Расширительный бак для отопления открытого типа и закрытые емкости для ГВС

Для обеспечения бесперебойного движения теплоносителя, исключая утечки и разрыв трубы, используется расширительный бак для отопления отрытого типа, или закрытая емкость. Приспособление предназначено для компенсации излишков жидкости в результате ее расширения, что происходит при нагревании воды. О критериях выбора емкости и особенностях монтажа резервуара можно ознакомиться в данной статье.

Расширительный бак — неотъемлемая часть системы отопления

Назначение расширительного бака для воды

Расширительный бак для котла является обязательным элементом системы отопления, который защищает ее от поломок. Они могут возникнуть в результате увеличения давления и объема теплоносителя, что происходит при его нагревании.

Расширительный бак служит для накапливания жидкости в процессе работы системы

При повышении температуры жидкости в системе во время ее циркуляции, объем теплоносителя возрастает на 4-6%. Это довольно большое значение, которое может стать причиной возникновения мощного гидроудара, поскольку для сбора избытка жидкости в системе из труб и радиаторов нет свободного места. Для ее накопления используется расширительный бак, где теплоноситель остывает, и снова возвращается в систему. Это необходимо для восполнения ее полного объема.

Важно! В случае испарения жидкости необходимо пополнить ее запас в системе.

При возникновении гидроудара может произойти поломка радиаторов, фитингов, разрыв трубы и выдавливание прокладок, что потребует дорогостоящего ремонта. Расширительный бак представлен в двух разновидностях: открытого и закрытого типа. В первом случае конструкция представлена однообъемной емкостью, которая сообщается с атмосферой. Расширительный бак для системы отопления открытого типа устанавливается на самой высокой точке системы, что обеспечит естественное возвращение после остывания избытков теплоносителя обратно в сеть.

Расширительные баки закрытого типа представлены герметичными сосудами, у которых одна часть заполнена газом или воздухом, что находится под определенным давлением, а другая – жидкостью. При нагреве теплоноситель поступает в экспанзомат, сжимая при этом газ. После того как жидкость охладится, она снова возвращается в систему, а разница в объемах компенсируется газом.

Расширительный бак в обязательном порядке устанавливается в системах отопления, которые монтируются на больших площадях, которые характеризуются значительным объемом жидкости. Также расширитель необходим при большой длине труб для контроля давления в системе. Бак в обязательном порядке устанавливается при использовании газового котла, поскольку газ сильно нагревает теплоноситель, что способствует быстрому увеличению внутреннего давления.

Внутреннее обустройство расширительного бака объемом 25 л

Расширительный бак для отопления открытого типа: характеристика устройства

Открытый расширительный бак для отопления имеет простую конструкцию в виде прямоугольной или цилиндрической емкости, оснащенной крышкой, которая предотвращает попадание частиц грязи в систему. Расширитель должен иметь патрубок, к которому будет подводиться труба от системы отопления. Емкость также должна быть оснащена сливным краном, который понадобиться для отведения жидкости в канализацию, в случае накопления ее в больших объемах.

Для безопасной эксплуатации расширительный бак должен иметь переливную трубу для отведения лишней воды в сливную сеть в случае переполнения бака. Также к нему должна быть подведена труба водоснабжения для пополнения системы отопления водой.

Важно! В качестве теплоносителя в системе отопления с расширителем открытого типа может использоваться исключительно обычная вода, поскольку современные антифризы быстро испаряются, что потребует постоянного пополнения жидкости, и увеличит затраты на отопление.

Расширительные баки для отопления открытого типа могут быть изготовлены из любого материала. Это может быть листовая сталь, нержавейка или пластик. Главным условием является то, что он должен быть термостойким, поскольку теплоноситель нагревается до высоких температур.

Строение расширительного бака мембранного типа: 1 – металлический корпус, 2 – патрубок, 3 – мембрана между двумя камерами бака, 4 – камера, заполняемая теплоносителем, 5 – воздушная камера, 6 – ниппель

Важно! Металлические емкости должны быть покрыты антикоррозионным составом для предотвращения преждевременного разрушения емкости.

Принцип работы расширительного бачка системы отопления

Принцип работы бака заключается в следующем. Разогретая до значительной температуры жидкость начинает увеличиваться в объеме, тем самым способствуя повышению давления в системе. Излишки жидкости выдавливаются в расширительный бак, где она будет находиться до момента остывания, после чего самотеком возвратится обратно с систему отопления. Данный процесс выполняется циклично.

Расширительный бак для системы отопления открытого типа оснащен несколькими патрубками:

• для соединения расширительной трубы, через которую поступает теплоноситель;
• для циркуляционной трубы, что отводит воду из системы;
• контрольной трубы, предназначенной для регулировки наполненности системы и
• ликвидации из нее воздуха;
• переливной трубы, для удаления излишков жидкости.

Также конструкцией предусматривается запасной патрубок с краном, через который вода сбрасывается при ремонте системы.

Принцип работы расширительного бака системы отопления

В случае достижения жидкостью максимального уровня, вода будет поступать через переливную трубу в канализацию, в случае подключения к ней. Если на переливе установлен патрубок с краном, необходимо периодически проверять уровень воды в баке простым открытием запорной арматуры. При установке расширительного бака для отопления, его можно оснастить реле верхнего и нижнего уровней, которые могут подавать звуковой или световой сигнал, когда жидкость доходит до максимального уровня в точке перелива, или минимального.

Поскольку расширительный бак не является герметичным, часть жидкости, прибывая в контакте с воздухом, испаряется, что требует ее компенсации для нормальной работы системы. Это происходит при непосредственном участии человека, который должен контролировать объем воды в системе и, при необходимости, пополнять его.

Достоинства и недостатки открытого расширителя

Главными преимуществами расширительного бака системы отопления открытого типа является простота конструкции и полная автономность устройства, работа которого не зависит от работоспособности системы. Все процессы в нем происходят согласно естественному круговороту, без использования насосного и прочего оборудования. Также радует доступная цена расширительного бака для отопления открытого типа, которая стартует от 1500 руб.

К недостаткам такой емкости можно отнести:

• необходимость теплоизоляции бака для снижения потерь тепла;
• монтаж дополнительных трубопроводов, что портит эстетичный вид;

Расширительный бак имеет довольно простую конструкцию

• не герметичность резервуара;
• необходимость периодического пополнения воды в системе в результате испарения жидкости. Поскольку вода непосредственно контактирует с воздухом, это может стать причиной возникновения коррозии стальной емкости, что приведет к уменьшению теплоотдачи, появлению шума и снижению периода ее эксплуатации.

Полезный совет! Расширительный бак открытого типа целесообразно использовать в системе отопления для небольших площадей, не более 100 м², строение при этом должно быть одно- или двухэтажным.

В частном доме расширительный бак отопления открытого типа устанавливается в чердачном помещении, лестничном проеме или специально оборудованном боксе, который устанавливается на крыше дома. При достаточной высоте здания его можно расположить внутри жилого помещения в санузле или хозкомнате.

Важно! Если расширительная емкость устанавливается за пределами отапливаемой части дома, бак следует дополнительно утеплить, что будет способствовать снижению потерь тепла в системе.

Расширительную емкость устанавливают рядом с котлом отопления

Особенности расширительного бака для отопления закрытого типа

Расширительный бак закрытого типа представляет собой герметичный сосуд, изготовленный из стали. Он частично заполнен жидкостью, и частично инертным газом, который закачивается через специальный клапан. Закрытые расширители в зависимости от варианта разделения внутреннего объема бывают мембранными и безмембранными.

В безмембранных емкостях не предусмотрено механическое разделение пространства, поэтому теплоноситель непосредственно контактирует с газом. Чтобы поддерживать давление в заданном диапазоне, при подключении расширительного бака применяется газовый баллон или компрессор, который располагается снаружи.

Обратите внимание! Подача газа и контроль давления в системе осуществляется автоматически.

Большинство современных расширительных баков закрытого типа оснащены гибкими бутиловыми или этиленпропиленовыми мембранами, которые разделяют внутреннее пространство сосуда. Они могут быть тарельчатыми или грушевидными. В первом случае мембрана обладает формой полусферы и крепится в средней части бака. В зависимости от температуры теплоносителя может принимать вогнутую или выпуклую конфигурацию.

Расширительный бак для отопления закрытого типа

Грушевидная мембрана, повторяя форму сосуда, крепится на противоположных концах бака. В этом случае теплоноситель, поступая в сосуд, не контактирует со стенками баллона. Он заполняет гибкую мембрану, а пространство между ним и стенками бака заполнено газом. Такая особенность внутреннего строения исключает вероятность возникновения коррозии и способствует увеличению срока эксплуатации устройства. Цена расширительных баков для отопления закрытого типа с грушевидной мембраной будет выше, чем с тарельчатой, и начинается от 3,5 тыс. руб.

Обратите внимание! Грушевидную мембрану можно заменить новой, а вот замена тарельчатой диафрагмы не предусмотрена.

К достоинствам мембранных баков можно отнести компактные габариты, минимальные потери тепла, что исключает необходимость теплоизоляции, возможность работать при повышенном давлении, минимальный риск возникновения коррозии на стенках устройства, долговечность. Из недостатков стоит выделить высокую стоимость, необходимость периодически подкачивать газ в систему, и осуществлять контроль давления в ней.

Расширительный бак для ГВС

В системе горячего водоснабжения, что обеспечивается бойлером, подключенным к котлу, предусмотрена установка расширительного бака. Основной его задачей является поддержание в сети рабочего давления. Расширительный бак защищает систему водоснабжения от гидроударов, предохраняет насос от повышенных нагрузок, защищает его от поломок.

Расширительный бак для системы горячего водоснабжения

Для горячего водоснабжения используется бак закрытого типа с грушевидной мембраной, которая разделяет внутреннее пространство на две части: воздушную и водяную. Она может быть изготовлена из резины, каучука искусственного или естественного происхождения. Первые два варианта обладают высокими эксплуатационными свойствами. Оба материала стойко переносят разные температуры теплоносителя, вплоть до кипящего состояния без потери первозданных характеристик. Мембрана из каучука естественного происхождения при контакте с горячей водой проявляет негативную реакцию.

Расширительный бак подбирается исходя из объема избыточной воды, которая будет поступать в него при повышении давления в системе. Специалисты советуют выбирать бак объемом 10% от объема бойлера с горячей водой. Емкость для ГВС монтируется между бойлером и клапаном, который предотвращает обратный ход движения горячей воды в систему холодного водоснабжения. Цена расширительного бака стартует от 2,2 тыс. руб.

Группа безопасности для отопления с расширительным баком

Для системы отопления с расширительным баком группа безопасности представлена набором агрегатов, выполняющих защитную функцию. Он состоит из трех отдельных приборов, которые объединены в специальном коллекторе. В группу водит манометр, воздухоотводчик и предохранительный клапан.

Манометр предназначен для контроля давления теплоносителя в системе с целью поддержания его на безопасном уровне. Он оснащен двумя стрелками: одна показывает рабочее давление, другая – заданное. Воздухоотводчик в виде крана Маевского, который работает в автоматическом режиме, используется для выведения из жидкости в системе отопления пузырьков воздуха. Он монтируется на максимально возможной высоте. Предохранительный клапан применяется для контроля показателей давления в сети. Если оно резко увеличивается, клапан открывается, что способствует удалению некоторого объема жидкости из системы.

Группа безопасности для отопления: 1 — твердотопливный котел, 2 — вентилятор, 3 — кран запорный, 4 — группа безопасности, 5 — клапан сброса избыточного давления, 6 — циркуляционный насос, 7 — фильтр, 8 — расширительный бак, 9 — обратный клапан

Принцип работы группы безопасности заключается в следующем. Когда в системе отопления возникает аварийная ситуация, что приводит к прекращению движения теплоносителя, в ней быстро возрастает давление. Часть пара от горячей жидкости улавливает воздухоотводчик, который оснащен специальным поплавком. Он опускается и открывает клапан. Пар быстро выпускается наружу, что способствует снижению давления в системе.

В случае неэффективной работы крана Маевского, что способствует дальнейшему увеличению давления, срабатывает предохранительный клапан, который открывается, предоставив возможность сливаться жидкости из системы до момента, пока давление не стабилизируется. Защитный блок монтируется на подающем трубопроводе, на расстоянии более 50 см от источника тепла. Воздухоотводчик устанавливается исключительно в вертикальном положении. К предохранительному клапану можно присоединить гибкий шланг, по которому будет изливаться вода в случае аварийной ситуации.

Статья по теме:

Счётчик на отопление в квартиру: лучший способ сэкономить

Где установить и какой вариант выбрать. Основные преимущества использования. Особенности монтажа и правовая сторона вопроса. Стоимость приборов.

Как выбрать расширительный бак для отопления

Для обеспечения безопасной эксплуатации системы отопления важно правильно подобрать расширительный бак. Емкость выбирается исходя из требуемого объема жидкости, который будет циркулировать при работе системы. Для этого предварительно выполняется расчет расширительного бака для отопления. Следующим критерием является материал изготовления корпуса и его покрытие, которое должно быть устойчивым к коррозии.

При выборе баков закрытого типа, особое внимание стоит уделить его главной рабочей части – мембране. В инструкции к резервуару указано, из какого материала она изготовлена, на какое давление и диапазон температур рассчитана.

Расширительный бак Джилекс

Полезный совет! Лучше выбирать расширительные баки, у которых существует возможность замены мембраны, что упростит и удешевит ремонт устройства.

Стоит также обратить внимание на вес расширительной емкости. Данный показатель укажет на надежность бака и длительность его эксплуатации.

Расширительные баки закрытого типа могут иметь овальную или прямоугольную форму. Последний вариант является более компактным, поэтому будет занимать меньше свободного пространства, что особенно важно для стесненных условий. Также следует учитывать конструктивное исполнение емкости, что определит вариант монтажа. Наиболее простыми в установке считаются баки на металлических опорах, которые не нуждаются в дополнительном креплении.

Обратите внимание! У мембранных баков для систем отопления корпус окрашен в красный цвет, а для горячего водоснабжения – в синий.

При выборе емкости следует отдавать предпочтение моделям от известных производителей, которые зарекомендовали себя на рынке с лучшей стороны. Также следует обращать внимание на цену расширительного бака для отопления. Дешевые варианты являются менее надежными и долговечными.

Расширительный бак Reflex NG 100

Как рассчитать расширительный бак для отопления

Для длительной эксплуатации системы отопления и бесперебойного ее функционирования важно правильно рассчитать объем расширительного бака для отопления. Поскольку емкости открытого типа имеют простую конструкцию, подобрать нужные ее габариты достаточно просто. Для более точного результата можно воспользоваться специальными формулами, которые в обязательном порядке нужно использовать при расчете расширительного бака для отопления закрытого типа.

Для выполнения расчетов необходимо знать объем воды в системе отопления, температурный режим и коэффициент линейного расширения жидкости при ее нагревании до определенного значения, который приводится в специальной таблице. Помимо этого необходимо учитывать коэффициент запаса, который равен 1,2.

Увеличение объема воды в системе вычисляется как произведение общего объема жидкости и коэффициента объемного расширения в зависимости от изменения температуры от начального до максимального значения. Более простой способ заключается в приблизительном расчете объема расширительного бака для отопления. Для этого определяется 10-12% от всего объема жидкости в системе отопления. Полученное значение будет являться минимальным объемом для расширительного бака.

Полезный совет! Определить количество воды в системе можно на стадии проектирования, сложив объемы всех комплектующих системы, или опытным путем, слив из системы всю воду, и заново ее заполнив с использованием счетчика или тары известного объема.

Перед выбором необходимо правильно рассчитать объем расширительного бака

Следует помнить, что от правильности расчета расширительного бака для закрытой системы отопления, зависит долговечность ее эксплуатации. Слишком маленький по объему бак будет способствовать поломке предохранительного клапана, который будет часто срабатывать. Слишком большая емкость потребует достаточного пространства для ее установки и дополнительных финансовых затрат.

Лучшие мембранные расширительные баки

Идеальным вариантом для системы отопления частного дома станет расширительный бак Джилекс 100, емкостью 100 л, рассчитанный на максимальное рабочее давление в 6 бар. Корпус выполнен из стали толщиной 1 мм. Фосфатно-лакокрасочное покрытие надежно защищает его от коррозии. Бак устанавливается вертикально на три опорные ножки. Данная модель способна работать с поверхностными и погружными насосами. Стоимость бака составляет 6900 руб.

Не меньшей популярностью среди потребителей пользуется расширительный бак для отопления Reflex NG 100, емкостью 100 л. Он имеет металлический корпус, внутри которого располагается грушевидная каучуковая мембрана. Расширительный бак Рефлекс рассчитан на максимальное рабочее давление в 6 бар и на диапазон температур 0-70 градусов. Приобрести данную модель можно за 5500 руб.

Расширительный бак Wester WRV 50 от российского производителя отличается высоким качеством сборки, широким диапазоном температур от -10 до 100 градусов, в которых может работать. Емкость рассчитана на 50 л. Максимальное рабочее давление составляет 5 бар. Емкость может работать с обычной водой и антифризом с концентрацией глиголя 50%. Корпус выполнен из углеродистой стали и покрыт эпоксиполиэфирным покрытием. Внутри располагается мембрана из мономера. Приобрести бак можно от 3800 руб.

Расширительный бак Wester

Хорошей моделью является расширительный бак Stout STH-0006-000050, объемом в 50 л. Максимальное рабочее давление составляет 6 бар, диапазон температур достигает от -10 до +100 градусов. Корпус емкости выполнен из углеродистой стали, внутри которого располагается грушевидная мембрана из натуральной резины и бутила. Бак устанавливается на металлические опоры. Стоимость модели стартует от 3200 руб.

Как установить расширительный бак открытого типа

Общая схема системы отопления с расширительной емкостью открытого типа состоит из отопительного котла, радиаторов, трубопроводов и бачка. Для установки резервуара выбирается самая высокая точка дома, для того, чтобы бак возвышался над всеми составными элементами и узлами отопительной системы. В случае расположения бака в не отапливаемом месте, следует надежно утеплить его корпус, чтобы исключить вероятность замерзания воды.

Существует несколько вариантов установки: на подаче, на обратке, и комбинированный. В первом случае бак располагают над котлом. Такой классический вариант предполагает течение теплоносителя не только по контуру, но и проникновения его в бак, где создается характерный шум, напоминающий закипающую в чайнике воду. Установка емкости на обратке исключает проблемы с кипением, что возникает в результате сниженной температуры жидкости.

Комбинированный вариант установки предполагает установку двух расширительных баков. Один будет располагаться в месте подачи жидкости, а другой — на обратке. Такая схема позволит избежать образования воздушных карманов в системе. После выбора варианта монтажа осуществляется подбор расширительного бака для отопления.

При установке расширительного бака необходимо придерживаться определенных правил

Бачок устанавливается на чистую ровную поверхность. Подключение его к системе отопления осуществляется при помощи муфт с резьбовыми соединениями или стальных патрубков посредством сварки. Соединение резервуара с котлом должно быть выполнено при помощи вертикального трубопровода. Трубу, соединяющую емкость с системой, и отводящую магистраль следует утеплить.

Правила установки расширительного бака закрытого типа

Установка мембранного расширительного бака должна осуществляться строго по инструкции. Емкость предварительно нельзя разбирать или открывать. Бак монтируется в любом удобном месте, комфортном для обслуживания и настройки. Емкость устанавливается до разветвления системы.

Важно! Расширительные баки, объем которых превышает 30 л, должны устанавливаться на опорные ноги, а не крепиться к стене.

Согласно инструкции выполняется подключение к расширителю всех коммуникаций. После него следует смонтировать манометр. На входе в бак в обязательном порядке устанавливается обратный клапан.

Многие рекомендуют устанавливать расширительный бачок на отопление таким образом, чтобы подводящая труба находилась сверху, а камера с воздухом – внизу. В этом случае воздух будет легче удаляться из-под мембраны. Однако опытные специалисты настаивают на том, что бак следует расположить таким образом, чтобы подводящая труба находилась внизу. Такой вариант позволит продлить период эксплуатации емкости в случае повреждения мембраны, поскольку воздух будет проникать в теплоноситель медленнее.

Устанавливать расширительный бак нужно на самой высокой точке системы

Полезный совет! Подводящий трубопровод и кран не должны своим весом перегружать емкость, поэтому для них следует предусмотреть отдельные крепления.

Как сделать расширительный бак для отопления открытого типа своими руками

Для изготовления пластикового расширительного бака для отопления открытого типа можно использовать тару из пластика необходимого объема. Однако более надежным вариантом станет емкость, сваренная из листов нержавеюшей стали толщиной 2-4 мм.

Первым делом при помощи болгарки необходимо вырезать элементы конструкции заданного размера. Для корпуса самодельного расширительного бака для отопления открытого типа понадобится 5 деталей и еще одна для крышки. Вырезанные заготовки привариваются друг к другу под прямым углом при помощи электросварки. В дне резервуара следует сделать отверстие, куда будет приварен патрубок для соединения падающей трубы.

Помимо главного патрубка к расширительному баку для отопления своими руками следует приварить соединительный элемент для подпитки системы. Также необходимо предусмотреть патрубок для аварийного слива лишней жидкости, который должен находиться выше максимального уровня заполнения емкости, что исключит вероятность перелива теплоносителя при заполнении бака.

Расширительный бак, сделанный своими руками

Полезный совет! Для того, чтобы теплоноситель не испарялся из открытой емкости, в резервуар следует добавить немного масла, которое затянет поверхность жидкости тонкой пленкой.

Перед установкой самодельного расширительного бака, его стенки следует предварительно утеплить. Для этого можно использовать базальтовую вату, которая характеризуется устойчивостью к высоким температурам.

Расширительный бак является важной частью системы отопления. Правильный выбор емкости и грамотный монтаж является гарантией долговечной и бесперебойной ее работы.

Расширительный бак для отопления открытого типа: устройство, назначение, основные виды + советы по расчету бачка

Подбор мембранного бака в первую очередь производят по его главному параметру – объему, если он мал, система будет работать неэффективно со слишком частыми включениями электронасоса и небольшими гидроударами. При превышении объема застой воды в баке может сделать ее непригодной для питья.

Для расчета объема гидробака используют следующую формулу:

Vt = 16,5 · Qmax/А · Pmax · Pmin/(Pmax – Pmin) · 1/Pg, где:

• Vt – объем гидробака;
• Qmax – подача воды в единицу времени, измеряется в литрах в минуту, стандартное водопотребление для одной семьи составляет 3м3/час или 50 л/мин;
• А – допустимое число включений электронасоса за один час, зависит от мощности агрегата, для большинства погружных моделей предельный показатель равен 20;
• Pmax и Pmin – величины давлений отключения и включения электронасоса в барах, их типовые усредненные значения соответственно 3 и 1,5 бара;
• Pg – давление воздуха внутри гидроаккумулятора в барах, рассчитывается умножением Pmin на 0,9 (0,9 х 1,5) = 1,35.

В результате получаем:

Vt = 16,5 · 50/20 · 3 · 1,5/(3 – 1,5) · 1/1,35 = 91,66 л

Как видно из таблицы на рис. 10, максимальный объем воды внутри любого расширительного бака не превышает 50% от его паспортных данных.

Конструкции баков

Для решения вопроса компенсации можно просто установить в самой верхней части трубопровода отдельно выводящую трубу. Но она не будет выполнять все функции расширительного бака в полной мере. Чтобы понять почему, следует рассмотреть разные типы конструкции и особенности монтажа этого компенсатора.

Открытого типа

Такая конструкция, в большинстве своем, изготавливается кустарным способом. Типичная схема бака открытого типа показана на рисунке:

Конструкция бака открытого типа

Она представляет собой стальную емкость, которая монтируется в самой высокой точке трубопровода системы отопления. Бак подключается к системе через расширительный патрубок, а для обеспечения движения воды предусмотрен циркуляционный патрубок.

По мере заполнения системы водой, она достигает сигнального патрубка, на котором устанавливают кран. Для обеспечения контроля расширения воды предусмотрен переливной патрубок. Он обеспечивает свободное перемещение воздуха внутри бака.

Для расчета объема бака открытого типа необходимо знать объем воды в системе. Если же такой информации нет, можно отталкиваться от мощности котла – на 1 кВт приблизительно соответствует 15 л воды. Т.е для 24 кВт котла максимальный объем теплоносителя составит 360 л. При повышении температуры до 70°С, вода при таком объеме расширится на 9 литров. А при максимальной в 95°С – на 15 л. Объем бака до уровня переливного патрубка должен быть не менее 15 л.

Закрытый мембранный бак

Есть и более совершенная система компенсирования давления в системе – мембранный бак. Его конструкция представляет собой закрытый стальной резервуар.

Расширительный мембранный бак

Изолированный корпус разделен на 2 части, одна из которой имеет подключение к системе отопления. Вторая же заполнена инертным газом – азотом. Для установки уровня давления внутри нее предусмотрен ниппель, с помощью которого можно уменьшать (стравливание) или увеличивать (насосная подкачка) величину давления внутри.

При подключении к трубам отопления и активации системы вода, после разогрева, попадает в камеру бака. При достижении определенного значения давления подвижная мембрана увеличивает объем водяной камеры. Этот тип конструкции более удобен как в эксплуатации, так и при монтажных работах. Основными преимуществами бака мембранного типа являются:

• Отсутствие контакта воды с воздухом, что значительно уменьшает вероятность коррозии.
• Бак может монтироваться в любом месте тепловой магистрали.
• Так как система полностью герметична – потери теплоносителя минимальны.
• Уменьшение тепловых потерь, по сравнению с баком открытого типа.

Но для этой системы есть один обязательный фактор – расчет оптимального объема бака. Это важный этап в проектировании системы отопления в целом.

Расчет мощности бака

При расчете объема расширительного бака мембранного типа необходимо учитывать следующие параметры:

Тип теплоносителя. Коэффициент теплового расширения (Е) для разных жидкостей отличается

Поэтому важно знать эту величину.
Общий объем теплоносителя в системе – С. Приблизительный расчет был указан выше.
Начальное давление в системе Рмин.
Максимально допустимая величина давления Рмакс.
Коэффициент заполнения бака при различных значениях давления (Кзап)

Он может быть рассчитан по таблице:

Объем расширения теплоносителя может быть рассчитан по следующей формуле:

• Коэффициент расширения для воды Е – 0,034 (при 85°С).
• Объем системы отопления С- 360 л
• Начальное давление Рмин – 1,5 атм
• Максимальное значение давления Рмакс – 4 атм
• Согласно таблице, коэффициент наполняемости бака Кзап равен 0,5

Это стандартный объем бака для небольшого дома.

При выборе расширительного бака необходимо обращать внимание на качество изготовления. Лучше всего посоветоваться со специалистами, так как производителей этих конструкций большое множество, а определить качество для той или иной модели без опыта и практики очень затруднительно.

Особенности бака открытой системы отопления

Дело в том, что объем теплоносителя при увеличении температуры увеличивается и если не предусмотреть дополнительную емкость куда бы избыточный объем мог бы уместится, то в системе отопления давление может возрасти на столько, что произойдет прорыв. Для устранения избыточного давления системы применяют расширительный бак.

Ко всему сказанному расширительный бак открытой системы отопления отличается от баков, предназначенных для закрытых систем. В закрытых системах используются баки, не сообщающиеся с атмосферой. В открытой системе применение такого бака невозможно, так как избыточное давление в баке будет создавать большое сопротивление циркуляции теплоносителя. Поэтому для открытых систем отопления применяют открытые баки.

Отсюда возникает большой недостаток открытых систем отопления — это испарение теплоносителя из бака

Как следствие периодически необходимо контролировать уровень теплоносителя в баке и в случае необходимости восполнять потери. Кроме того, для открытых систем отопления важно не только, чтобы бак мог сообщаться с атмосферой, но и правильный расчет объема бака и грамотная установка, и подключение к системе отопления

Каким образом происходят перепады

• повышение;
• понижение.

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.

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.

2 Конструкция изделия

В помещениях отопительные сети могут иметь открытые и закрытые схемы. Первый тип применяется в централизованных сетях, благодаря чему можно напрямую забирать воду для потребностей в горячей воде. Приборы ставят в верхней части контура. Расширительные бачки не только позволят контролировать процесс перепадов давления, но и будут выполнять функцию отделения воздуха из системы. Если же она относится к закрытому типу, то используется конструкция с мембраной внутри.

Если мембрана относится к первому типу, то теплоноситель располагается внутри резинового баллона, а снаружи находится азот или воздух. Такую деталь при необходимости можно заменить, что позволит сэкономить на ремонте и не менять весь прибор.

Она имеет небольшую емкость и компенсирует незначительные перепады давления. Если она выходит из строя, заменить ее невозможно, поэтому менять придется бачок полностью. Но по сравнению с баллонной мембраной она стоит дешевле.

Устанавливаем оптимальное давление в бачке

Перед тем, как подключить расширительный бачок и заполнить его теплоносителем, в его воздушной камере необходимо установить оптимальное давление, соответствующее данному параметру в отопительной сети. Для выполнения этой процедуры с воздушного отсека снимается пластмассовая крышка, под которой находится ниппель, такой же, как в автомобильных покрышках. Измеренное манометром давление подгоняется под нужное значение подкачкой при помощи насоса или стравливанием при нажатии на шток ниппеля.

Группа защиты контролирует давление в системе

Оптимальное давление в бачке получается корректировкой в меньшую сторону внутреннего давления в закрытой системе отопления. Делается это для того, чтобы резиновая диафрагма была поджата со стороны теплоносителя. В противном случае, при его остывании произойдет затягивание воздуха сквозь автоматические отводчики, чего допускать ни в коем случае нельзя. Например, если внутреннее давление в сети составляет 1,2 атмосферы, то его оптимальная величина в расширительном бачке составит одну атмосферу. После установки этого значения можно открывать кран и заполнять систему теплоносителем.

С периодичностью в шесть месяцев в компенсационной емкости закрытого типа нужно проверять давление и производить визуальный осмотр на наличие механических повреждений.

При резком изменении внутреннего давления и температуры в отопительной сети существует риск повреждения мембраны, и в таком случае потребуется ее замена. Для этого необходимо выполнить следующие манипуляции:

• расширительный бак отсоединить от магистрали;
• стравить в нем давление, нажав на шток золотника;
• снять поврежденную мембрану, слить излишки воды и установить новую;
• установив оптимальное давление, прикрепить емкость на место.

3 Способы расчёта

Применяется общий метод, где бак нужно подбирать из расчёта 10% объёма от всего количества теплоносителя в системе. Но для более точного результата зачастую используют формулы. Расчёт расширительного бака системы отопления с калькулятором несложно сделать таким образом даже начинающему мастеру.

Простой математический расчёт можно осуществить по следующей формуле: А = ВхС/К. При этом каждый показатель будет иметь такие значения:

• В — объём теплоносителя;
• С — уровень расширения воды;
• К — эффективность работы мембраны.

Каждый показатель необходимо отдельно измерять, это даст точный результат для правильного подбора мощности расширительного бака.

Объём теплоносителя можно измерить с помощью трёх возможных методов:

1. 1. По мере заполнения системы. Количество рассчитывается в процессе заполнения системы водой.
2. 2. Геометрический метод. Учитывается внутренний объём всех приборов, где будет находиться теплоноситель.
3. 3. Обобщение. Можно определить требуемый объём воды из расчёта на 1 кВт мощности 15 литров воды.

Обобщённым методом можно пользоваться и немного по-другому, то есть применять усовершенствованный метод. К примеру, для классических радиаторов отопления нужно 11 литров теплоносителя, для конвекторов — 7, а для тёплого пола требуется до 19 литров воды.

Количество воды в теплообменнике котла указано в технической документации к оборудованию. В трубах это значение определяется протяжённостью труб и их внутренним диаметром.

После того как все показатели будут известны, их необходимо сложить и получить общее значение, которое и применяется для расчётов в формуле.

Эффективность работы мембраны можно рассчитать по следующей формуле: К = (ДМ-ДБ)/ (ДМ+1).

При этом показатели будут иметь следующие значения:

• ДМ — максимальное давление в системе;
• ДБ — давление воздуха, которое имеется изначально в воздушной камере.

Расширение воды при нагреве до 95 градусов будет составлять около 4%. Но если в качестве теплоносителя используются незамерзающие составы, к примеру, антифриз, то такой показатель нужно умножать на коэффициент. Если добавок в жидкости до 10%, то умножение происходит на 1,1, если до 30 — на 1,3 и так далее.

Место установки

Установка открытого бачка осуществляется в наиболее высокой точке системы отопления. При этом существуют несколько вариантов установки:

На подаче. Классический вариант подразумевает установку резервуара над котлом. При такой схеме горячая вода (теплоноситель) не только идёт по контуру, но и проникает в бачок, создавая характерный шум, напоминающий закипающую воду в чайнике.

Внимание! При ошибочных расчётах теплоноситель может закипеть и в баке

• На обратке. Такой способ позволяет избежать проблем с кипением, благодаря сниженной температуре жидкости.
• Комбинированно. Этот способ подразумевает установку двух расширительных баков — одного в месте подачи теплоносителя, а второго на обратке. Такая комбинация позволяет избегать, образующихся в системе, воздушных карманов.

Фото 2. Схема отопительной системы с расширительным баком. В данном случае он устанавливается на обратку.

Как правильно установить

При монтаже открытого расширительного резервуара есть несколько действенных рекомендаций, применяемых опытными специалистами для надёжного результата:

• Врезание аварийной сливной трубки, во избежание перелива теплоносителя через верх бака.
• Утепление корпуса бака.
• Размещение резервуара прямо над котлом и соединение с ним вертикальной подающей магистралью.
• Утепление трубки, соединяющей резервуар с общей системой. Это поможет избежать взрыва из-за того, что увеличенному объёму теплоносителя некуда будет деваться.
• Утепление отводящей сливной трубки, чтобы при её замерзании избежать перелива воды через край или уберечься от вредных паров антифриза.
• Установление трубки (гибкого шланга, находящегося внутри бака) до самого дна. Это будет способствовать использованию пространства бака по максимуму.

Виды расширительных баков

Расширительный бак для систем отопления бывает двух типов: открытый и закрытый – по типу системы отопления в том или ином помещении.

Расширительные баки открытого типа

Такие баки применяются в системах, где не предусмотрена принудительная циркуляция теплоносителя, то есть, нет насоса и вода течёт самотёком под действием естественных законов. ОБЯЗАТЕЛЬНО их монтируют в самой высокой точке дома, как правило, это чердак.

Плюсы – относительная простота в изготовлении и использовании, лёгкий монтаж.

Минусы – контакт теплоносителя с воздухом, в результате чего увеличивается скорость коррозии труб, необходимость постоянного контроля уровня жидкости, исключение замерзания – последнее чревато трудноустраняемыми разрывами; большие размеры и необходимость утепления

На сегодняшний день такие баки используются всё реже

Расширительные баки закрытого типа

Устройство расширительного бака закрытого типа

Применяются в системах, где предусмотрена принудительная циркуляция, т.е. установлен специальный насос, рассчитанный на повышенные температуры, который и «гоняет» воду по системе.

Расширительный бак для систем отопления закрытого типа ещё называют мембранным. Основная его особенность от бака открытого типа – наличие специальной прокладки. Он состоит из ёмкости, которая разделена резиновой мембраной. В одну часть бака при нагревании поступает вода, в другой находится инертный газ или воздух, между ними резиновая прокладка-мембрана. При заполнении жидкостью выше определённого уровня, клапан стравливает лишний воздух во избежание разрыва.

Плюсы — быстрый и простой монтаж практически в любом месте, не требуется утепления, небольшие размеры, исключен контакт воздуха с водой, что замедляет процесс окисления труб.

Минусы – цена, необходимость вызова специалиста для монтажа и первичной настройки

Источник http://remoo.ru/otoplenie/rasshiritelnyj-bak-dlya-otopleniya-otkrytogo-tipa

Источник https://oboiman.ru/ingeneer/rassiritelnyj-bak-dla-otoplenia-otkrytogo-tipa-vidy-ustrojstvo-naznacenie-primer-rasceta.html

Источник

Источник