объем расширительного бака для теплого пола
Как сделать расчёт расширительного бака для закрытой системы отопления
Расширительная ёмкость является незаменимым компонентом системы отопления. Для качественной работы необходимо правильно подобрать его объём, поскольку он выполняет функцию компенсации теплового расширения воды или другой жидкости. Если неправильно подобрать элемент, то это может привести к выходу из строя ключевых устройств системы, например, теплогенератора. Расчёт расширительного бака для закрытой системы отопления сделать несложно.
Главными функциями расширительного бака является принятие на себя лишнего количества теплоносителя в связи с его увеличением (расширением) в системе, а также поддержание необходимого давления. В отопительных системах открытого типа лишний объём расширенного теплоносителя компенсируется за счёт попадания в специальную ёмкость (не мембранный бак) и его перелива в канализацию.
Такая ёмкость является открытой и в то же время выполняет функцию отвода воздушных пробок из системы. Её объём выбирается произвольно, но он должен быть не менее 5% от общего количества воды. Если к системе не подключён водопровод для залива воды, то бак ещё используется для залива теплоносителя.
Мембранный бак — это закрытая и герметичная ёмкость. Конструктивно она разделена мембраной на две камеры. Принцип работы довольно простой. Одна сторона бака воздушная, а вторая — водяная, которая и подключается к общему контуру с теплоносителем. При расширении воды она вытесняет мембрану в сторону воздушной камеры, тем самым увеличивается давление в ней. За счёт этого давление компенсируется в системе, поскольку воздушная камера более сильно прижимает водяную.
Таким образом, воде при расширении есть куда деваться, а давление при этом остаётся на прежнем уровне. На начальном этапе воздух в камере должен быть под давлением до 1,5 атмосфер, а в процессе работы этот показатель может увеличиваться.
Системы с открытой расширительной ёмкостью используются в малоэтажных зданиях, где объём воды и, соответственно, протяжённость труб относительно небольшие. Во всех системах отопления имеются свои плюсы и минусы, и какую выбирать — зависит от многих факторов. Но для любой из них выделяют определённые требования к установке.
Так, существуют некоторые правила установки расширительной ёмкости открытого типа:
Чтобы обеспечить качественную работу естественной схемы, трубы нужно выбирать увеличенного диаметра.
Как правило, бак устанавливают в отапливаемом помещении, к примеру, на чердаке с изоляцией. Но если это невозможно, то его необходимо дополнительно утеплить, что позволит избежать замерзания воды в сильные морозы. Иногда его монтируют непосредственно в помещении с котлом. Поскольку там всегда очень жарко, то дополнительную теплоизоляцию не нужно устанавливать.
При подборе расширительного бака для отопления следует понимать, что закрытая система самотёком работать не может, а нужно обеспечивать соответствующее давление и принудительную циркуляцию теплоносителя.
При установке мембранного бака требуется учитывать некоторые рекомендации, хотя в принципе он может монтироваться в любую точку системы. Нет определённых ограничений по установке в верхней точке, как это может быть в открытой схеме.
Следует учитывать такие факторы:
Можно подбирать устройство исходя из дизайна помещения, чтобы общий вид комнаты не был нарушен. В случае необходимости контроля за давлением ёмкость оборудуется манометром.
Расширительные ёмкости в зависимости от типа устройства и качества материала имеют определённые недостатки и преимущества. Хотя, как показывает практика, преимуществ больше у устройств с мембраной.
Основным недостатком открытой системы можно считать необходимость в увеличении расходов на большой диаметр труб, поскольку для обеспечения естественной циркуляции тонкие трубы не подойдут. Бюджет постройки увеличивается незначительно, но по сравнению с мембранной системой считается относительно небольшим.
Главным плюсом естественной циркуляции является простота обустройства и небольшая стоимость оборудования, а также низкий бюджет на монтажные работы. К положительным факторам можно отнести и отсутствие необходимости в контроле за давлением, установки датчиков и т. п.
Но, с другой стороны, существует достаточно много минусов:
Ещё одним недостатком такой системы можно назвать потери количества воды от испарений и переливов. Из-за этого доливное отверстие должно быть обязательно.
Неоспоримыми преимуществами открытого бака являются простота обустройства и низкая стоимость оборудования, в то время как по функциональности выигрывает мембранная ёмкость, которую ещё называют экспанзоматом.
Она имеет ряд значительных преимуществ:
Существуют разновидности закрытых устройств, которые являются неразборными. Если мембрана выйдет из строя, то починить устройство не выйдет, нужно будет покупать новый бак.
К минусам агрегата можно отнести необходимость в постоянном контроле за уровнем давления, поскольку мембрана может пробиться, и электричество будет использоваться вхолостую. За месяц может накопиться неплохая сумма. Кроме этого, нужно правильно выбирать материал, из которого изготовлен бак. Существуют определённые требования к его качеству.
Выделяется несколько возможных способов, как рассчитать расширительный бак для отопления. Более точный метод — применение математических формул и законов физики. Он может быть выполнен только специалистами в этой области. Но существуют и более простые способы.
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:
Каждый показатель необходимо отдельно измерять, это даст точный результат для правильного подбора мощности расширительного бака.
Объём теплоносителя можно измерить с помощью трёх возможных методов:
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:
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.
Выбрать тип отопительной системы требуется ещё на этапе планирования. Тогда также нужно определиться с тем, какой объём расширительного бака нужен для отопления. Но, как правило, все откладывают выбор размера бачка на момент, когда уже система установлена, а объём известен.
При подборе объёма расширительного бака для отопления в закрытой системе, а также других его характеристик, необходимо учитывать некоторые нюансы:
Покупая такое оборудование онлайн или в магазине, необходимо учитывать и производителя. Зачастую это играет ключевую роль в приобретении качественного оборудования. Даже если оно будет стоит дороже, то стоит остановиться на проверенном изготовителе, поскольку агрегат будет работать бесперебойно долгое время.
Перед запуском требуется настроить давление в системе. Сделать это можно с помощью автомобильного насоса, а контроль осуществляется с помощью манометра. Уровень давления должен соответствовать статическому, который отмечается в столбе теплоносителя в контуре системы отопления.
Таким образом, просчитать необходимые параметры расширительной ёмкости не представляет собой никаких сложностей даже для начинающего мастера.
Расширительный бак для системы отопления
Расширительный бак – обязательный компонент любой схемы отопления. Расширительный бак компенсирует тепловое расширение теплоносителя. Нужно качественно подсчитать объем расширительного бака отопления, в другом случае он не будет выполнять свою функцию. Неверный подбор объема расширительного бака для системы отопления приведет к повреждению приборов отопления, теплогенератора и коммуникаций. В случае открытой конфигурации схемы неверный расчет может повлечь разлив теплоносителя.
Алгоритм действия расширительного бака
Расширительные баки применяются для устранения теплового расширения, принятия избытка теплоносителя, поддержания стабильного гидравлического давления в оборудовании. В закрытых схемах отопления устанавливаются герметичные баки с резиновой мембраной, для открытой – полые сосуды, соединенные с окружающей средой.
В системах отопления открытого типа лишний объем нагретой воды вытесняется в открытое пространство расширителя. В случае переполнения организуется перелив из расширителя в канализацию. Открытый сосуд устанавливается на верхней точке системы и одновременно выполняет функцию отвода воздушных пробок из системы отопления. Размер расширительного бака для отопления по открытой схеме при организации перелива теплоносителя выбирается произвольно, но не менее 5% от общего объема теплоносителя. В схемах с естественной циркуляцией (при отсутствии водопровода) бак используется для залива воды (теплоносителя).
Мембранный экспанзомат – герметичный сосуд, разделенный мембранной перегородкой на две камеры. К одной камере подключается отвод от системы отопления, в другую при производстве через специальный клапан закачивается воздух с давлением от 0,4 – 1,6 атмосфер. Объем бака зависит от общей вместимости оборудования по теплоносителю. Теплоноситель (вода), разогреваясь, расширяется и образовавшийся лишний объем его выдавливается в водяную камеру экспанзомата, создавая давление на мембранную перегородку. Мембрана выгибается в направлении воздушной камеры, усилие теплоносителя компенсируется давлением воздуха (воздух при этом сжимается). По этому принципу происходит компенсация давления в системе отопления. Гибкость мембраны и давление воздуха бачка расширительного бака для отопления закрытого типа поддерживает постоянную величину давления в системе.
Способы расчета расширительного бака для отопления
Как рассчитать объем расширительного бака? Существует способ общего подбора – объем мембранного сосуда подбирают из расчета 10% от общего внутреннего объема всего отопительного комплекса.
Чаще используют точный расчет по формулам. Его под силу провести любому человеку с помощью калькулятора. Объем расширительного бака для отопления рассчитывается по формуле:
А = ВхС/К, где В – объем теплоносителя; С – показатель теплового расширения теплоносителя; К – показатель эффективности мембранного бака.
Расчет объема теплоносителя производят тремя методами:
Обобщенный метод имеет уточненную модификацию в зависимости от типа приборов отопления. При использовании радиаторов количество воды в них составляет в среднем 11 литров, в конвекторах – 7 литров, в контуре теплого пола – до 18 литров. Объем теплообменника указан в паспорте оборудования, количество воды в трубопроводах можно определить, посчитав их протяженность и внутренний объем. Эти показатели суммируются (котел, трубы, приборы) – результат составляет общий объем комплекса отопления.
После расчета объема системы производится по следующей формуле:
К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1), где ДБ – максимальное давление теплоносителя, обычно принимается равным давлению срабатывания предохранительного клана на группе безопасности (3 атм.); ДБ – установленное давление воздуха в воздушной камере расширительного бака.
Показатель теплового расширения воды составляет 4% при нагреве до 95 градусов Цельсия. В случае наличия в составе теплоносителя незамерзающих фракций показатель увеличивается в зависимости от процентного содержания добавок. При 10% добавки в общем объеме показатель воды 4% умножают на поправочный коэффициент 1.1, при 30% – на 1.3 и так далее.
Расчет экспанзомата для системы с котлом мощностью 31 кВт
Перед проведением расчетов по подбору расширительного бака следует знать, что большинство настенных котлов оборудованы встроенными расширительными баками. Объем встроенного бака указан в технической документации котла. При пересчете объема системы отопления по мощности котла (умножением 1кВт мощности по теплу на 15 литров) сверяют соответствие бака объему сооружаемой системы. При недостатке устанавливается дополнительный бак. Его объем рассчитывается за вычетом встроенного экспанзомата. Напольные котлы, как правило, не имеют встроенного оборудования.
Расчет выглядит следующим образом:
К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1) = (3,0 – 1,5)/(3,0 – 1) = 0,375
3,0 – давление в системе, максимальное, атм.;
1,5 – давление воздуха за мембраной, атм.;
0,375 – показатель эффективности бака, К.
Объем теплоносителя: В = 31х15 = 465 литров.
Тогда объем бака составит:
А = 465х0,04/0,375 = 49,6 литра.
Выбирается расширительный бак объемом не менее 50 литров с давлением воздуха в 1,5 атм. Общий способ подбора (10% от А) показывает необходимость применения бака объемом не менее 46,5 литров. В таком случае размер экспанзомата всегда округляется до большего объема – 50 литров.
Давление воздуха, включенное в расчет (1,5 атмосферы), можно изменить. На расширительных баках имеется встроенный клапан для заполнения воздухом. К нему можно подключить ручной насос и поднять давление в случае, если заводское давление составляет меньшую величину. При этом необходимо соблюдать осторожность – при значительном повышении давления можно повредить мембрану, поэтому процесс нужно контролировать по манометру. Клапан также выполняет функцию сброса давления при его поднятии до предельных значений.
Нужен ли расширительный бак для теплого пола
Расширительный бак для отопления — схема установки в открытой и закрытой системах
Давайте постараемся разобраться, для чего нужна и как выполняется установка расширительного бака в системе отопления.
Мы рассмотрим варианты для открытой системы с естественной циркуляцией и для закрытой системы отопления, использующей циркуляционный насос. Начнем, однако, с определений.
Наша задача — выбрать бак, подходящий нам по объему, и правильно смонтировать его.
Общая информация
Что такое расширительный бачок и для чего он нужен?
Само его название дает подсказку: для расширения. При фиксированной массе теплоносителя в контуре отопления и трубах, эластичность которых стремится к нулю, с изменением температуры теплоносителя неизбежно будет меняться давление в системе. Тепловое расширение, помните? Вода или любой другой теплоноситель, нагреваясь, расширяются.
Как только усилие превысит прочность трубы или радиатора на разрыв… Бум!
Причина возможной аварии — в том, что вода, меняя свой объем при нагреве, остается практически несжимаемой. Отсюда же и такое понятие, как гидроудар: упругие взаимодействия в жидкой среде, упрощенно говоря, отсутствуют.
Очевидное решение — создать в системе резервуар с легкосжимаемой субстанцией — воздухом. При увеличении объема воды при наличии такого резервуара давление вырастет незначительно.
Полезно: чтобы кислород из воздушного резервуара не способствовал коррозии труб, растворяясь в воде, в бачках для закрытых систем он отделен от воды резиновой мембраной.
Так выглядит это несложное устройство в разрезе.
Однако мы описали лишь одну из функций расширительного бачка.
Помимо закрытых систем отопления частных домов с фиксированными объемами и контура, и теплоносителя в нем, расширительный бачок можно обнаружить:
В обоих описанных случаях монтаж расширительного бака отопления нужен для того, чтобы избавиться от воздушных пробок. Перепад между двумя нитками в случае центрального отопления — всего-то около двух метров. В системах отопления частных домов с естественной циркуляцией — и того меньше.
Уточнение: автору так и слышатся возгласы мало-мальски сведущих людей, которые в разгар отопительного сезона видели в элеваторном узле в 10 раз больший перепад.
Типично 6 кгс/см2 на подающем трубопроводе и 4 — на обратном (1 атмосфера избыточного давления соответствует водяному столбу в 10 метров).
Не путайте теплое с мягким: в отопительную систему поступает не вода с подачи, а смесь.
Элеватор вовлекает в повторный круг по отопительной системе воду обратки, впрыскивая в нее через сопло струю более горячей воды с более высоким давлением с подающего трубопровода.
В результате, как и сказано, перепад между смесью и обраткой не превышает 2 метров, или 0,2 кгс/см2.
При таком перепаде напор воды никак не сможет выдавить воздушную пробку из верхней части отопительной системы. Отсюда простое решение: поставить некую емкость для сбора воздуха там, где он будет накапливаться, и при запуске системы стравливать его. В случае открытой системы, понятное дело, какие-то активные действия не нужны.
Весь воздух в системе будет вытеснен вверх и попадет в расширительный бак. В открытой системе он тут же воссоединится с атмосферой. В закрытой — будет ждать, пока владелец дома откроет воздушный кран.
Как и где ставится расширительный бак
Итак, мы собираемся своими руками спроектировать и собрать систему отопления. Если она еще и заработает — нашей радости не будет предела. Есть ли инструкция по установке расширительного бачка?
Открытая система
В этом случае ответ подскажет простой здравый смысл.
Открытая система отопления представляет собой, в сущности, один большой сосуд сложной формы со специфичными конвекционными потоками в нем.
Установка котла и отопительных приборов в нем, как и монтаж трубопроводов, должны обеспечить две вещи:
Так выглядит расширительный бак для открытой системы отопления. При желании в люк в нем можно вывести водоразборный кран от водопровода. Но куда чаще он по мере испарения воды доливается обычным ведром.
Закрытая система
Здесь и к выбору бака, и к его монтажу придется отнестись достаточно серьезно.
Давайте соберем и систематизируем основную информацию, доступную на тематических ресурсах.
Типичная схема установки бачка. Его расположение в однотрубной системе будет таким же — перед насосом по ходу воды.
Расширительный бак на фото смонтирован по всем правилам: теплоноситель подведен сверху, бак снабжен манометром и предохранительным клапаном.
Заключение
Как обычно, дополнительную информацию о выборе и установке расширительных бачков в системах разных типов вы обнаружите в видео в конце статьи. Теплых зим!
Установка расширительного бака в системе отопления открытого и закрытого типа
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.
Как определить необходимый объем расширителя?
Объем расширителя должен превышать значение потребного объема, который представляет собой максимальное количество теплоносителя, поступающее в бак в результате его нагрева.
В первую очередь определяется общий объем теплоносителя в системе. Суммируя внутренний объем труб и полостей всех элементов системы (котла, батарей отопления, запорной арматуры) получаем суммарный объем. Количество жидкости в трубопроводах можно рассчитать в зависимости от типоразмера трубы, используя данные таблицы 1. Объем полостей оборудования указан в документации (паспорте или каталоге производителя) на изделие.
Таблица 1 – Определение объема теплоносителя в 1 погонном метре трубопровода.
Далее зная суммарное количество жидкости определить потребный объем расширителя, воспользовавшись данными таблицы 2. Данную величину выбирают в зависимости от давления в системе. В случае если рассчитанное ранее значение находится между двумя табличными, потребный объем бака определяют по большему из значений.
Таблица 2 – Определение потребного объема расширительного бака.
Указанные данные таблицы 2 справедливы, если в качестве теплоносителя используется вода. Для жидкостей с коэффициентом теплового расширения отличным от воды табличное значение суммарного объема умножается на поправочный коэффициент, равный соотношению плотности воды и используемой жидкости.
Основные разновидности баков
Существуют два основных типа расширителя, которые применяются в системе отопления:
Расширительные баки открытого типа представляют собой однообъёмную емкость, сообщающуюся с атмосферой. Такой бак устанавливается в наивысшей точке системы отопления, что необходимо для обеспечения естественного возвращения жидкости в трубопровод при снижении ее температуры.
Расширитель открытого типа.
Закрытые расширители изготавливают в виде герметичного сосуда, часть которого заполнена жидкостью, а часть – воздухом или газом находящимся под определенным давлением. При нагреве жидкость поступает в экспанзомат, при этом газ сжимается. При охлаждении жидкости она возвращается в систему, а разницу в объемах заполняет газ.
Расширительный бак закрытого типа.
Расширительный бак открытого типа
Кроме основных функций (компенсации объема, стабилизации давления), экспанзомат открытого типа служит для восполнения воды, если в системе происходит небольшая утечка и для отвода воздуха из системы.
Открытые расширители имеют прямоугольную либо цилиндрическую форму и изготавливаются из листовой стали или полимерных материалов. Установка расширительного бака открытого типа в системе отопления осуществляется в ее верхней точке, что требует увеличения общей длины трубопроводов отопления. Бак оборудован крышкой для защиты теплоносителя от загрязнений и обеспечения доступа внутрь при обслуживании.
Принцип работы и схема подключения открытого расширительного бака в системе с принудительной циркуляцией.
Местом для размещения открытого расширителя может служить чердачное помещение, лестничный проем или специально оборудованный бокс, установленный на крыше дома. Если высота дома позволяет установить расширитель внутри жилой части здания, его можно разместить в санузле или хозяйственном помещении. Емкости, размещенные за пределами отапливаемой части дома необходимо утеплять для снижения потерь тепла в системе.
Открытый бак, сваренный из листового металла.
Принцип работы и особенности установки
Чтобы вода в баке открытого типа не застаивалась, необходимо обеспечить ее циркуляцию. Для этого между ним и основной магистралью теплопровода оборудуют контур, состоящий из расширительной и циркуляционной трубы, причем отверстие последней расположено в баке несколько ниже (примерно на 50 мм). Для эффективной циркуляции воды контур врезают перед входом в насос (если система работает с принудительной циркуляцией), установленный на магистрали обратного хода. Циркуляция позволяет выводить из системы в атмосферу пузырьки воздуха.
Открытый расширитель с реле нижнего и верхнего уровня.
Надо отметить, что выше сказанное справедливо при установке расширителя в систему отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя!
В системе с естественной циркуляцией для беспрепятственного выхода пузырьков воздуха расширитель подключается в самой верхней точке подающего трубопровода.
В районе отметки минимального уровня теплоносителя из бака выходит контрольная труба, а на максимальном уровне – переливная, предназначенная для слива лишней жидкости. Проверка уровня может осуществляться простым открытием крана на контрольной трубе. Если вода из крана поступает, значит, ее уровень в баке превышает минимальную отметку. Для данной цели могут устанавливаться реле нижнего и верхнего уровней, подающие световой или звуковой сигнал при возникновении опасности снижения уровня воды до минимального значения или её подхода к точке перелива.
Полезный объем расширителя равный площади его основания умноженной на высоту между минимальным и максимальным уровнем, равен приросту количества воды в результате температурного расширения. Он должен быть равен либо превышать потребную величину, рассчитанную с использованием таблиц 1 и 2.
Преимущества и недостатки
Основные преимущества расширителя открытого типа:
Недостатки открытых расширительных баков:
Следует отметить, что ввиду вышеуказанных недостатков баки открытого типа все реже применяются в системах отопления жилых домов, уступая по популярности закрытым расширителям.
Расширительный бак закрытого типа
В отличие от открытых экспанзоматов, закрытый расширительный бак не связан с атмосферой. Он представляет собой герметичный стальной сосуд, частично заполненный жидкостью, а частично – закаченным через специальный клапан инертным газом. В зависимости от способа разделения внутреннего объема закрытые баки делятся на:
Закрытые расширители различных форм и размеров.
Безмембранные
В безмембранных расширителях теплоноситель непосредственно контактирует с газом, так как у них отсутствует механическое разделение внутреннего пространства. Для поддержания заданного давления используется компрессор или газовый баллон, расположенный снаружи. Контроль давления и подача газа осуществляется автоматически.
Безмембранные баки широко использовались в то время, когда резиновые (каучуковые) мембраны имели низкие ресурсные показатели и требовали частой замены. Они могли работать без мембраны, но необходимость в компрессоре или баллоне усложняла конструкцию. В настоящее время широкое распространение получили закрытые баки с разделительной мембраной.
Мембранные
В конструкциях современных расширителей жидкость и газ разделены с помощью гибкой мембраны. Существуют расширители с:
Тарельчатая крепится в средней части бака и имеет форму, близкую к полусфере. В зависимости от температуры воды она принимает выпуклую или вогнутую форму.
Устройство расширителя с диафрагмой.
Грушевидная повторяет форму сосуда и закрепляется на противоположных концах емкости. Особенностью данных баллонов является отсутствие контакта теплоносителя со стенками, так как жидкость заполняет гибкую мембрану, а между ней и металлическими стенками закачан газ. Это защищает конструкцию от коррозии и увеличивает срок службы. Данная конструкция допускает замену мембраны, в то время как конструкция диафрагменных баков этого не позволяет.
Бак с грушевидной мембраной.
В современных расширителях применяются бутиловые и этиленпропиленовые мембраны, отличающиеся повышенной долговечностью. Ранее для этих целей использовали каучук, который имеет меньший срок службы и в настоящее время не используется.
Схема работы бака с компрессором.
Преимущества и недостатки мембранных баков
Недостатками мембранных расширителей являются:
Среди преимуществ можно выделить:
Выбор мембранного расширителя
Основным параметром мембранного бака является потребный объем жидкости в системе, который должен быть предварительно рассчитан с использованием таблиц 1 и 2. Бак должен иметь объем, равный или превышающий полученное значение.
Кроме традиционной овальной формы многие производители выпускают плоские расширители с диафрагмой. Такой бак более компактен и может устанавливаться в пространстве между стеной и внутренней отделкой помещения, не занимая полезное пространство.
Расширитель плоской формы.
Главной рабочей частью современного бака закрытого типа является мембрана, от параметров и качества изготовления которой зависит его срок службы. Основными характеристиками мембраны являются:
Мембранные баки для систем отопления окрашены красным цветом, в то время как используемые в системах водоснабжения – синим. К мембранам расширителей систем отопления выдвигаются более низкие санитарно-гигиенические требования.
Правила установки закрытых расширителей
Установленный расширитель отопления.
Эксплуатация расширителей
Поддержание расширительного бака мембранного типа в работоспособном состоянии включает в себя:
Техническое обслуживание баков открытого типа предусматривает внешний осмотр состояния корпуса и теплоизоляции, а также проверку уровня жидкости, который не должен опускаться ниже минимальной отметки.
Расширительный бак на кронштейне.
Правильный выбор и установка расширительного бака в системе отопления – одна из составляющих надежной, бесперебойной и безопасной работы всей системы отопления жилого дома. Сегодня чаще устанавливается расширительный бак закрытого типа с мембраной-диафрагмой, сочетающий в себе доступную цену и высокий уровень удобства в эксплуатации.
Интерьерное решение: декоративные решетки на радиаторы отопления
Оптимальная теплоизоляция для труб отопления
Самостоятельное утепление труб отопления на улице
Полиэтиленовые трубы для отопления частных владений
Правильное подключение и установка расширительного бака
Установка расширительного бака в системе отопления позволяет обеспечить ее работоспособность и надежность. Устройства данного типа используются в открытых и закрытых системах, с самотечной или принудительной циркуляцией теплоносителя.
Функции расширительного бака
С какой целью монтируется расширительный бачок? Система отопления заполнена фиксированным количеством жидкости (воды или антифриза), которая склонна к тепловому расширению. Это означает, что повышение температуры теплоносителя неизбежно ведет к повышению давления в системе. Так как трубы, радиаторы и прочие элементы инженерной конструкции неэластичны, повышенное давление приведет к разгерметизации системы – в самом слабом месте произойдет прорыв.
Вода отличается низкими показателями сжимаемости, поэтому в систему встраивают специальное устройство – мембранный или открытый бак. Его функция заключается в том, что при повышении давления сжиматься будет воздух. Это дает возможность обеспечить защиту от гидроудара. Установленный расширительный бак предохраняет систему от чрезмерного повышения давления.
Главная задача – выполнить надёжный монтаж бачка
Для системы отопления закрытого типа предназначены мембранные баки – они представляют собой емкость с эластичной водонепроницаемой мембраной внутри, которая разделяет внутренний объем на две части. Мембрана нужна, чтобы воздух не контактировал с теплоносителем. В противном случае не избежать завоздушивании сети и повышения риска коррозии стальных элементов системы.
В системе открытого типа бак сообщается с атмосферой, благодаря чему стравливается воздух из труб. По этой причине место установки открытого бака жестко регламентировано – он должен располагаться в самой высокой точке системы.
Как подключить расширительный бак
Как произвести надежное подключение расширительного бака в открытой системе. Система отопления открытого типа характеризуется тем, что перемещение теплоносителя в ней обеспечивается за счет конвекции.
Принцип работы следующий: нагретый котельным агрегатом теплоноситель доставляется прямиком в самую высокую точку системы, в результате чего он самотеком попадает в радиаторы отопления и, остыв, возвращается в котел по трубопроводу «обратки». В воде всегда есть растворенный кислород, который выделяется в процессе конвекции, а это означает, что пузырьки воздуха стремятся вверх.
При рассмотрении этой схемы становится очевидным, что единственно возможным местом установки расширительного бачка является верхняя точка системы. Для однотрубной системы – это верхняя часть разгонного коллектора.
Схема подключения мембранного бака в системе отопления открытого типа
В качестве бачка можно использовать любую емкость подходящего размера из материала, устойчивого к нагреванию. Крышка (не герметичная) для него нужна только для защиты от попадания мусора в систему. Если под рукой не оказалось небольшой металлической бочки, резервуар сваривают из листовой стали толщиной 3-4 мм.
Устанавливаться бак должен с соблюдением некоторых правил, в частности :
Со временем вода из бака испаряется и периодически ее требуется доливать. Это можно делать, используя обыкновенное ведро. Если бак установлен на чердаке, куда сложно добраться, к месту установки бака выводится труба подачи воды, а также организуется аварийный перелив, чтобы избежать заливания дома горячей водой в случае нештатной ситуации. Труба аварийного перелива обычно соединяется с канализационной сетью, но владельцы частных домов нередко упрощают задачу, выводя ее наружу через стену или кровлю.
Расширительный бак в закрытой системе отопления
Оборудование к системе отопления подбирается на этапе ее проектирования с учетом требований к производительности котельного агрегата, протяженности трубопроводов и объема задействованного теплоносителя. Разрабатывается схема, где указываются места установки всех элементов системы, в том числе расширительного бачка. В системе отопления закрытого типа необходимо использование мембранного устройства.
Расширитель в закрытой системе отопления
Выполняя привязку проекта к имеющейся котельной, важно принять во внимание следующие моменты :
На этапе подбора оборудования необходимо рассчитать требуемый объем расширительного бака. Минимальное значение данного параметра составляет 1/10 всего объема жидкости, циркулирующей в системе. Допустимо использовать резервуар большего объема. А вот недостаточно вместительный бак может стать источником проблем, так как не в состоянии компенсировать возросшее давление в системе.
Правила размещения расширительного бака
Для приблизительных расчетов объема теплоносителя в системе можно взять за основу тепловую мощность котельного агрегата. В среднем задействуется 15 литров жидкости на один киловатт. Точные расчеты производятся с учетом протяженности трубопроводов, объема радиаторов и т.д.
Важно! Многие модели газовых и электрических котлов представляют собой мини-котельные, то есть, сразу оснащены насосом для принудительной циркуляции теплоносителя, а также расширительным баком. Отдельный бак приобретать не нужно, если параметры встроенного мембранного резервуара достаточны для того, чтобы обеспечить функциональность и безопасность имеющейся отопительной системы.
Приобретая мембранный расширительный бак, обратите внимание, имеется ли у выбранной модели предохранительный клапан, благодаря которому автоматически сбрасывается избыточное давление. Если таковой не предусмотрен конструкцией устройства, следует купить предохранительный клапан отдельно и установить в непосредственной близости от бака.
Где лучше ставить бак
Оптимальным местом для монтажа мембранной емкости является прямой участок трубопровода, для которого характерно ламинарное течение воды, то есть, отсутствие или минимальное количество завихрений. Удобным местом является участок разлива около циркуляционного насоса.
Обратите внимание! Монтаж расширительного бака системы отопления закрытого типа можно осуществлять на любой удобной высоте. Нет необходимости располагать его в самой высокой точке, поскольку он функционирует исключительно в качестве предохранителя от гидроударов. В отличие от отопительной системы открытого типа, скопившийся в трубопроводе воздух стравливается при помощи специальных клапанов – воздушных кранов.
С точки зрения гидравлики мембранный резервуар лучше всего установить на обратную магистраль таким образом, чтобы циркуляционный насос располагался между ним и котлом. В этом случае насосное оборудование будет функционировать в оптимальном режиме.
Схема возможного размещения бака
При желании бак можно поставить и на подающую магистраль, эксплуатационные свойства отопительной системы это не затронет. Но сам мембранный резервуар прослужит относительно недолго, поскольку полимерная мембрана будет постоянно контактировать с теплоносителем, только что нагретым до 90 градусов, а не с остывшей до 45-60 градусов водой, вернувшейся по трубопроводу.
Внимание! Установка мембранного бака на подающую магистраль крайне не рекомендуется, если отопительный котел является твердотопливным. Есть риск, что вследствие аварийной ситуации вода в котле начнет кипеть и внутрь бака попадет пар. Водяной пар, как и воздух, является сжимаемой средой, из-за чего мембрана не сможет компенсировать тепловое расширение воды.
Процесс установки расширительного бака
Теперь разберёмся, как установить расширительный бак в системе отопления. Существует важное правило подсоединения устройства: бак должен быть подключен к магистрали отопительной системы при помощи отсекающего шарового крана с американкой. Такой принцип монтажа дает возможность при необходимости в любой момент перекрыть движение воды в системе, снять неисправной мембранный бак и установить новый.
В противном случае пришлось бы дожидаться остывания теплоносителя и демонтировать часть обвязки. В идеале на подводку устанавливают тройник, а также второй кран – в этом случае перед тем, как снять расширительный бак, его можно опустошить в подставленную емкость.
Подвешивая расширитель вниз головой, при неисправности мебраны узел выйдет из строя сразу
Как правильно ориентировать мембранный расширительный бак в пространстве? Резервуар устанавливают воздушной камерой вверх или вниз, располагают емкость «на боку». С точки зрения эксплуатационных характеристик это не имеет особого значения, так как в любом случае устройство будет исправно выполнять свои функции.
Однако стоит учесть такой момент: если воздушный отсек располагается снизу, то подача теплоносителя осуществляется сверху, и пузырьки растворенного в нем воздуха будут подниматься в трубопровод и удаляться при помощи воздушного крана. В противном случае в «водяном» отсеке мембранного бака со временем сформируется воздушный пузырь.
В свою очередь, при расположении бака воздушной камерой вверх продлевается срок его службы. Со временем, от постоянного контакта с горячей водой, полимерная мембрана теряет герметичность, в ней появляются трещины. Если воздушная камера расположена внизу, то вода сразу начинает просачиваться в воздушный отсек, что быстро выведет расширительный бак из строя, при этом воздух будет проникать в теплоноситель. При расположении воздушной камеры сверху, диффузия воды через трещины происходит во много раз медленнее, и устройство способно проработать значительно дольше.
Если отсутствует манометр, следует контур расширительной ёмкости снабдить группой безопасности
Перед подключением резервуара и заполнением его теплоносителем, требуется проверить уровень давления в воздушной камере емкости – оно должно соответствовать давлению в системе отопления. С этой целью следует снять или отвинтить пластиковую заглушку, которая закрывает золотник (аналогичный тем, что устанавливаются в автомобильные камеры). При помощи манометра необходимо измерить давление и подогнать его под показатели отопительной системы. Для этого подкачивается насосом воздух или наоборот, стравливается путем нажатия на шток золотника.
Обратите внимание! Настроить бак следует таким образом, чтобы давление в его воздушной камере на 0,2 Бар было меньше, чем расчетное давление в системе, заполненной теплоносителем. Если грушевидная мембрана не будет поджата со стороны нагнетания воды, теплоноситель, сжимаясь в процессе остывания, сможет затянуть воздух через автоматические воздухоотводчики.
После окончания настройки следует открыть кран и заполнить теплоносителем всю систему. Затем запускается котельный агрегат.
Этап настройки не требуется, если заводское давление в воздушном отсеке расширительного бака соответствует необходимым параметрам. Производители некоторых марок оборудования указывают на упаковке уровень давления в резервуаре, что дает возможность подобрать при покупке вариант, который будет являться оптимальным.
Заключение
Правильно установить расширительный бак, подготовить настраиваемый мембранный резервуар к работе можно самостоятельно, без помощи специалиста. Полученный опыт в дальнейшем может пригодиться, если потребуется оперативно установить источник проблем, связанных со снижением или скачками давления в системе, из-за которых гаснет пламя горелки. В таких случаях рекомендуется в первую очередь тщательно осмотреть систему на наличие протечек теплоносителя и измерить давление в воздушной камере мембранного резервуара.