Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Содержание

Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Установка расширительного бака в системе отопления открытого и закрытого типа

Расчёт и Подбор Расширительного Бака

В современных отопительных системах для компенсации температурного расширения теплоносителя устанавливаются расширительные баки открытого либо закрытого типа, которые имеют особые требования к монтажу, условиям эксплуатации и обладают различными преимуществами и недостатками.

В данной статье рассмотрим основные моменты выбора и установки расширительного бака в системе отопления с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя.

Основным параметром бака является его полезный объем, который должен превышать величину изменения объема жидкости системы в результате максимального изменения ее температуры.

Объем жидкости в системе отопления не является постоянным, так как в процессе работы теплоноситель может расширяться и сжиматься. Нагрев теплоносителя, а соответственно и увеличение его объема при постоянном размере внутреннего пространства системы отопления приводит к увеличению давления на стенки трубопроводов и отопительного оборудования, что может стать причиной их разрушения.

Для компенсации изменения объема жидкости и стабилизации давления на внутренние стенки компонентов системы отопления в её схему вводят расширительный бак (также известный как экспанзомат, от англ. глагола «expanse», что означает «расширять»). При расширении теплоносителя, его количество, превышающее объем внутреннего пространства системы, поступает в расширитель, а после падения температуры – возвращается обратно.

Рекомендации специалистов

Расчёт и Подбор Расширительного БакаРасширительный бак закрытого типа необязательно устанавливать в наивысшей точке системы.

Главное преимущество мембранных компенсаторов как раз и заключается в возможности его размещения в месте, наиболее удобном для монтажа и эксплуатации.

Маленькие бачки объемом 20-25 литров устанавливают обычно в системы с циркуляционным насосом, мощность которого составляет 1,2 кВт. Увеличения емкости до 20-60 литров приведет к увеличению мощности насоса до 2,0 кВт.

В продаже есть компенсирующие устройства объемом 100-200 литров. Помимо их прямого назначения они могут играть роль накопительного резервуара для теплой воды. Правда, использовать их в таком ключе можно лишь в случае отключения основного источника ГВС на короткий срок.

Типоразмеры расширительных баков занимают довольно широкий диапазон. Среди них попадаются модели с габаритами настолько большими, что стандартные дверные проемы не позволяют внести их внутрь помещения. В такой ситуации лучше одну огромную емкость заменить на несколько маленьких. Главное, чтобы их суммарный объем равнялся расчетному.

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.

Схема подключения мембранного бака в системе отопления открытого типа

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.

На фото расширитель в закрытой системе отопления

Существует несколько правил, следуя которым можно выполнить монтаж расширительного бака отопления грамотно.

  • В большинстве случаев расширители закрытых систем устанавливаются на обратной линии перед циркуляционным насосом, если рассматривать последовательность элементов по ходу движения теплоносителя. Если по какой-либо причине такая установка невозможна, выбирают участок, на котором параметры движения потока близки к ламинарному течению. Основное и обязательное требование горизонтальное расположение и прямолинейность участка обвязки.
  • Оптимальным вариантом станет приобретение и установка бачка с предохранительным клапаном. Такое дополнительное приспособление предназначено для сброса давления, если его значение превышает максимально допустимую величину. Таким образом повышается безопасность эксплуатации оборудования, однако, следует знать, что при ошибке в расчетах (в меньшую сторону) объема расширительного бака, предохранительный клапан станет срабатывать слишком часто. Решением проблемы может стать замена расширителя на более вместительный или параллельная установка дополнительного резервуара.
  • Для удобства контроля за работой системы лучше всего оснастить расширительный бак при установке манометром.

Полезные советы

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.

Емкости открытого типа

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

Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Любой расширительный бачок для отопления открытого типа выполняет 2 функции:

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

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

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

Виды расширительных бачков

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

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

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

Установка

Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Схема установки бачка в системе частного дома

Если вы уверены в расчетах и собственных силах, бачок и все материалы куплены, то можно установить емкость самостоятельно.

Из инструментов вам понадобятся:

  1. Ступенчатый и разводной ключи;
  2. Паяльное устройство для пластиковых труб;
  3. Ключ для монтажа труб из пластика;
  4. В некоторых случаях нужен сварочный аппарат и УШМ.

Перед монтажом нужно обесточить котел, перекрыть вентили и слить теплоноситель, если он уже есть в трубах.

Установку производят с учетом некоторых правил.

  1. Бак должен быть смонтирован и установлен так, чтобы можно было к нему беспрепятственно подойти для регулировки и обслуживания.
  2. Температура в помещении не должна быть ниже 0.
  3. На подводящей трубе нужно установить предварительно запорный вентиль, который позволят снять расширитель для обслуживания и ремонта.

После установки бака нужно запустить всю систему отопления. Если в ней обнаружено закипание, то причина кроется в неправильно выбранном диаметре труб. Дело не в бачке.О монтаже расширительного бачка рассказывается в следующем видео:

Расчет объема

Рассчитать объем бака самостоятельно можно, используя несколько онлайн-калькуляторов, или по Расчёт и Подбор Расширительного Бакадостаточно простой формуле:

Vбака – объем бачка;

Vсист – общий объем отопительной системы, включая все радиаторы, теплый пол, котел и т.д.;

k – коэффициент расширения жидкости, для воды его значения в зависимости от нагрева от 10о до максимальной температуры теплоносителя указаны ниже в таблице;

Pмин – исходное давление в емкости;

Pмакс – максимально возможное давление в резервуаре, которое рассчитывается по настройкам предохранительного клапана с учетом разницы высот расположения врезки бачка и клапана.

Таблица. Коэффициент расширения воды в зависимости от нагрева при начальной температуре в 10оС.

Температура от 10 Значение k, %
До 40 0,8
До 50 1,2
До 60 1,7
До 70 2,3
До 80 2,9
До 90 3,6
До 100 4,3
До 110 5,2

Так как от правильности расчетов зависит качество работы всей системы отопления, не стоит жалеть средств и обратиться в специальную организацию, в которой учтут все параметры, что позволит вам приобрести наиболее подходящий бак.
Здесь же вам могут дать консультацию по выбору и установке резервуара.

Типы расширительных бачков

В зависимости от того, в каком типе отопительной системы применяются баки, они подразделяются на 2 вида.

Открытого типа Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Такой бак используется для открытого отопления
без применения принудительной циркуляции. Он представляет собой емкость без верха. На дне у бака есть отверстие, к нему при помощи резьбы подсоединяется трубопровод отопления.

В некоторых домах до сих пор можно встретить емкость, она справляется со своей функцией, при этом является достаточно устаревшей и имеет ряд недостатков:

  • необходимость размещения бака на высоте;
  • испарение жидкости из емкости;
  • ускорение коррозийных процессов в разных участках отопительной системы из-за контакта теплоносителя с воздухом;
  • большие размеры бака.

В связи с этим минусами сейчас все популярнее становятся закрытые расширительные баки.

Закрытого типа или мембранный

Применяются такие резервуары для отопительных систем с принудительно циркуляцией. Емкость Расчёт и Подбор Расширительного Бакакомпенсирует скачок давления не только при нагреве теплоносителя, но и при включении циркуляционного насоса.

Его еще называют баком мембранного типа из-за особенности внутреннего строения. Это сферический или плоский резервуар, который внутри резиновой мембраной разделен на две полости:

  • одна заполняется теплоносителем через патрубок с резьбой;
  • другая – инертным газом или воздухом.

Во второй емкости есть ниппель, регулирующий давление газа. Отсеки не соединяются друг с другом.

Принцип действия закрытого бака прост:

  • избытки горячего теплоносителя попадают в одну из камер, объем которой увеличивается;
  • давление в газовом отсеке растет, что позволяет скомпенсировать напряжение в отопительной системе.

Когда теплоноситель остужается, процесс в баке идет по обратному пути.

Расчёт и Подбор Расширительного БакаСуществуют 2 разновидности емкости закрытого типа в зависимости от мембраны:

  1. В одних мембрана выполнена в виде диафрагмы, которую нельзя сменить. Такие емкости дешевле.
  2. Во втором виде закрытых приборов мембрана съемная и имеет вид груши.

Выбор зависит от возможностей покупателя. При этом надо учесть, что повреждение этого резинового элемента происходит достаточно редко.

Перед покупкой бака нужно определиться с его объемом.

Как рассчитать объем расширительного бака для отопления закрытого типа

Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Система отопления частного дома должна быть оборудована всеми необходимыми для правильной работы элементами.

Попытки обойтись без каких-нибудь «неважных» устройств приводят к аварийным ситуациям, требующим серьёзного ремонта и восстановления.

Мало того, даже полное наличие нужных частей схемы не обеспечит штатного режима функционирования, если они подобраны неправильно и не подходят по характеристикам.

Расчёт и Подбор Расширительного БакаВсе узлы должны быть тщательно рассчитаны и подобраны согласно полученным данным.

Расширительный бак — элемент защиты системы от разрыва в случае превышения допустимого давления.

Остаться в зимнее время без отопления — серьёзная проблема (про ремонт и диагностику сантехнических нарушений в ванной прочитайте здесь ).

Поэтому надёжная и правильная работа расширительного бака — жизненно важная задача.

Расчет объема

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

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

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

Итак, формула, по которой проводится расчет:

Vб — вместимость прибора.

Vс — объем теплоносителя в системе отопления.

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

Таблица с формулами

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

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

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

Вам будет интересно  Какое должно быть давление в системе отопления закрытого типа

Типы баков

Расширительные баки могут быть двух типов – отрытые и закрытые. Для бака первого типа не требуется никаких расчетов, по сути это наполовину заполненное теплоносителем ведро, установленное в самой высокой части отопительной системы, с отверстием, через которое при расширении теплоносителя выходит излишек воздуха. Открытые баки считаются устаревшими и имеют ряд недостатков, поэтому целесообразнее браться за расчет и установку расширительного бака закрытого типа.

Расширительный бак закрытого типа устанавливается в системах, оснащенных насосом, который отвечает за циркуляцию воды в системе отопления. Бак закрытого типа представляет собой емкость, разделенную на две части эластичной мембраной. В нижней части бака находится теплоноситель, а в верхней находится воздух.

При нагревании системы отопления теплоноситель расширяется и его излишки поднимаются в нижнее отделение расширительного бака. Далее мембрана поднимается вверх, сжимая воздушную камеру и тем самым сохраняя уровень давления системы в норме. Когда температура теплоносителя понижается, снижается и давление в системе, что влечет за собой понижение уровня теплоносителя в баке.

После установки бака его верхняя камера заполняется воздухом при помощи автонасоса, давление в воздушной камере должно быть равно начальному давлению во всей системе.

Для чего нужен расширительный бак

Как мы знаем, вода имеет свойство расширятся во время нагрева. Да как и в целом любая другая жидкость. Теплоноситель в системе отопления не является исключением. При расширении жидкости ее избыток нужно куда-то девать. Для этих целей в отоплении и придумали расширительные баки.

Прежде всего, вспомним основной закон физики: при нагревании тела увеличиваются, а при остывании уменьшаются. Циркулирующий теплоноситель (вода) в системе при нагревании увеличивается в объёме в среднем на 3-5%. Для профилактики аварий и поддержании работоспособности отопительного оборудования нужна ёмкость, которая и будет сглаживать разность температуры и, как следствие – давление и объём воды. То есть, при нагреве бак заберёт на себя излишек жидкости, а при охлаждении – спустит её обратно в систему. Таким образом, давление в котле остаётся в пределах допустимых норм. В противном случае, срабатывает автоматика защиты и система встаёт. Что может быть небезопасно при сильных морозах.

Виды баков

Отопительная система может быть укомплектована одним из видов баков расширения.

Как правильно подобрать подобный элемент системы отопления в каждом индивидуальном случае? Об этом и пойдет речь далее.

Открытый тип

Как можно понять из названия, бак открытого типа – это емкость с открытым верхом, в которую можно добавлять теплоноситель. Для него не нужны запорные детали, мембранная перегородка и крышка. Но из-за того что в такой емкости вода испаряется, и ее количество необходимо постоянно контролировать (доливать), от баков открытого типа стали постепенно отказываться.

К тому же для такого обогрева характерно низкое давление, а сам бак нередко подвергается коррозии. Поэтому сегодня устанавливаются более современные емкости закрытого типа.

Закрытый тип

В магистралях с циркуляционным насосом устанавливают баки расширения закрытого типа (мембранники). Самые качественные образцы выпускаются в виде герметичной емкости красного цвета с резиновой мембраной внутри. Их мембрана изготовлена из более прочной технической резины.

У изделий для горячего водоснабжения, корпус которых окрашен в синий цвет, качество резины ниже (она пищевая). Такие модели хуже выдерживают давление и быстрее изнашиваются.

Помимо основной функции – компенсации объема теплоносителя при падении температуры и его заборе при расширении от нагрева, мембранник контролирует уровень жидкости в магистрали отопления, выводит воздух из системы, сливает воду в канализацию при ее избыточном объеме и является буферной зоной при скачке давления.

Полезные советы при подборе

При покупке и установке расширителя стоит учесть несколько нюансов.

  1. При выборе места для монтажа бачка необходимо учесть, что его нельзя устанавливать сразу за циркуляционным насосом.
  2. Имеющиеся в продаже баки бывают двух цветов: красные и синие. В первых мембрана более крепкая, но выполнена из технической резины. Синие бачки используют для водоснабжения, в них резина пищевая, но она менее прочная и долговечная.
  3. При монтаже нужно пользоваться специальным герметиком.
  4. Если вы решили остановиться на открытой системе, то бак необходимо поставить на самой высокой точке, а при монтаже трубопровода соблюдать рекомендованный уклон.
  5. Размер бачка не должен быть меньше расчетного значения, допускается несколько больший объем. При применении принудительной циркуляции емкость не может быть меньше 15 л.
  6. В качестве теплоносителя может выступать антифриз. Для гликолевой смеси лучше выбирать резервуар-расширитель, объем которого больше расчетного вдвое.

Главный совет – обратитесь к профессионалам, ведь установка бака только кажется простой. К тому же без специального инструмента не обойтись.

Принцип действия расширительного бака

Принцип действия компенсирующего устройства прост, в нем нет никаких сложных технических решений. Однако малейшая ошибка в расчете может повлечь за собой выход из строя отопительной системы в целом.

Внутреннее пространство бака разделено на две части эластичной мембраной. Верхняя полость называется воздушной – в нее закачивается воздух. Цель этой операции – создать начальное давление в емкости. Вода из системы подается в нижнюю полость. Как только мембрана займет устойчивое положение – ляжет на поверхность жидкости, система может считаться готовой к работе.

Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Принцип работы закрытого расширительного бака

Разогретый теплоноситель расширяется, и его избыток поступает в бак, смещая мембрану в сторону воздушной камеры. Как только вода начинает остывать, мембрана под давлением воздуха возвращается в исходное положение, поддерживая тем самым заданное давление в системе отопления.

Слишком большой расширительный бак не в состоянии создать нужнее давление в системе. Недостаточная вместимость компенсирующего устройства не позволит принять весь избыток расширенной воды.

Поэтому так важно правильно рассчитать оптимальный объем этого важного элемента автономной отопительной системы

Как правильно поставить бак

При монтаже открытого резервуара в чердачном помещении следует соблюдать ряд правил:

  1. Емкость должна стоять прямо над котлом и соединяться с ним вертикальным стояком подающей магистрали.
  2. Корпус изделия надо тщательно утеплить, дабы впустую не терять тепло на обогрев холодного чердака.
  3. Обязательно организовать аварийный перелив, чтобы в нештатной ситуации горячая вода не залила потолок.
  4. Чтобы упростить контроль уровня и подпитку, рекомендуется вывести в котельную 2 дополнительных трубопровода, как это показано на схеме подключения бака:

Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Примечание. Трубу аварийного перелива принято направлять в канализационную сеть. Но некоторые домовладельцы с целью упростить задачу выводят ее через кровлю прямиком на улицу.

Установка расширительного бака мембранного типа тоже имеет свои особенности. Учитывая то, как работает данное изделие, его можно ставить вертикально либо горизонтально в любом положении. Малые емкости принято крепить к стене хомутом либо подвешивать к специальному кронштейну, большие – просто ставить на пол. Тут есть один момент: работоспособность мембранного бачка не зависит от его ориентации в пространстве, что нельзя сказать о сроке службы.

Сосуд с закрытого типа прослужит дольше, если его смонтировать вертикально воздушной камерой кверху. Дело в том, что рано или поздно мембрана исчерпает свой ресурс, отчего в ней появятся трещины. Внутреннее устройство бака таково, что при горизонтальном расположении воздух со своей половины станет через трещины быстро проникать в теплоноситель, а тот – занимать его место. Придется срочно ставить новый расширительный бак на отопление. Тот же результат быстро проявится, когда емкость висит на кронштейне «вниз головой».

Расчёт и Подбор Расширительного Бака

В нормальном вертикальном положении воздух из верхней части не станет торопиться проникать через трещины в нижнюю, как и теплоноситель неохотно пойдет вверх. Пока размеры и количество трещин не возрастет до критичного уровня, отопление будет исправно работать. Этот процесс иногда занимает длительное время, неполадку вы заметите далеко не сразу. Но как бы вы ни размещали сосуд, стоит придерживаться следующих рекомендаций:

  1. Изделие надо располагать в котельной таким образом, чтобы его было удобно обслуживать. Не устанавливайте напольные аппараты вплотную к стене.
  2. При настенном монтаже расширительного бака системы отопления не ставьте его слишком высоко, чтобы при обслуживании не пришлось дотягиваться до отсекающего крана или воздушного золотника.
  3. Нагрузка от подводящих трубопроводов и отсекающей арматуры не должна ложиться на патрубок бачка. Крепите трубы вместе с кранами отдельно, это облегчит замену резервуара в случае поломки.
  4. Не допускается прокладывать подводящую трубу по полу через проход или подвешивать на высоте головы.

Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Как можно красиво разместить оборудование в котельной

Комплектация и принцип работы

Расширительный бак, помимо корпуса, включает в себя мембрану (баллон или диафрагму), верхняя часть которой заполнена инертным газом или воздухом. Нижний отсек герметичной емкости предназначен для теплоносителя.

Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Вместе с увеличением температурных показателей вода расширяется, и избыточная масса теплоносителя попадает в мембранник. Объем камеры с воздухом уменьшается, и давление в этой части закрытой системы возрастает, компенсируя напор в магистрали. Когда температура теплоносителя снижается, наблюдается обратный процесс.

Расширительный бак может быть укомплектован сменной (фланцевой) или постоянной мембраной. Второй вид изделий стоит дешевле.

Мембрана в бачке плотно прижата к внутренней стенке, так как весь его объем наполнен газом.

Когда внутрь попадает вода, давление увеличивается. В момент запуска отопления существует риск повреждения диафрагмы от скачка давления, а затем манометр постепенно изменяет показания и целостность детали вне опасности.

Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Чтобы избежать повреждения мембраны, необходимо установить предохранительный клапан манометра, который реагирует на возросшее давление (для частных домов нормой является от3,5 до 4 бара).

Преимущества фланцевой модели

К преимуществам фланцевых приборов можно отнести следующие характеристики:

  • выдерживает большее давление внутри системы, нежели устройство с постоянной диафрагмой;
  • возможна замена мембраны при ее повреждении;
  • горизонтальный и вертикальный монтаж прибора.

Для чего нужен расширительный бачок

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

Закрытая система отопления с установленным расширителем

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

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

Зачем нужен расширительный бак для отопления

Для нормального функционирования отопительной системы и устойчивой циркуляции теплоносителя через все её элементы необходимо стабильное давление. Его резкие скачки приводят к нарушению гидравлического режима и неправильной работе отдельных узлов. Чтобы этого избежать, в системе предусматривают расширительный бак. Его задача – компенсировать изменение объёма теплоносителя (воды или антифриза), вызванное изменением его температуры, снизить возможность гидроудара. На изменение объёма теплоносителя влияет также его состав и соответственно температурный коэффициент. При использовании воды значение этого коэффициента в среднем составляет 4%, в случае антифриза, например этиленгликоля, – от 4,4 до 4,8% (в зависимости от концентрации гликоля в антифризе). Именно расширительный бак и является той самой ёмкостью, куда сбрасываются излишки теплоносителя, чтобы поддержать необходимое давление в сети.

В зависимости от типа системы отопления (открытая или закрытая), применяют разные расширительные баки. Сразу отметим, что открытую систему (её ещё называют системой с естественной циркуляцией – самоточной) в новых домах используют нечасто, её можно встретить в основном в старых постройках.

Расчет мембранного расширительного бака для отопления

Порядок расчетов для расширительного бака отопления

Теплоноситель, который движется по трубам системы отопления, практически не сжимается. В противном случае давление в магистрали может резко прыгнуть, что приведет к аварийной ситуации. Нагрев воды в диапазоне 20 °C – 90 °C сопровождается ее расширением. Именно поэтому отопительная система нуждается в специальном бачке, в который попадает излишек теплоносителя после того, как его объем увеличится.

Таким образом, все узлы и приборы будут корректно работать без перебоев и аварий. Учитывая важную роль, которая отведена этому элементу контура, расчет расширительного бака для отопления следует проводить в соответствии с установленными правилами.

Виды баков

Отопительная система может быть укомплектована одним из видов баков расширения.

Расчет мембранного расширительного бака для отопления

Как правильно подобрать подобный элемент системы отопления в каждом индивидуальном случае? Об этом и пойдет речь далее.

Открытый тип

Как можно понять из названия, бак открытого типа – это емкость с открытым верхом, в которую можно добавлять теплоноситель. Для него не нужны запорные детали, мембранная перегородка и крышка. Но из-за того что в такой емкости вода испаряется, и ее количество необходимо постоянно контролировать (доливать), от баков открытого типа стали постепенно отказываться.

Расчет мембранного расширительного бака для отопления

К тому же для такого обогрева характерно низкое давление, а сам бак нередко подвергается коррозии. Поэтому сегодня устанавливаются более современные емкости закрытого типа.

Закрытый тип

В магистралях с циркуляционным насосом устанавливают баки расширения закрытого типа (мембранники). Самые качественные образцы выпускаются в виде герметичной емкости красного цвета с резиновой мембраной внутри. Их мембрана изготовлена из более прочной технической резины.

У изделий для горячего водоснабжения, корпус которых окрашен в синий цвет, качество резины ниже (она пищевая). Такие модели хуже выдерживают давление и быстрее изнашиваются.

Расчет мембранного расширительного бака для отопления

Помимо основной функции – компенсации объема теплоносителя при падении температуры и его заборе при расширении от нагрева, мембранник контролирует уровень жидкости в магистрали отопления, выводит воздух из системы, сливает воду в канализацию при ее избыточном объеме и является буферной зоной при скачке давления.

Комплектация и принцип работы

Расширительный бак, помимо корпуса, включает в себя мембрану (баллон или диафрагму), верхняя часть которой заполнена инертным газом или воздухом. Нижний отсек герметичной емкости предназначен для теплоносителя.

Расчет мембранного расширительного бака для отопления

Вместе с увеличением температурных показателей вода расширяется, и избыточная масса теплоносителя попадает в мембранник. Объем камеры с воздухом уменьшается, и давление в этой части закрытой системы возрастает, компенсируя напор в магистрали. Когда температура теплоносителя снижается, наблюдается обратный процесс.

Расширительный бак может быть укомплектован сменной (фланцевой) или постоянной мембраной. Второй вид изделий стоит дешевле.

Мембрана в бачке плотно прижата к внутренней стенке, так как весь его объем наполнен газом.

Когда внутрь попадает вода, давление увеличивается. В момент запуска отопления существует риск повреждения диафрагмы от скачка давления, а затем манометр постепенно изменяет показания и целостность детали вне опасности.

Расчет мембранного расширительного бака для отопления

Чтобы избежать повреждения мембраны, необходимо установить предохранительный клапан манометра, который реагирует на возросшее давление (для частных домов нормой является от3,5 до 4 бара).

Преимущества фланцевой модели

К преимуществам фланцевых приборов можно отнести следующие характеристики:

  • выдерживает большее давление внутри системы, нежели устройство с постоянной диафрагмой;
  • возможна замена мембраны при ее повреждении;
  • горизонтальный и вертикальный монтаж прибора.

Подбор устройства согласно расчету

Перед тем как приступить к расчету мембранника, нужно знать, что чем больше объем отопительной системы и выше максимальный температурный показатель теплоносителя, тем большего объема должен быть сам бак.

Расчет мембранного расширительного бака для отопления

Существует несколько способов, по которым проводят расчет: обращение к специалистам в бюро по проектированию, проведение расчетов самостоятельно по специальной формуле или расчет при помощи онлайн калькулятора.

Расчетная формула выглядит так: V = (VL x E) / D, где:

  • VL – объем всех магистральных деталей, включая котел и остальные нагревательные приборы;
  • Е – коэффициент расширения теплоносителя (в процентах);
  • D – показатель эффективности мембранника.

Определение объема

Самый простой способ определения среднего объема отопительной системы – по мощности обогревательного котла из расчета 15 л/кВт. То есть, при мощности котла 44 кВт объем всех магистралей системы будет равен 660 л (15х44).

Вам будет интересно  Перечень основных видов водяного отопления: плюсы и минусы естественной и принудительной циркуляции

Коэффициент расширения для водяной системы приблизительно равен 4% (при температуре теплоносителя 95 °C).

Если в трубы залит антифриз, то прибегают к такому расчету:

Показатель эффективности (D) основан на начальном и наибольшем давлении в системе, а также стартовом давлении воздуха в камере. Предохранительный клапан всегда настраивается на максимальное давление. Чтобы найти значение показателя эффективности, нужно провести следующий расчет: D = (PV — PS)/(PV+1), где:

  • PV – максимальная отметка давления в системе, для индивидуального отопления показатель равен 2,5 бар;
  • PS – давление зарядки мембранника обычно составляет 0,5 бар.

Теперь осталось собрать все показатели в формулу и получить окончательный расчет:

Расчет мембранного расширительного бака для отопления

Полученное число можно округлить и остановить свой выбор на модели расширительного бака начиная от 46 литров. Если в качестве теплоносителя будет использована вода, то объем бака будет составлять не менее 15% от вместимости всей системы. Для антифриза этот показатель равен 20%. Стоит отметить, что объем прибора может быть несколько больше расчетного числа, но ни в коем случае, не меньше.

Расчет расширительного бака системы отопления

Расчет и объем расширительного бака для отопления

Прочитав этот материал, вы сможете раз и навсегда оставить позади проблему расчёта расширительного бака для закрытой и открытой систем отопления. Ниже вы сможете найти формулы. Также затронута тема возможных проблем из-за неправильного выбора этого оборудования.

Одной из ключевых задач, которую нужно выполнить – это расчет расширительного бака для закрытой системы отопления. В свою очередь, в открытых контурах это не имеет столь большого значения. В принципе, расчет несложный, если вы владеете информацией. Несмотря на простоту вычислений, на практике случается допущение ошибок, которые приводят к негативным последствиям. Самая распространенная ошибка – это халатное отношение к выбору. Бывает так, что люди не уделяют достаточного внимания расчету объема расширительного бака для отопления и начинают разбираться в нюансах, только после того, как появляются первые проблемы и система требует ремонта .

Возможные проблемы

Для начала давайте рассмотрим последствия неправильного расчета расширительного бака для закрытой системы отопления. Возможно, и у вас стоит непригодный резервуар для вашей системы, а вы об этом даже не подозреваете. В случае если объём бака был рассчитан правильно, в контуре всегда будет стабильное давление. Не имеет значения открытая у вас система, или закрытая, расчет объема расширительного бака для отопления обоих видов схож, так как принцип их работы приблизительно одинаковый. Суть в том, что вода в трубах выступает в роли теплоносителя.

То есть она разносит тепло по всему контуру и отдает его посредствам радиаторов. и стенок труб. Благодаря этому в помещении становится тепло. При этом количество воды всегда изменяется. После того, как она нагревается, ее становится больше, а после того, как остывает – меньше. Сдавить воду механическим путем невозможно, значит, нужно на время выводить ее излишки из контура. И обязательно в таких количествах, чтобы давление в системе всегда держалось на необходимом уровне, без перепадов. Вот мы и подошли к главному – это перепады давления.

Если в контуре происходят перепады давления – это первые звоночки о неправильном функционировании. Виной этому может быть неправильно рассчитанный объем расширительного бака для системы отопления.

Каким образом происходят перепады

Оба процесса взаимосвязаны. Увеличение давления в контуре означает, что теплоносителю некуда деваться после того, как он увеличился в объёме. Одной из причин, не единственной, может быть неправильный расчет расширительного бака для отопления закрытого типа. Каким образом это происходит на практике? Возьмем, к примеру, контур, вмещающий сто литров теплоносителя:

  • в системе находится сто литров холодной жидкости
  • включается котел и нагревает теплоноситель
  • вода расширяется и ее становится уже не сто, а приблизительно сто пять литров
  • лишняя жидкость должна куда-то деваться. Для этого в контуре установлен расширительный бачок
  • после того как теплоноситель остыл, его в контуре стало не хватать, так как часть вытиснилась в бачок. Соответственно, воду в трубы надо вернуть, что и происходит, если все хорошо.

Если же объем расширительного бака для закрытой системы отопления меньше необходимого, то вся жидкость, которая не вместилась, будет выведена наружу. В контуре предусматриваются специальные клапаны, которые выбрасывают теплоноситель в том случае, если давление повышается до критического уровня. Такими клапанами оснащены и современные котлы. Это необходимое условие для безопасной эксплуатации отопления. Повышение давления может привести даже к взрыву. Представьте себе последствия, когда трубы просто разрывает и горячая вода летит во все стороны. Помимо того, что можно получить травму от удара, такое чрезвычайное происшествие грозит ожогами находящимся поблизости людям и животным.

В дальнейшем, после остывания, вода уменьшается в объёме. Жидкость из бака вытесняется обратно в трубы, но теплоносителя все равно не хватает. Это потому что выведенная вода наружу не вернулась, она ушла безвозвратно. В результате давление в контуре резко падает. Это приводит к следующим результатам:

  • остановка котла. У нагревателей есть определенный порог минимального давления, при котором он может работать. Если это значение не выдерживается, он просто не может включиться, автоматика не позволяет это сделать
  • размораживание системы. Если остановка отопительного оборудования произошла зимой, а вы не дома, может произойти серьезная авария. Система замерзнет за несколько часов, в зависимости от уровня теплоизоляции вашего жилья
  • необходимость подпитки. Надо подлить недостающее количество воды в контур.

Это результаты грубых ошибок, допущенный при расчете расширительного бака для отопления, или если вы понадеялись на резервуар, встроенный в котел.

В современных котлах есть встроенные баки, объёма которых зачастую недостаточно. Обязательно учитывайте этот факт и при необходимости устанавливайте дополнительные резервуары.

Бывает и так, что бак полностью заполняется, давление продолжает расти, но не доходит до критического уровня. Стрелка манометра балансирует на грани рабочего максимума контура, при этом все функционирует. Таких случаев не счесть. Люди очень часто задают вопросы по поводу таких вот перепадов. Конечно, такие процессы их волнуют, так как они не являются нормой. При таких повышениях контур работает в экстремальных условиях, что приводит к его скорейшему износу. Также такие процессы неблагоприятно влияют на котел, а он денег стоит и не малых.

Подбор объёма

Рассмотрим по отдельности как рассчитать расширительный бак для отопления герметичного и открытого типов. Так как конструкция и принцип действия таких резервуаров абсолютно разные, хотя оба выполняют одинаковую функцию.

Размеры расширительного бака для открытой системы отопления, по большому счету, определяют его объём, так как конструкция такого резервуара довольно проста. Он делается из листового металла. В нем есть отверстие, через которое теплоноситель попадает вовнутрь и уходит опять в трубы. Также они могут быть оснащены отверстием для перелива, через которое лишняя вода выводится в канализацию.

Бывает, что в резервуар подводят автоматическую подпитку. Но главное, как рассчитан расширительный бак в системе отопления, а точнее, его объём. Возьмём все ту же систему со ста литрами воды. После нагревания жидкость увеличится процентов на пять, может больше, в зависимости от температуры в контуре. Выходит, что объем расширительного бака для этой открытой системы отопления должен быть не меньше пяти литров, лучше больше. И расчет расширительного бака для системы отопления сводится к следующему алгоритму:

  • пять литров – это расширение воды
  • пару литров должно всегда быть в баке – это чтобы воздух не попадал в контур
  • литра три надо сделать про запас.

По итогам расчёта объема расширительного бака для отопления получает десять литров. Кстати, это самый простой и распространенный способ подбора – десять процентов от количества воды в контуре.

Самый простой способ, как рассчитать объем расширительного бака для отопления это вычисление десятой части от общего количества теплоносителя. Это значение с необходимым запасом, при котором все будет работать как часы.

Для закрытых систем помимо простого, народного, способа расчета объема расширительного бака системы отопления, есть более точные методы. Чтобы воспользоваться ими, нужно знать несколько значений. К ним относятся:

  • насколько увеличивается объём воды (ОВ) при нагревании. Ответ: на пять процентов. Значение округлено до целого числа без дробей, для удобства. Если в вашем контуре циркулирует незамерзающая жидкость, антифриз, то это значение будет больше
  • сколько всего воды в контуре (ВК). Такие данные должны быть уже с этапа проектирования. Так как подбор нагревателя осуществляется исходя из этой величины. Если случилось так, что вы не знаете, сколько там литров, остается только замерять. Первое что приходит на ум – это слить полностью всю жидкость из контура и заполнить его заново. Количество литров можно измерить ведрами, а можно воспользоваться специальным счетчиком, который устанавливается на потоке
  • на какое максимальное давление рассчитан контур и котел (ДК). Это значение можно прочитать в документах нагревателя, или на нем самом. Вряд ли случится так, что нет ни документов, ни информации на корпусе котла. Но если уж так вышло, то интернет вам в помощь
  • какое давление в воздушной камере расширительного резервуара (ДБ). Это тоже указано в технической документации.

Чтобы рассчитать какой объем расширительного бака нужен для отопления, следует выполнить несложное математическое вычисление:

ОВ х ВК х (ДК + 1) / ДК – ДБ

По результатам расчета емкости расширительного бака для отопления вы получите точное значение. Остается открытым вопрос о целесообразности таких сложных подсчетов. Несомненно, по итогам этой формулы расчёта расширительного бачка системы отопления, получится меньшее значение, чем по результатам «народного» метода. Но погрешность в большую сторону не является ошибкой. Если резервуар больше необходимого – ничего страшного, просто нужно правильно его настроить.

До какого уровня накачивать воздушную камеру

Важно правильно настроить расширительный бачок для отопления закрытого типа. Расчет вместительности — это, конечно, серьёзный аспект, но даже если он выполнен правильно, бак все равно может работать неподобающим образом. Чтобы с этим разобраться, вкратце остановимся на его конструкции. Он состоит из двух отделений, между которыми есть резиновая прокладка. Связи между камерами нет. В отделении для воздуха есть ниппель.

В процессе эксплуатации вода заполняет объём камеры бака, при этом мембрана растягивается. Если давление в воздушной камере слишком высокое, оно просто не даст резинке деформироваться. В итоге, бак не работает. В воздушной камере должно быть на две десятых атмосферы меньше, чем рабочее давление котла. Или же для настройки воспользуйтесь рекомендациями производителя.

Интересное по теме:

  • Расчет мембранного расширительного бака для отопления

Расчет мембранного расширительного бака

Объем расширительного бака V = (VL x E) / D, где

VL — емкость расширительной системы (емкость котла, всех труб и аккумуляторов тепла, если есть)

Е — коэффициент расширения жидкости, %

D — эффективность мембранного расширительного бака

1. Однако емкость системы отопления вычислить достаточно сложно, поэтому приблизительный расчет можно получить, зная мощность системы отопления, использовав формулу — 1КW = 15 л.

Например: мощность котла для коттеджа 30 кВт. тогда емкость системы отопления (без теплоаккумулятора) VL = 15 х 30 = 450 л.

2. Расширение жидкости — 4 % приблизительно, для водяных систем отопления с максимальной температурой до 95 С (данные достаточно точные и неопасные)

Если в системе в качестве теплоносителя используется этиленгликоль (тосол), то приблизительный расчет коэффициента расширения можно произвести по следующей формуле:

эффективность мембранного расширительного бака D = (PV — PS) / (PV + 1), где

РV — максимальное рабочее давление системы отопления (расчетное давление предохранительного клапана равно максимальному рабочему давлению), для коттеджей обычно достаточно 2,5 бар

PS — давление зарядки мембранного расширительного бака (должно быть равно статическому давлению системы отопления (0,5 бар = 5 метров )

Например: площадь коттеджа составляет 300 м. высота системы . мощность котла 30 кВт. объем теплоаккумулятора 1000 л тогда объем необходимого расширительного бака составит:

VL = 30 х 15 + 1000 = 1450 л.

Выбираем расширительный мембранный бак 110 л. давление зарядки 0,5 бар

Коэффициент увеличения объема воды/водогликолевой смеси в зависимости от температуры

Как подобрать расширительный бак для системы отопления

В состав каждой отопительной системы входит ряд элементов, без которых ее нормальное функционирование невозможно. Один из таких элементов – расширительная емкость, о ее назначении и устройстве будет рассказано в данной статье. Также мы рассмотрим, как подобрать расширительный бак для отопления частного дома.

Для чего нужен расширительный бак?

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

Расчет мембранного расширительного бака для отопления

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

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

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

Типы расширительных бачков

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

  • открытого типа
  • закрытые, снабженные мембраной.

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

Емкости открытого типа

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

Расчет мембранного расширительного бака для отопления

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

Расчет мембранного расширительного бака для отопления

Любой расширительный бачок для отопления открытого типа выполняет 2 функции:

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

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

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

Закрытый мембранный бак

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

Расчет мембранного расширительного бака для отопления

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

  • в виде диафрагмы
  • баллонного типа.

Расчет мембранного расширительного бака для отопления

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

Вам будет интересно  Схема однотрубной отопительной системы

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

Расчет мембранного расширительного бака для отопления

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

Расчет мембранного расширительного бака для отопления

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

Рекомендации по выбору

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

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

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

Расчет расширительного бака

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

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

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

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

Заключение

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

Источники: http://utepleniedoma.com/otoplenie/otopitelnoe-oborudovanie/raschet-obema, http://www.ventportal.com/node/63, http://cotlix.com/kak-podobrat-rasshiritelnyj-bak-dlya-sistemy-otopleniya

Комментариев пока нет!

Расширительный для отопления – типы и установка

Любая система отопления должна быть оснащена элементами, способными защитить её от гидроудара, поддерживать допустимое давление теплоносителя и компенсировать изменение его объёма. Этим задачам служит расширительный бак

Зачем нужен расширительный бак для отопления?

Для нормального функционирования отопительной системы и устойчивой циркуляции теплоносителя через все её элементы необходимо стабильное давление. Его резкие скачки приводят к нарушению гидравлического режима и неправильной работе отдельных узлов. Чтобы этого избежать, в системе предусматривают расширительный бак. Его задача – компенсировать изменение объёма теплоносителя (воды или антифриза), вызванное изменением его температуры, снизить возможность гидроудара. На изменение объёма теплоносителя влияет также его состав и соответственно температурный коэффициент. При использовании воды значение этого коэффициента в среднем составляет 4%, в случае антифриза, например этиленгликоля, – от 4,4 до 4,8% (в зависимости от концентрации гликоля в антифризе). Именно расширительный бак и является той самой ёмкостью, куда сбрасываются излишки теплоносителя, чтобы поддержать необходимое давление в сети.

В зависимости от типа системы отопления (открытая или закрытая), применяют разные расширительные баки. Сразу отметим, что открытую систему (её ещё называют системой с естественной циркуляцией – самоточной) в новых домах используют нечасто, её можно встретить в основном в старых постройках.

Расчет мембранного расширительного бака для отопления

Бак в системе отопления открытого типа

В такой системе теплоноситель – простая вода – движется по законам физики естественным путём за счёт разной плотности холодной и горячей воды. Этому также способствует уклон труб. Теплоноситель, нагретый до высокой температуры, на выходе из котла стремится вверх, выталкиваемый холодной водой, поступающей из обратного трубопровода снизу. Так происходит естественная циркуляция, в результате которой и нагреваются радиаторы. В самоточной системе использовать антифириз проблематично из-за того, что в расширительном баке теплоноситель находится в открытом состоянии и быстро испаряется, имен но потому в этом качестве выступает только вода. При нагревании она увеличивается в объёме, и её излишки поступают в бак, а при остывании возвращаются в систему. Бак располагают в самой верхней точке контура, как правило на чердаке. Чтобы вода в нём не замерзала, его утепляют изоляционными материалами и соединяют с обратным трубопроводом во избежания закипания. На случай переполнения бака предусмотрен сброс воды в канализацию.

Расширительный бак не закрыт крышкой, отсюда и название системы отопления – открытая. Уровень воды в ёмкости необходимо контролировать, чтобы в трубопроводе не возникало воздушных пробок, приводящих к неэффективной работе радиаторов. Бак подключают к сети через расширительный патрубок, а для обеспечения движения воды предусмотрен циркуляционный патрубок. По мере заполнения системы вода достигает сигнального патрубка, на котором устанавливают

кран. Для контроля расширения воды служит переливной патрубок. Он отвечает за свободное перемещение воздуха внутри ёмкости. Для расчёта объёма бака открытого типа нужно знать объём воды в системе.

Бак в системе закрытого типа

Автономная система отопления, в которой теплоноситель приводится в движение циркуляционным насосом, называется системой закрытого типа. Её особенностью является абсолютная герметичность и отсутствие контакта теплоносителя с окружающей средой. Расширительный бак в ней также закрытый, исключающий контакт теплоносителя с воздухом.

Конструкция расширительного бака

Расширительный бак представляет собой корпус из углеродистой стали с порошковым красным, серым или белым покрытием, внутри которого расположена резиновая мембрана по типу диафрагмы или в виде баллона. Первую в основном используют в небольших ёмкостях, вторую – в крупных. Баки в заводской комплектации иногда снабжены предохранительным клапаном, защищающим систему от превышения допустимого давления. Если это происходит, клапан открывается, выпуская избыток воды. Лучше перестраховаться и убедиться, что в вашем изделии он есть. Если нет – докупить и смонтировать рядом с баком.

Расширительный бак с мембраной в виде диафрагмы. Такое устройство больше напоминает бочонок, разделённый надвое подвижной резиновой перегородкой. На производстве в верхнюю часть ёмкости закачивают воздух, который создаёт начальное давление. После подключения бака в его нижнюю камеру начинает поступать теплоноситель из сети. В тот момент, когда эластичная мембрана становится в нулевое-, спокойное положение и как бы ложится на поверхность теплоносителя, отопительная система считается полностью заполненной и готовой к запуску. Когда температура теплоносителя растёт, его объём увеличивается, и избыток сбрасывается в расширительный бак. За счёт сжатия воздуха мембрана отодвигается в воздушную камеру, благодаря чему внутреннее пространство бака становится больше, и туда поступает избыток теплоносителя. Как только теплоноситель остывает и возвращается к первоначальному объёму, воздействие на мембрану прекращается и воздух в верхней камере, не испытывая противодействия, приводит мембрану в исходное, спокойное положение, тем самым происходит автоматическая регулировка давления в системе.

Баки с мембраной баллонного типа.

В этом случае воздушная камера находится по периметру всего резервуара и окружает резиновую камеру для теплоносителя. При его поступлении последняя начинает расширяться подобно надуваемому шарику. Благодаря такому устройству бака удаётся более точно контролировать давление в системе.

Хочется отметить, что баллонные мембраны можно заменять по мере износа, а диафрагменные замене не подлежат. Очень важен материал, из которого сделана мембрана. Она должна обладать термоустойчивостью и при этом высокой эластичностью. При выборе бака следует ознакомиться с такими характеристиками мембраны, как долговечность, рабочая температура, водостойкость и соответствие санитарно-гигиеническим нормам.

Схема работы расширительного бака

Расчет мембранного расширительного бака для отопления

Как рассчитать объём расширительного бака?

Конструкция расширительного бака не предполагает каких-либо сложных технических решений, но ошибка в расчёте его объёма способна привести к поломке оборудования и выходу из строя отопительной системы в целом: слишком большая ёмкость не сможет создать достаточного давления в сети, а слишком маленькая, наоборот, не примет весь избыток теплоносителя.

Чтобы провести правильный расчёт, следует определить общий объём отопительной сети. Для этого нужно сложить объём котла, суммарный объём всех труб в системе, а также объём дополнительных обогревательных приборов, если они имеются.

Формула для расчёта объёма расширительного бака:

КЕ – общий обьём всей системы отопления. Рассчитывают этот показатель исходя из того, что I кВт мощности отопительного оборудования равен 15 л объёма теплоносителя. Если мощность котла 40 кВт, то общий обьём системы составит КЕ = 15 х 40 = 600 л;

Z – значение температурного коэффициента теплоносителя. Как уже отмечалось, для воды это около 4%, а для антифриза разной концентрации, например 10-20%-ного этиленгликоля, – от 4,4 до 4,8%;

N – величина эффективности мембранного бака, которая зависит от начального и максимального давления в системе, первоначального воздушного давления в камере. Зачастую этот параметр указан производителем, но, если его нет, можно выполнить расчёт самостоятельно по формуле:

DV – наибольшее допустимое значение давления в сети. Как правило, оно равно допустимому давлению предохранительного клапана и для обычных бытовых систем отопления редко превышает 2,5-3 атм.;

DS – значение давления начальной зарядки мембранного бака исходя из постоянного значения в 0,5 атм. на 5 м протяжённости отопительной системы.

Итак, из полученных данных можно вывести объём расширительного бака при мощности котла 40 кВт:

К = 600 х 0,04/0,57 = 42,1 л.

Рекомендуется бак объёмом 50 л с начальным давлением 0,5 атм. поскольку итоговые показатели для выбора изделия должны быть немного выше расчётных. Незначительное превышение объёма бака не так страшно, как недостаточность его объёма. Кроме того, при использовании в системе антифриза специалисты советуют выбирать бак объёмом на 50% больше расчётного.

Монтаж расширительного бака

Для удобства обслуживания расширительный бак устанавливают рядом с котлом на обратной магистрали. Часто его монтируют таким образом, чтобы впускной клапан (водяной патрубок) был направлен вниз. Это позволяет слить теплоноситель даже в случае выхода мембраны из строя. Есть и другое мнение: теплоноситель должен поступать в бак сверху. Что является более правильным, так как исключает попадание воздуха в отсек ёмкости, предназначенный для жидкости.

Во избежание скачков в напоре бак лучше располагать перед циркуляционным насосом. Чтобы он не «закипел», его соединяют с обратным трубопроводом, также рекомендуют установить манометр и клапан для ручной регулировки давления. После монтажа нужно проверить, соответствует ли рабочее давление устройства тому, которое необходимо. Если нет, следует сбросить воздух и прокачивать ёмкость до тех пор, пока напор диафрагмы не станет приемлемым.

Из наиболее частых ошибок при монтаже расширительного бака для отопления можно выделить:

  • использование уплотнительных материалов, не предназначенных для этих целей. К примеру, дешёвого герметика для ПВХ-окон, рассчитанного на абсолютно другой температурный режим. Первоначально соединения могут иметь вполне привлекательный вид, но при запуске отопительной системы такой уплотнитель не выдержит высоких температур. Как минимум после этого придётся заниматься устранением протечек;
  • неудачное место установки, когда к баку затруднён подход;
  • неправильный расчёт объёма расширительного бака или выбор его на глаз.

Когда стоит применять антифриз

Заливка в систему отопления антифриза (вода, смешанная с этиленгликолем) не всегда целесообразна.

Должным образом подготовленная вода обладает лучшими теплопроводными качествами, чем он.

Но существуют ситуации, которые требуют обязательного применения незамерзающей жидкости, например, если есть вероятность воздействия минусовой температуры на трубы отопления.

Это может произойти при наружной прокладке магистрали (скажем, от дома к гаражу) или длительном простое системы в зимний период. Переход воды из жидкого состояния в твёрдое непременно приведёт к разрыву труб и радиаторов.

Скачки (перепады) давления в отопительной системе

Признаком неисправности или неправильной работы системы отопления являются скачки давления. Если давление снижается. В этом случае необходимо проверить, как ведёт себя статическое давление, для чего следует остановить насос. Если оно не падает, значит, неисправны циркуляционные насосы, которые по каким-то причинам не могут создать напор воды. Если же статическое давление тоже снижается, то, скорее всего, где-то в трубопроводах дома или же в теплообменнике котла (что бывает довольно часто) возникла утечка. Найти это место можно, отключая различные участки и следя за давлением в системе. Если на очередном отсечении ситуация нормализуется, следовательно, на данном отрезке сети и происходит утечка воды. Если давление растёт. Здесь причин может быть несколько.

1. Одной из частых причин является нарушение или же отсутствие движения теплоносителя по контуру Это может произойти, когда для снижения температуры в сети регулятор отопления дома отсекает подачу теплоносителя от котельной. В таком случае нужно исследовать настройки и откорректировать их так, чтобы регулятор не давал приказ на полное закрытие клапанов, его инерционность увеличится, но подобные ситуации будут исключены.

2. Другая причина кроется в том, что, возможно, система находится под постоянной подпиткой. Как показывает простейший расчёт, чем больше теплоносителя в ограниченном обьёме, тем выше давление. В этом случае достаточно перекрыть линию питания и наладить автоматику.

3. Также причиной может стать неправильно подобранный диаметр труб. У выходного патрубка котла он должен быть самым большим.

4. Проблема может быть вызвана увеличенной мощностью циркуляционного насоса либо сбоями в его работе.

5. Если же с приборами управления все в порядке или система отопления их вообще не включает, то возможно, что где-то по ходу теплоносителя перекрыт кран или задвижка.

Типы мембран расширительного бака

Долговечность мембраны расширительного бака напрямую зависит от типа резины, из которой она изготовлена. Резина SBR – наиболее распространённая в мире. Достаточно упомянуть о камерах для колёс автомобилей, обувных подошвах. Она обладает хорошими механическими характеристиками, может растягиваться до 800%. Температурный диапазон стойкости: от -50 до 100 "С. Такая резина не подходит для систем с питьевой водой, и поэтому её используют только для расширительных баков сети отопления, при температуре выше 100 "С материал быстро стареет, теряет эластичность и разрушается.

Резина MR (BUTILE )

У этого типа резины повышенная устойчивость к высоким температурам, её рабочий диапазон от -40 до 130 °С. Материал может контактировать с питьевой водой. Используется для гидроаккумуляторов.

Резина EPDM подходит для систем с питьевой водой, обладает -высокой устойчивостью к старению и разрушению. Рабочий диапазон температур: от -50 до 130 'С. Это довольно дорогостоящий продукт, соответствующий всем санитарно-гигиеническим нормам, и потому ведущие производители делают мембраны для своих расширительных баков именно из резины данного типа.

Резина NBR (NITRILE) – улучшенный вариант резины EPDM.

Она пригодна для эксплуатации при температуре до 100 'С и тоже используется для производства мембран. Стойка к антифризам, бензину, бутану, пропану, маслам и растительным жирам.

Давление в системе отопления

Давление в сети возникает в результате влияния нескольких факторов. Оно характеризует воздействие теплоносителя на стенки элементов системы. До заполнения водой давление в трубах равно 1 атм. Однако, как только начинается процесс заливки теплоносителя, данный показатель меняется. Даже при холодном теплоносителе в трубопроводе есть давление. Причиной тому различное расположение элементов системы – при увеличении высоты на 1 м добавляется 0,1 атм. Подобный тип воздействия называется статическим, и этим параметром пользуются при проектировании отопительных сетей с естественной циркуляцией. В закрытой системе отопления теплоноситель во время нагрева расширяется, и в трубах образуется избыточное давление. В зависимости от конструкции магистрали оно может изменяться на разных участках, и если на этапе проектирования не предусмотреть стабилизирующих устройств, то возникает риск выхода системы из строя.

Для автономных отопительных систем не существует норм давления. Его величину рассчитывают в зависимости от параметров оборудования, характеристики труб, также учитывают этажность дома. При этом нужно следовать правилу, что значение давления в сети должно соответствовать его минимальному значению в самом слабом звене системы. Необходимо помнить и об обязательной разнице в 0.3-0,5 атм. между давлением в прямой и обратной трубах котла, что является одним из механизмов поддержания нормальной циркуляции теплоносителя. С учётом всего этого давление должно находиться в пределах от i .5 до 2,5 атм. Для контроля давления в различных точках сети врезают манометры, которые фиксируют низкое и избыточное значения. В том случае, если измеритель должен не только служить для визуального контроля, но и работать s системе автоматики, используют электроконтактные или другие типы датчиков.

Источник https://vse-otoplenie.ru/rascet-rassiritelnogo-baka-dla-zakrytoj-sistemy-otoplenia-kakuu-shemu-vybrat

Источник http://teplosten24.ru/raschet-membrannogo-rasshiritelnogo-baka-dlya-otopleniya.html

Источник

Источник

Author: mag

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *