсекающий кран, в который пакуется разъемное соединение (американка). Американка соединяется трубой с расширительным баком. Теперь,когда подключили бак к системе отопления, необходимо проверить давлениев его воздушной части. Если оно совпадает с паспортными данными, томожно открыть отсекающий кран и впустить в систему воду. Находящийся втрубопроводе воздух сам выйдет через автоматический воздушный клапан приподключении расширительного бака. Как правило, автоматическим воздушнымклапаном оборудуются все современные расширительные баки.
Можнотакже предусмотреть аварийный слив бака. Используется он крайне редко,но все предусмотрительные монтажники его оборудуют. После американкимонтируется тройник, в боковом ответвлении которого есть полудюймовыйкран, который служит для того, чтобы при необходимости слить быстро илегко воду из расширительного бака отопления.
Обслуживание расширительных баков
Дляобеспечения длительной эксплуатации расширительного бака необходимопридерживаться определенных правил его обслуживания. К ним относится:1) Обязательная проверка бака на внешние повреждения (коррозию, подтеки, вмятины) один раз в полгода. При обнаружении повреждений обязательно устранить их причину.
2)
Каждые полгода необходимо сверять начальное давление в газовом отсекена соответствие расчетным показателям. Чтобы проверить начальноедавление газового пространства, бак следует отключить от системыотопления, откачать из него остатки воды и подключить манометр к ниппелюгазовой полости. Если давление окажется ниже давления, установленногопри настройке расширительного бака, то через тот же ниппель
нужно накачать бак компрессором.
3) Один раз в полгода обязательна проверка целостности мембраны. Если припроверке давления газового отсека после дренирования остатков воды черездренажный кран пошел под давлением воздух, а давление газовогопространства снизилось до атмосферного, значит мембрана пробита. Приобнаружении дефектов мембрану нужно заменить, если предусмотрена такаявозможность.
4) Если бак не используется длительное время, то нужно слить с него воду и держать в сухом месте.
Требования техники безопасности при эксплуатации
Расширительный бак не может быть подвержен дополнительной статической нагрузке, недопускается воздействие на него труб и агрегатов. Не допускаются такжеизменения конструкции, какие-либо изменения формы емкости. Испытательныеи ремонтные работы должны производить специалисты, обладающиесоответствующей профессиональной подготовкой. Только оригинальныезапчасти следует использовать при замене частей оборудования. Толькобаки, не имеющие явных внешних повреждений, можно монтировать иэксплуатировать.При вводе в эксплуатацию необходимо принятьсоответствующие меры по соблюдению минимальных и максимальных параметровдавления и температуры. Недопустимо превышение рабочего давления вгазовом и водяном отсеках бака, как при настройке, так и во времяэксплуатации. Предварительное давление воздушной камеры всегда должнобыть ниже максимально допустимого избыточного рабочего давления. Газовоепространство лучше заполнять инертным газом, например, азотом.
Демонтажчастей, которые находятся под давлением, можно проводить приотключенном от отопительной системы баке, заранее слив с него воду, и, сбросивдавление до атмосферного. Обычно внутренняя поверхность баков не имеетпокрытия, поэтому энергоносители должны быть неагрессивны. Современныетехнологии позволяют сделать отопительные системы настолькогерметичными, что поступление веществ вызывающих коррозию сводится кминимуму.
Для монтажа расширительного бака надо выбрать такое место,несущая способность которого - выдержать бак со 100%-й наполняемостью.Также обязательно надо предусмотреть возможность слива воды из бака,осуществление подпитки системы водой. Соблюдение данных правил обеспечит безопасную эксплуатацию бака, здоровье и жизнь людей будут в безопасности.
Ресурс службы расширительного бака заметно снижается при максимальных нагрузках.
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.
Одним из обязательных элементов инженерных систем в частном доме является расширительный бак для отопления закрытого типа — установка и выбор такого оборудования или его аналогов для открытых систем должны производиться в полном соответствии с техническими характеристиками объекта и условиями эксплуатации. Только соблюдение этого условия обеспечит долговечность, корректный режим работы и безопасность индивидуального отопления.
Основное назначение расширительного бака – нивелирование расширений теплоносителя (воды) при изменении температуры, позволяющая избежать возникновения гидроударов, выдавливания прокладок и разрушения трубопроводов и . Объем резервуара рассчитывается индивидуально, исходя из параметров системы. Принцип действия и устройство моделей отличаются для систем различных типов.
Конструкции различных систем и их особенности
Открытые отопительные системы
Открытые отопительные системы обычно не имеют циркуляционного насоса и оснащаются негерметичными баками (с крышками или полностью открытыми). Расширительный бак в такой системе представляет собой резервуар, в который по мере необходимости добавляют воду. Устройство такого бака проще, а стоимость значительно ниже по сравнению с моделями закрытого типа.
Можно расширительный бак для отопления открытого типа купить, а можно и сделать самостоятельно, что при определенных навыках и наличии материалов и оборудования не так сложно
В то же время такое устройство имеет целый ряд недостатков:
- Из-за отсутствия герметичности системы и частого открытия крышки в систему с воздухом проникает значительное количества кислорода. Его присутствие провоцирует образование ржавчины на стенах металлических элементов (радиаторов и труб).
- Негерметичность системы способствует также испарению теплоносителя, которое становится более интенсивным при повышении температуры. Таким образом добавление воды в расширительную систему требуется достаточно часто.
- Для того, чтобы открытая система работала эффективно, расширитель должен устанавливаться как можно выше (не ниже самой высокой точки разводки). Это не всегда удобно, к тому же такой монтаж требует больше времени и сил.
- Необходимость в теплоизоляции для снижения теплопотерь, особенно, если бак располагается в неотапливаемом помещении.
На заметку: Дополнительной функцией расширительного бака открытого типа является также отвод воздуха из системы.
Закрытые системы
Количество воды в закрытой отопительной системе постоянно. Теплоноситель циркулирует по обвязке при помощи специального насоса. Расширительный бачок для отопления закрытого типа представляет собой резервуар, разделенный на две камеры гибкой мембраной. В то время как в одну из них поступает вода из системы, расширяющаяся при нагревании, воздух во второй сжимается.
Расширительный бак для закрытой системы отопления, цена которого выше из-за более сложного устройства, в то же время более практичен и удобен в эксплуатации . Обеспечивая сохранность целостности системы и не являясь причиной образования коррозии, он быстро окупает затраченные на приобретение средства. Отведение воздуха из системы закрытого типа в этом случае не может выполняться при помощи расширителя. Для этого используются специальные вентили.
Расширительный бачок для закрытых отопительных систем с различными видами мембраны
Преимуществами расширителей закрытого типа являются:
- компактность,
- минимальные теплопотери при отсутствии необходимости обеспечивать теплоизоляцию,
- отсутствие контакта теплоносителя с воздухом, что исключает вероятность испарения и снижает риск коррозии,
- большой выбор места установки (практически в любом месте),
- большое значение допустимого давления.
Обслуживание расширителей
При использовании расширительного бачка для отопления следует выполнять следующие рекомендации:
- Дважды в год производить осмотр системы, проверяя отсутствие механических повреждений, ржавчины в емкости — для всех типов.
- Проверка давления раз в полгода — для закрытых систем.
- Периодическая проверка состояния мембраны — для закрытых систем.
- При перерыве в использовании — опустошать резервуар и просушивать его — для всех типов.
- Соблюдать требования производителя относительно допустимых значений давления и температуры.
- Использовать только фирменные комплектующие для ремонта — в основном для закрытых баков.
- Предпочтительно использовать инертный газ для камеры закрытого расширителя.
Расчет объема расширительного бака
Вне зависимости от типа системы (открытая или закрытая) принято считать, что расширительный бак должен увеличивать суммарный объем всей системы на 10% , то есть, при содержании в трубопроводах и радиаторах 300 литров воды, объем системы с баком должен составить 330 литров, то есть необходим расширитель на 30 литров.
Важно учитывать, что необходимость десятипроцентного увеличения справедлива лишь для отопления с использованием в качестве теплоносителя воды. Если для этих целей применяется гликолевая жидкость, объем бака увеличивается на 50% от расчетной для водяного резервуара величины. Такая разница связана с различными значениями коэффициента расширения у воды и гликоля.
У многих пользователей вызывает затруднение расчет общего объема теплоносителя в системе. Его произвести можно разными способами.
- Самым точным методом будет расчет расширительного бака для отопления с измерением геометрических параметров всех элементов системы (трубопроводов и радиаторов). После этого вычисляется объем каждого из них по отдельности, а полученные результаты суммируются. Вычисления потребуют определенного времени, однако проведение такой работы вполне оправдано точностью результатом и возможностью выбрать оптимально подходящую модель расширителя.
- Более простым способом является отслеживание расхода воды по счетчику при заполнении отопительной системой. Однако, такой метод можно применить только для систем открытого типа.
- Еще один вариант – принять за исходный параметр мощность нагревателя. Согласно нормативам на каждый киловатт мощности котла приходится 15 литров жидкости. Способ применим в тех случаях, когда вы точно уверены в точности расчетов для выбора нагревателя.
Монтажные работы
Точное соблюдение правил монтажа при оснащении расширителем отопительной системы открытого или закрытого типа обеспечит безопасность и эффективность работы оборудования.
Установка расширительного бака открытого типа
Выше уже было сказано о том, что расширительный бак для открытой системы монтируется в самой высокой точке. Это требование обусловлено двумя факторами:
- Подъем теплоносителя в расширитель и слив его обратно в систему отопления должен осуществляться самотеком, ведь циркуляционный насос в таких системах как правило отсутствует.
- Такое расположение расширительного бачка позволяет эффективно осуществлять и его дополнительную функцию – отведение воздуха. Пузырьки всегда поднимаются наверх.
Особенностью установки расширителя в открытой системе является отсутствие необходимости оснащать бак запорной арматурой. Как правило, резервуар снабжается только двумя патрубками, через один из которых в емкость поступает теплоноситель, а через другой он возвращается в систему. Даже наличие крышки у резервуара не является принципиальным, хотя ее отсутствие может привести к увеличению потерь объема воды от испарения, а также попаданию в систему мусора и пыли.
Установка бака закрытого типа
Установка расширительного бака для отопления в системах закрытого типа несколько сложнее, так как он является полностью герметичным прибором. В отличие от открытых расширителей, которые нередко пользователи изготавливают самостоятельно, такие агрегаты создаются только в заводских условиях, поэтому придется расширительный бак для системы отопления купить, если она у вас этого типа.
Существует несколько правил, следуя которым можно выполнить монтаж расширительного бака отопления грамотно.
Критерии выбора накопительных водонагревателей приведены . Зачастую в частных домах предпочтение отдают именно им.
Какие фильтры воды будут полезны в загородном доме мы рассказали в этом материале
- Следует помнить, что установка расширительного бачка в системе отопления предполагает выбор, приобретение и монтаж модели с корпусом красного цвета. Окрашенные в синий цвет модели предназначены для холодного водоснабжения. Конструктивно расширители не отличаются друг от друга, но красные рассчитаны на длительное высокотемпературное воздействие.
- Несмотря на то общепринятую практику использования циркуляционного насоса только для закрытых систем, наличие перекачивающего агрегата не изменяет состояния системы. То есть, если на отопление с открытым баком поставить циркуляционный насос, оно не станет закрытым. Просто в открытых системах чаще всего отсутствует необходимость в подобных агрегатах.
- Закипание теплоносителя в системе отопления никак не связано с работой расширителя. Скорее всего, следует пересмотреть величину уклона горизонтальных трубопроводов и диаметры используемых труб.
- Не рекомендуется установка расширителя в непосредственной близости к насосу из-за возможного перепада давления.
- При монтаже следует использовать только специальные термостойкие герметики.
- Устанавливая расширитель, принимайте во внимание необходимость его обслуживании и возможного ремонта и обеспечьте свободный доступ к агрегату.
- Некоторые модели котлов уже оснащены расширительными бачками и тогда покупать его дополнительно не потребуется.
