Работа расширительного бака в отоплении. Расширительный бак для отопления
При планировании создания системы водяного отопления в собственном доме, перед владельцем встаёт выбор из нескольких вариантов. В перечне самых главных вопросов – тип системы (будет она открытого или закрытого типа), и какому принципу станет осуществляться передача теплоносителя по трубам (естественная циркуляция за счет действия гравитационных сил, или принудительная, требующая установки специального насоса).
Каждая из схем имеет свои достоинства и недостатки. Но все же в настоящее время все чаще предпочтение отдается закрытой системе с принудительной циркуляцией. Такая схема более компактна, легче и быстрее монтируется, имеет ряд других эксплуатационных преимуществ. Одна из основных отличительных особенностей – это полностью герметичный расширительный бак для отопления закрытого типа установка которого будет рассмотрена в настоящей публикации.
Но прежде чем приобретать расширительный бак и приступать к его монтажу, необходимо хотя бы немного ознакомиться с его устройством, принципом работы, а также с тем, какая именно модель станет оптимальной для конкретной системы отопления.
В чем преимущества закрытой системы отопления
Несмотря на то что в последнее время появилось множество современных приборов и систем обогрева помещений, принцип передачи тепла через циркулирующую по трубам жидкость с высокой теплоемкостью – без сомнения, остается самым распространенным . В качестве переносчика тепловой энергии чаще всего применяется вода, хотя при некоторых обстоятельствах приходится применять и иные жидкости с низкой температурой замерзания (антифризы).
Теплоноситель получает нагрев от котла (печи с водяным контуром) и передает тепло отопительным приборам (радиаторам, конвекторам, контурам «теплого пола»), установленным в помещениях в необходимом количестве.
Как определиться с типом и количеством радиаторов отопления?
Даже самый мощный котел не будет способен создать в помещениях комфортную атмосферу, если параметры точек теплообмена не соответствуют условиям конкретной комнаты. Как правильно – в специальной публикации нашего портала.
Но любая жидкость имеет общие физические свойства. Во-первых, при нагреве она значительно увеличивается в объеме . А во-вторых,в отличие от газов — это несжимаемая субстанция, ее температурное расширение необходимо каким-либо образом компенсировать, предоставив для этого свободный объем . И при этом необходимо предусмотреть, чтобы по мере остывания и уменьшения в объёме, в контуры труб извне не попал воздух, который создаст «пробку», препятствующую нормальной циркуляции теплоносителя.
Именно такие функции и выполняет расширительный бачок.
Еще не столь в частном строительстве особой альтернативы и не существовало – в самой высокой точке системы устанавливался открытый расширительный бак, который вполне справлялся с поставленными задачами.
1 – котел отопления;
2 – стояк подачи;
3 – открытый расширительный бачок;
4 – радиатор отопления;
5 – опционально – циркуляционный насос. В данном случае показан насосный узел с обводной петлей и системой задвижек. При желании или при возникновении необходимости можно переключить принудительную циркуляцию на естественную, и наоборот.
Возможно, вас заинтересует информация о том, как правильно осуществляется
Цены на циркуляционные насосы
циркуляционные насосы
Закрытая же система – полностью изолирована от атмосферы. В ней поддерживается определенное давление, а температурное расширение жидкости компенсируется установкой герметичного бачка особой конструкции.
Бачок на схеме показан поз. 6, врезанным в трубу обратки (поз.7).
Казалось бы – чего «огород городить »? Обычный открытый расширительный бачок, если он в полной мере справляется со своими функциями, видится более простым и недорогим решением. Он, наверняка , стоит немного, а кроме того , при определенных навыках, его несложно изготовить и самостоятельно – сварить из стальных листов, использовать ненужную металлическую емкость , например, старый бидон и т.п . Мало того, можно встретить примеры применения старых пластиковых канистр.
Есть ли смысл тр атить деньги на приобретение герметичного расширительного бачка? Оказывается, есть, так как закрытая система отопления имеет немало преимуществ:
- Полная герметичность абсолютно исключает процесс испарения теплоносителя. Это открывает возможности применения, помимо воды, специальных антифризов. Мера – более, чем необходимая, если загородным домом в зимнее время пользуются не постоянно, а «наездами», время от времени .
- В открытой системе отопления расширительный бак, как уже упоминалось, должен быть смонтирован в самой высшей точке. Очень часто подобным местом становится неотапливаемый чердак. А это влечет дополнительные хлопоты по термоизоляции емкости , чтобы даже в самые сильные морозы теплоноситель в ней не замерз .
А в закрытой системе расширительный бачок может быть установлен практически на любом ее участке. Наиболее целесообразным местом монтажа является труба обратки непосредственно пред входом в котел – здесь детали бачка в меньшей степени будут подвергаться температурному воздействию от разогретого теплоносителя. Но это – отнюдь не догма, и смонтировать его можно с таким расчетом , чтобы он не создавал помех и не дисгармонировал своим видом с интерьером помещения, в том случае если, скажем, в системе используется настенный котел , установленный в коридоре или на кухне.
- В открытом расширительном бачке теплоноситель всегда находится в контакте с атмосферой. Это приводит к постоянному насыщению жидкости растворенным воздухом, что является причиной активизации коррозии в трубах контура и в радиаторах, к повышенному газообразованию в процессе нагрева. Особенно нетерпимы к этому алюминиевые радиаторы.
- Закрытая система отопления с принудительной циркуляцией – менее инертна – она гораздо быстрее прогревается при запуске, намного чувствительнее к регулировкам. Исключаются совершенно неоправданные потери в области расширительного бака открытого типа.
- Разница температур в трубе подачи и в обратке в токах соединения с котлом – меньше, чем в открытой системе. Это важно для сохранности и длительности эксплуатации отопительного оборудования.
- Закрытая схема с принудительных циркуляций для создания контуров потребует т рубы меньшего диаметра – налицо выигрыш и в расходах на материалы, и в упрощении монтажных работ.
- За расширительным баком открытого типа необходим контроль – для недопущения перелива при заполнении, и для исключения падения уровня жидкости в нем в ходе эксплуатации ниже критической отметки. Конечно, это все можно решить установкой дополнительных устройств, например, поплавковых клапанов, патрубков перелива и т.п ., но это лишние сложности. В закрытой системе отопления подобных проблем не возникает.
- И, наконец, такая система – наиболее универсальна, так как подходит к любым типам батарей, позволяет подключать контуры теплого пола, конвекторы, тепловые завесы. Кроме того, при желании можно организовать и горячее теплоснабжение, смонтировав в систему бойлер косвенного нагрева.
Из серьезных недостатков можно упомянуть только один. Это — обязательность «группы безопасности», включающей контрольно-измерительные приборы (манометр, термометр), предохранительный клапан и автоматический воздухоотводчик . Впрочем, это, скорее, не не достаток , а технологическая издержка, обеспечивающая безопасную эксплуатацию системы отопления.
Одним словом, преимущества закрытой системы явно перевешивают, и траты на специальный герметичный расширительный бак выглядят вполне оправданными.
Как устроен и как действует расширительный бачок для отопления закрытого типа?
Устройство расширительного бачка для системы закрытого типа не отличается большой сложностью:
Обычно вся конструкция размещена в стальном штампованном корпусе (поз.1) цилиндрической формы (встречаются бачки в форме «таблетки»). Для изготовления используется качественный металл, имеющий антикоррозийное покрытие. Снаружи бачок покрыт эмалью. Для отопления применяются изделия с красным корпусом. (Существуют бачки синего цвета – но это водные аккумуляторы для системы водоснабжения. Они не рассчитаны на повышенные температуры, а ко всем их деталям предъявляются повышенные санитарно-гигиенические требования).
С одной из сторон бачка размещен резьбовой патрубок (поз. 2) для врезки в систему отопления. Иногда в комплект поставки входят фитинги для облегчения проведения монтажных работ.
С противоположной стороны имеется ниппельный клапан (поз. 3), служащий для предварительного создания необходимого давления в воздушной камере.
Внутри вся полость бачка разделена мембраной (поз. 6) на две камеры. Со стороны патрубка находится камера для теплоносителя (поз. 4), с противоположной – воздушная (поз. 5 )
Мембрана изготовлена из эластичного материала с низким показателем диффузии. Ей придана специальная форма, которая обеспечивает «упорядоченную» деформацию при изменении давления в камерах.
Принцип работы – несложен.
- В начальном положении, при подключении бачка к системе и заполнения ее теплоносителем, определенные объем жидкости через патрубок поступает в водную камеру. Давление в камерах выравнивается, и эта замкнутая система обретает статичное положение.
- При повышении температуры происходит расширение объёма теплоносителя в системе отопления, сопровождающееся и возрастанием давления. Избыток жидкости попадает в расширительный бачок (красная стрелка), и своим давлением изгибает мембрану (желтая стрелка). При этом объем камеры для теплоносителя увеличивается, а воздушной, соответственно уменьшается, и давление воздуха в ней возрастает.
- При снижении температуры и уменьшении общего объема теплоносителя избыточное давление в воздушной камере способствует перемещению мембраны назад (зеленая стрелка), и теплоноситель перемещается обратно в трубы системы отопления (синя стрелка).
Если давление в системе отопления достигает критического порога, то должен сработать клапан в «группе безопасности», который выпустит излишки жидкости. Некоторые модели расширительных бачков имеют собственный предохранительный клапан.
Разные модели баков могут иметь собственные особенности конструкции. Так, они бывают неразборными или с возможностью замены мембраны (для этого предусмотрен специальный фланец). В комплекте могут быть кронштейны или хомуты для крепления бачка на стене, или же предусмотрены подставки – ножки для размещения его на полу.
Кроме того, могут они различаться и конструкцией самой мембраны.
Слева показан расширительный бачок с мембранной – диафрагмой (она уже была рассмотрена выше). Как правило, это неразборные модели. Нередко применяется мембрана баллонного типа (рисунок справа), изготовленная из эластичного материала. По сути, она сама по себе является водяной камерой. По мере нарастания давления такая мембрана растягивается, увеличиваясь в объеме . Именно такие бачки оснащены разборным фланцем, позволяющим самостоятельно проводить замену мембраны в случае ее выхода из строя. Но основной принцип работы от этого никак не меняется.
Видео: устройство расширительных бачков марки «Flexcon FLAMCO »
Цены на расширительные баки Flexcon FLAMCO
расширительные баки Flexcon
Как рассчитать требуемые параметры расширительного бачка?
При выборе расширительного бачка для конкретной системы отопления основополагающим моментом должен стать его рабочий объем .
Расчет по формулам
Можно встретить рекомендации устанавливать бак, объем которого составляет примерно 10% от общего объема теплоносителя, циркулирующего по контурам системы. Однако, можно провести и более точный расчет – для этого существует специальная формула:
V б = V с × k / D
Символами в формуле обозначены:
Vб – требуемый рабочий объем расширительного бачка;
Vс – общий объем теплоносителя в системе отопления;
k – коэффициент, учитывающий объемное расширение теплоносителя при нагреве;
D – коэффициент эффективности расширительного бака.
Откуда взять исходные величины? Разбираемся по по рядку:
- Общий объем системы (V с ) можно определить несколькими способами:
- Можно засечь по водомеру, какой общий объём поместится при заполнении системы водой.
- Самый точный способ, который применяется при расчетах системы отопления – это суммирование общего объёма труб всех контуров, вместимости теплообменника имеющегося котла (она указана в паспортных данных), и объем всех приборов теплообмена в помещениях – радиаторов, конвекторов и т.п .
- Вполне допустимую погрешность дает самый простой способ. Он основывается на том, что для обеспечения 1 кВт мощности отопления требуется 15 литров теплоносителя. Таким образом, паспортную мощность котла просто умножают на 15.
2. Значение коэффициента температурного расширения (k ) – это табличная величина. Она нелинейно изменяется в зависимости от температуры нагрева жидкости и от процентного содержания в ней антифризных этиленгликолевых добавок. Значения приведены в таблице, размещённой ниже. Строку величины нагрева берут из расчета планируемой эксплуатационной температуры системы отопления. Для воды принимают значение процентного содержания этиленгликоля – 0. Для антифризов – исходя из конкретной концентрации.
| Температура нагрева теплоносителя, °С | Содержание гликоля, % от общего объема | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 70 | 90 | |
| 0 | 0.00013 | 0.0032 | 0.0064 | 0.0096 | 0.0128 | 0.016 | 0.0224 | 0.0288 |
| 10 | 0.00027 | 0.0034 | 0.0066 | 0.0098 | 0.013 | 0.0162 | 0.0226 | 0.029 |
| 20 | 0.00177 | 0.0048 | 0.008 | 0.0112 | 0.0144 | 0.0176 | 0.024 | 0.0304 |
| 30 | 0.00435 | 0.0074 | 0.0106 | 0.0138 | 0.017 | 0.0202 | 0.0266 | 0.033 |
| 40 | 0.0078 | 0.0109 | 0.0141 | 0.0173 | 0.0205 | 0.0237 | 0.0301 | 0.0365 |
| 50 | 0.0121 | 0.0151 | 0.0183 | 0.0215 | 0.0247 | 0.0279 | 0.0343 | 0.0407 |
| 60 | 0.0171 | 0.0201 | 0.0232 | 0.0263 | 0.0294 | 0.0325 | 0.0387 | 0.0449 |
| 70 | 0.0227 | 0.0258 | 0.0288 | 0.0318 | 0.0348 | 0.0378 | 0.0438 | 0.0498 |
| 80 | 0.029 | 0.032 | 0.0349 | 0.0378 | 0.0407 | 0.0436 | 0.0494 | 0.0552 |
| 90 | 0.0359 | 0.0389 | 0.0417 | 0.0445 | 0.0473 | 0.0501 | 0.0557 | 0.0613 |
| 100 | 0.0434 | 0.0465 | 0.0491 | 0.0517 | 0.0543 | 0.0569 | 0.0621 | 0.0729 |
3. Значение коэффициента эффективности расширительного бачка (D ) придется рассчитать по отдельной формуле:
D = (Qm – Q б ) / (Qm + 1 )
Qm — максимально допустимое давление в системе отопления. Оно будет определяться порогом срабатывания предохранительного клапана в «группе безопасности», который обязательно указывается в паспорте изделия.
Q б — давление предварительной накачки воздушной камеры расширительного бака. Оно тоже может быть указано на упаковке и в документации изделия. Есть возможность его изменения – подкачки с помощью автомобильного насоса или, наоборот, стравливания через ниппель. Обычно рекомендуют устанавливать это давление в рамках 1.0 – 1.5 атмосфер.
Калькулятор для расчета требуемого объема расширительного бачка
Чтобы упростить читателю процедуру расчета , в статье размещен специальный калькулятор, в который внесены указанные зависимости. Введите запрашиваемые значения, и после нажатия кнопки «РАССЧИТАТЬ» получите требуемый объем расширительного бака.
Физические свойства любого теплоносителя практически не позволяют этой жидкости сжиматься. Попытка даже немного уменьшить объём тут же приводит к резкому скачку давления. Вода при нагревании в диапазоне от 20 до 90С расширяется. Эти два свойства объясняют необходимость выделения места в системе для «дыхания» теплоносителя. Расширительный бак для отопления должен обеспечивать безопасную и надёжную работу всех узлов инженерной системы. Длительность её эксплуатации напрямую зависит от того, правильно ли был выбран и установлен этот элемент.
Виды расширительных баков и их сравнение
В отопительной системе могут быть установлены разные виды расширительных баков.
Открытые расширительные баки
Расширительный бак открытого типа – это открытая ёмкость, в которую всегда можно долить теплоноситель. Он не требует наличия запорной арматуры, резиновой мембраны и даже крышки. Обычно ведром через него «доливают» в систему жидкость, хотя от водопровода всегда можно вывести водозаборный кран.
Схема работы расширительного бака открытого типа: 1 – корпус бака; 2 – уровень теплоносителя; 3 – холодная труба; 4 – спускная труба; 5 – предохранительный клапан; 6 – запорный вентиль; 7 – верхняя точка в стояке трубопровода отопительной системы
Несколько десятилетий назад повсеместно использовались открытые конструкции, компенсирующие изменение объёма теплоносителя при естественной циркуляции. Однако постоянный контроль уровня жидкости и её «доливание», сложности монтажа в верхней точке, низкое давление и коррозия металла – всё это привело к выходу на первый план закрытых систем и баков.
Закрытые расширительные баки
Там, где циркуляцию теплоносителя обеспечивает насос, устанавливают баки закрытого типа, именуемые в народе «мембранниками». Он всегда окрашен в красный цвет и конструкционно представляет собой герметичную ёмкость, внутри которой установлена мембрана из технической резины. А вот в синих баках, предназначенных для организации горячего водоснабжения, используется менее долговечная пищевая резина.
Устройство расширительного бака следующее: мембрана в виде баллона или диафрагмы разделяет ёмкость на две части. В верхнюю закачан инертный газ или воздух, а другая отводится для излишков теплоносителя.
С ростом температуры излишки расширяющегося теплоносителя попадают в ёмкость. Объём воздушной камеры уменьшается, и увеличивается давление в камере с воздухом, которое как раз компенсирует высокое давление в системе. При снижении температуры теплоносителя наблюдается обратный процесс.
При низкой температуре теплоносителя бак пустой, а мембрана занимает максимальной возможный объём. При нагревании жидкость начинает заполнять полость между мембраной и ёмкостью. Остывая, теплоноситель сжимается, и воздух начинает «выталкивать» его обратно в систему
Закрытый расширительный бак системы отопления может оснащаться фланцевой (сменной) или несменной мембраной. Единственное, но существенное преимущество последнего типа – его низкая стоимость. Мембрана жестко закреплена по периметру ёмкости. В исходном положении она прижата к внутренней поверхности, та как газом заполнен весь объём. При попадании теплоносителя в расширительный бак давление увеличивается.
При пуске системы существует риск разрыва диафрагмы, поскольку давление возрастает резко. В дальнейшем показания на манометре изменяются плавно и не представляют угрозу для её целостности.
Для того, чтобы предотвратить повреждение мембраны, в отопительных системах большого объёма давление контролируют с помощью манометра. Предохранительный клапан срабатывает при достижении максимально допустимого значения. Обычно оно находится в пределах от трёх с половиной до четырёх бар для частных домов.
Фланцевый расширительный бак имеет несколько преимуществ:
- максимальная величина давления значительно больше, чем у бака с несменной диафрагмой;
- возможность замены мембраны через фланец в случае её повреждения или разрыва;
- вертикальное и горизонтальное исполнение изделий. Это даёт больше вариантов размещения в условиях маленькой котельной.
Какой лучше - открытый или закрытый?
Если сравнивать эксплуатационные и потребительские свойства открытого и закрытого типов, то преимущество последнего доказывают следующие факты:
- закрытый бак не выносится наверх, следовательно, можно сэкономить на трубах;
- имеют меньшие габаритные размеры;
- теплоноситель из закрытого бака точно не испарится;
- минимальные теплопотери, в отличие от требующего дополнительной изоляции открытого бака;
- защита труб и узлов систем от коррозии, которая обеспечивается за счёт отсутствия воздуха;
- закрытая система отопления может работать при высоком давлении, тогда как открытая только при низком;
- эксплуатационные расходы мембранника ниже, что у открытого бака.
Ну а вообще, конечно - выбирать вам.
.
Место бака в системе отопления
Расширительный бак системы отопления служит для того, чтобы компенсировать увеличение объёма теплоносителя в результате его температурного расширения.
Важным критерием выбора расширительного бака является настройка клапана безопасности (предохранительного), который является элементом обязательным для экспанзомата (СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов»). Пороговое значение, после которого срабатывает защита, больше допустимого для самого «слабого звена» системы на 10% (такие настройки учитывают разницу высот мембраны и клапана).
Чтобы иметь возможность регулировать предельно допустимое давление в системе, отдавайте предпочтение клапанам с возможностью регулировки. Обязательным требованием ко всем таким защитным устройствам является наличие устройства «подрыва» (принудительного открывания). Оно позволяет периодически проверять работоспособность клапана и не допустить залипания золотника.
Подбор расширительного бака осуществляется с учётом качества, устойчивости к диффузии и эксплуатационных характеристик мембраны (диафрагмы), диапазона рабочих температур, срока эксплуатации. Обязательно убедитесь, что пороговые значения давления в котле и баке совпадают, а также проверьте соответствие мембранника требованиям безопасности и качества, предъявляемым к таким агрегатам.
В целях компенсации 3%-го увеличения объема теплоносителя во время нагрева до 70 градусов используется расширительный бачок для отопления закрытого типа в соответствующих системах обогрева. Визуально отличить РБ от гидроаккумулятора (ГА) систем ХВС можно по красному цвету корпуса (баки ГА синие).
Бак расширительный для закрытой отопительной системы
В открытых (атмосферных) контурах обогрева проблема расширения решается следующим способом:
- в высшей точке контура монтируется емкость (обычно чердак или мансарда);
- лишний объем жидкости перетекает при избыточном давлении в данную емкость (бак);
- после остывания вода под действием силы тяготения + атмосферного давления перетекает обратно в систему.
Расширительный бак открытого типа
Основным недостатком является испарение воды, необходимость регулярного добавления, завоздушивание системы. Указанных недостатков полностью лишена герметичная замкнутая система обогрева. Для компенсирования расширений теплоносителя здесь использован расширительный бачок для отопления закрытого типа, контакт с атмосферой исключен.
Устройство закрытого типа в системе
Устройство и принцип действия бачка
Мембранные герметичные резервуары значительно удобнее открытых сосудов в эксплуатации. Для систем ХВС промышленность выпускает гидроаккумуляторы (ГА) синего цвета, стабилизирующие давление внутри них. В обогревательных контурах применяется красный расширительный бачок для отопления закрытого типа (РБ), исключающий «завоздушивание» контура и необходимый для отвода увеличившейся в объеме воды при нагревании.
Конструкция
Мембранные баки имеют схожее устройство, отличающееся деталями:
- ГА – внутри гидроаккумулятора размещена резиновая груша, повторяющая контурами внутреннюю камеру;
- РБ – расширительный бачок для отопления закрытого типа разделен резиновой перегородкой пополам (эластичный материал обычно завальцован в фальцевое соединение двух половинок корпуса).
В 90% случаев РБ имеет цилиндрическую форму, однако существуют модификации в форме таблетки для небольших объемов теплоносителя. Во время нагрева воды происходит расширение жидкости, лишний объем поступает внутрь бака.
Материал мембраны имеет расчетную эластичность, при снижении давления выталкивает рабочую жидкость обратно в . Поэтому для врезки достаточно сделать ответвление тройником, смонтировать на патрубке РБ.
Важно! Запрещена установка красного мембранного бака сразу после циркуляционного насоса.
Материалы
В ГА применяются мембраны из пищевой резины, форма которых полностью исключает контакт воды со стенками металлического корпуса. В РБ мембрана сделана из технической резины, внутренняя поверхность бака покрыта антикорром.
Таким образом, ГА и РБ не являются взаимозаменяемыми устройствами, предназначены для разных эксплуатационных условий. Если смонтировать в контур обогрева синий бак, не рассчитанный на горячую воду, снизится ресурс системы. При установке красного бака в линию ХВС вода перестанет удовлетворять санитарным нормам.
Параметры бака, расчет и критерии выбора
Характеристиками расширительного бачка для отопления закрытого типа должны удовлетворять эксплуатационным требованиям. Проще всего вычислить объем РБ следующим способом:
- заполнить систему водой;
- слить ее в тарированную емкость, чтобы вычислить объем носителя тепла;
- умножить полученную цифру на коэффициент 0,08.
Расчет объема
Таким образом, для 100 л контура обогрева понадобится бак емкостью 8 л. Другим способом определения объема расширительного бачка для отопления закрытого типа является вычисление по мощности обогрева:
- для получения 1 кВт тепловой энергии в регистрах обогрева используется около 15 л горячей воды;
- зная необходимую для коттеджа тепловую мощность, можно вычислить общий объем теплоносителя;
- после чего, подсчитать объем РБ с указанным коэффициентом.
Полезная информация! Для применяются пропорции 17 л/кВт, радиаторов 10,5 л/кВт, конвекторов 7 л/кВт.
В профессиональном расчете применяется формула:
V = (V s х К)/D , где
D – эффективность оборудования;
К – коэффициент расширения;
V s – объем системы.
В свою очередь эффективность вычисляется по формуле:
D = (P 1 – P 2)/(P 1 + 1) , где
P 2 – давление зарядки;
P 1 – максимальное давление.
Для одноэтажного здания давление зарядки соответствует 0,25 бара (2,5 м высотой, соответственно), для двухэтажного дома составит 0,5 бара. Максимальное давление принимают равным характеристикам клапана предохранительного (2,5 бара). Поэтому значение D составит 0,64 или 0,57 для одно-, двухэтажного дома, соответственно.
Например, для системы мощностью 22 кВт (200 м 2) потребуется 330 л теплоносителя, объем бака РБ составит 330 х 0,04/0,64 = 20,6 л .
Внимание! Округлять объем следует только в большую сторону, выбирая ближайшее значение в линейке производителя.
Монтаж бачка своими руками, нюансы
Чтобы исключить гидроудары внутри системы, монтируется расширительный бачок для домашнего отопления закрытого типа с учетом требований:
Оптимальным вариантом являются расширительные бачки для отопления закрытого типа на обратке перед котлом. Для напольного монтажа существуют подставки, настенного – кронштейны:
- приварены к корпусу;
- приложены в комплекте, необходима сборка по месту.
Для обеспечения ремонтопригодности оборудования на патрубок РБ накручивается шаровой кран, позволяющий снять бачок без разборки всей системы (например, для замены мембраны). Без учета нюансов планировки котельной общая схема монтажа имеет вид:
- распаковка бака расширительного;
- установка фитинга резьбового («американка»);
- монтаж крана шарового;
- крепление кронштейна ленточными хомутом (если модель не имеет приваренного крепежа);
- установка на стену или на пол;
- сброс давления из системы, слив теплоносителя;
- обвязка полимерной (обычно пропилен), композитной (металлопластик) или стальной трубой;
- опрессовка рабочим давлением;
- регулировка давления внутри воздушной камеры (по необходимости) автомобильным насосом.
Полезная информация! Для герметизации резьбовых соединений в напорных системах ГВС, отопления применяется льняная подмотка Унипак. Лента ФУМ для этого не предназначена.
Существуют кронштейны с группами безопасности, облегчающие установку РБ в правильном положении.
Воздушный ниппель обычно защищен декоративным колпаком с резьбовым соединением. Некоторые модификации РБ комплектуются стравливающим краном, позволяющим сбросить избыточное давление в канализацию.
Минимальная температура теплоносителя традиционно наблюдается в обратной линии. После отдачи водой тела внутри регистров обогрева она имеет перед котлом практически комнатную температуру. Если смонтировать РБ именно на этом участке, действие агрессивной среды на антикоррозионное покрытие будет минимальным, повысится эксплуатационный ресурс оборудования.
Давление в расширительном бачке отопления закрытого типа создается после монтажа автомобильным насосом. Основными рекомендациями для этого оборудования являются:
- верхнее поступление теплоносителя;
- монтаж при положительной температуре воздуха;
- применение термостойких герметиков.
Полезная информация! В некоторые котлы расширительный бачок системы отопления закрытого типа встраивается по умолчанию. Однако его объема может не хватить для конкретных эксплуатационных условий, расчет все равно необходим.
Установка РБ в труднодоступном месте снизит качество обслуживания оборудования. Предохранительный клапан не всегда входит в комплектацию, поэтому придется докупить его отдельно. Коррозия снаружи корпуса не является причиной для замены оборудования, однако рекомендуется отключить систему, сбросить давление, обработать дефектные участки антикорром.
Сменные мембраны контролируются в соответствие с заявленным ресурсом, дважды в год следует проверять давление внутри РБ. Воздушную камеру можно заполнить инертным газом, что повысит эксплуатационные характеристики бака.
Таким образом, рассчитать объем бака расширительного и смонтировать его внутри закрытой системы обогрева можно собственными силами. Достаточно учесть нюансы, приведенные в данной инструкции, не перепутать оборудование с гидроаккумулятором.
Как правильно выбрать расширительный бачок (видео)
Возможно Вам также будет интересно:
Отопление частного дома без газа и электричества: обзор способов
Как выбрать циркуляционный насос для 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.
- в идеальном варианте располагать бак нужно на обратной трубе до места установки самого циркуляционного насоса;
- если обнаружено, что основного объёма расширительной ёмкости недостаточно, то можно дополнительно установить агрегат с меньшей ёмкостью;
- подачу воды в бак лучше делать с верхней его стороны, что позволит избежать попадания воздуха в систему и сохранить рабочее состояние в случае повреждения мембраны.
- В - объём теплоносителя;
- С - уровень расширения воды;
- К - эффективность работы мембраны.
- ДМ - максимальное давление в системе;
- ДБ - давление воздуха, которое имеется изначально в воздушной камере.
- при покупке следует обращать внимание на расположение крепежей, диаметр резьбовых соединений и форму самого бака;
- подбирать объём баковой ёмкости нужно согласно температурному расширению определённого количества теплоносителя в системе;
- инструкцию по применению и установке от производителя нужно тщательно изучить, поскольку там имеется много полезной информации, которая позволит предотвратить совершение ошибок.
Показать всё
Принцип работы
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 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.
Простой расчет расширительного бака для системы отопления
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.
Резервуар открытого типа
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.
Расширительный бак. Принцип работы, подбор, давление накачки
Использование мембранного бака
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.
Преимущества и недостатки различных расширителей
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.
Плюсы и минусы естественной циркуляции
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.
Принцип работы и подбор расширительного бака
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.
Закрытая конструкция
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:
Выбор расширительного бака для систем отопления и водоснабжения
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.
Способы расчёта
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:
После того как все показатели будут известны, их необходимо сложить и получить общее значение, которое и применяется для расчётов в формуле.
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.
Правильный выбор
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.
Расширительный бак – обязательный компонент любой схемы отопления. Расширительный бак компенсирует тепловое расширение теплоносителя. Нужно качественно подсчитать объем расширительного бака отопления, в другом случае он не будет выполнять свою функцию. Неверный подбор объема расширительного бака для системы отопления приведет к повреждению приборов отопления, теплогенератора и коммуникаций. В случае открытой конфигурации схемы неверный расчет может повлечь разлив теплоносителя.
Расширительные баки применяются для устранения теплового расширения, принятия избытка теплоносителя, поддержания стабильного гидравлического давления в оборудовании. В закрытых схемах отопления устанавливаются герметичные баки с резиновой мембраной, для открытой – полые сосуды, соединенные с окружающей средой.
В системах отопления открытого типа лишний объем нагретой воды вытесняется в открытое пространство расширителя. В случае переполнения организуется перелив из расширителя в канализацию. Открытый сосуд устанавливается на верхней точке системы и одновременно выполняет функцию отвода воздушных пробок из системы отопления. Размер расширительного бака для отопления по открытой схеме при организации перелива теплоносителя выбирается произвольно, но не менее 5% от общего объема теплоносителя. В схемах с естественной циркуляцией (при отсутствии водопровода) бак используется для залива воды (теплоносителя).
Мембранный экспанзомат – герметичный сосуд, разделенный мембранной перегородкой на две камеры. К одной камере подключается отвод от системы отопления, в другую при производстве через специальный клапан закачивается воздух с давлением от 0,4 – 1,6 атмосфер. Объем бака зависит от общей вместимости оборудования по теплоносителю. Теплоноситель (вода), разогреваясь, расширяется и образовавшийся лишний объем его выдавливается в водяную камеру экспанзомата, создавая давление на мембранную перегородку. Мембрана выгибается в направлении воздушной камеры, усилие теплоносителя компенсируется давлением воздуха (воздух при этом сжимается). По этому принципу происходит компенсация давления в системе отопления. Гибкость мембраны и давление воздуха бачка расширительного бака для отопления закрытого типа поддерживает постоянную величину давления в системе.
Способы расчета расширительного бака для отопления
Чаще используют точный расчет по формулам. Его под силу провести любому человеку с помощью калькулятора. Объем расширительного бака для отопления рассчитывается по формуле:
А = ВхС/К, где В – объем теплоносителя; С – показатель теплового расширения теплоносителя; К – показатель эффективности мембранного бака.
Расчет объема теплоносителя производят тремя методами:
- Геометрический – по внутреннему объему отопительных приборов, котла и трубопроводов;
- При заполнении системы – по прибору учета или сложением при ручном заполнении;
- Обобщенный метод – на 1 кВт тепловой мощности котла принимается 15 литров в объеме системы.
Обобщенный метод имеет уточненную модификацию в зависимости от типа приборов отопления. При использовании радиаторов количество воды в них составляет в среднем 11 литров, в конвекторах – 7 литров, в контуре теплого пола – до 18 литров. Объем теплообменника указан в паспорте оборудования, количество воды в трубопроводах можно определить, посчитав их протяженность и внутренний объем. Эти показатели суммируются (котел, трубы, приборы) – результат составляет общий объем комплекса отопления.
После расчета объема системы производится по следующей формуле:
К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1), где ДБ – максимальное давление теплоносителя, обычно принимается равным давлению срабатывания предохранительного клана на группе безопасности (3 атм.); ДБ – установленное давление воздуха в воздушной камере расширительного бака.
Показатель теплового расширения воды составляет 4% при нагреве до 95 градусов Цельсия. В случае наличия в составе теплоносителя незамерзающих фракций показатель увеличивается в зависимости от процентного содержания добавок. При 10% добавки в общем объеме показатель воды 4% умножают на поправочный коэффициент 1.1, при 30% – на 1.3 и так далее.
Расчет экспанзомата для системы с котлом мощностью 31 кВт
Перед проведением расчетов по подбору расширительного бака следует знать, что большинство настенных котлов оборудованы встроенными расширительными баками. Объем встроенного бака указан в технической документации котла. При пересчете объема системы отопления по мощности котла (умножением 1кВт мощности по теплу на 15 литров) сверяют соответствие бака объему сооружаемой системы. При недостатке устанавливается дополнительный бак. Его объем рассчитывается за вычетом встроенного экспанзомата. Напольные котлы, как правило, не имеют встроенного оборудования.
Расчет выглядит следующим образом:
К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1) = (3,0 – 1,5)/(3,0 – 1) = 0,375
3,0 – давление в системе, максимальное, атм.;
1,5 – давление воздуха за мембраной, атм.;
0,375 – показатель эффективности бака, К.
Объем теплоносителя: В = 31х15 = 465 литров.
Тогда объем бака составит:
А = 465х0,04/0,375 = 49,6 литра.
Выбирается расширительный бак объемом не менее 50 литров с давлением воздуха в 1,5 атм. Общий способ подбора (10% от А) показывает необходимость применения бака объемом не менее 46,5 литров. В таком случае размер экспанзомата всегда округляется до большего объема – 50 литров.
Давление воздуха, включенное в расчет (1,5 атмосферы), можно изменить. На расширительных баках имеется встроенный клапан для заполнения воздухом. К нему можно подключить ручной насос и поднять давление в случае, если заводское давление составляет меньшую величину. При этом необходимо соблюдать осторожность – при значительном повышении давления можно повредить мембрану, поэтому процесс нужно контролировать по манометру. Клапан также выполняет функцию сброса давления при его поднятии до предельных значений.
При расчете расширительного бака расчетный объем лучше увеличить на величину 5 – 10% – это мероприятие нивелирует погрешности расчета и не отразится на работе мембранного сосуда и комплекса отопления в целом.
