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.
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.
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.
Обслуживание расширительного бака
Нельзя преуменьшать роль такого устройства, как расширительный бачок системы отопления инструкция этого прибора предоставляет перечень правил его обслуживания. К ним относят:
- Один раз в полгода необходимо проверять бак на внешние повреждения – коррозию, вмятины, подтеки. Если вдруг такие повреждения найдены, то обязательно нужно устранить их причину.
- Один раз в полгода нужно проверять начальное давление газового пространства на соответствие расчетному показателю.
- Один раз в полгода проверяется целостность мембраны. В случае обнаружения ее нарушения нужно заменить ее (если такая возможность предусмотрена).
- Если бак не будет использоваться долгое время, то нужно держать его в сухом месте, слив из него воду.
Далее о том, как проверить расширительный бак отопления – его начальное давление газового пространства. Для этого следует отключить бак от отопительной системы, дренировать с него воду, к ниппелю газовой полости подключить манометр. Если давление ниже, чем то, которое было установлено тогда же, когда происходила настройка расширительного бака для отопления – через этот же ниппель бак нужно накачать компрессором.
Показания манометров при правильной работе расширительного бака
Проверка целостности мембраны – это тоже важный момент. Если вдруг во время проверки давления газового пространства после того, как вы дренировали воду, через дренажный кран идет воздух, а давление в газовой полости уменьшилось до атмосферного – то мембрана пробита.
Чтобы заменить мембрану, нужно пройти несколько этапов. Первым делом, бак отсоединяется от отопительной системы, затем его нужно дренировать. Далее давление газовой полости сбрасывается через ниппель. Фланец мембраны демонтируется. Находится он в области патрубка для соединения с трубами. Мембрана, входящая в устройство расширительного бака для отопления, извлекается из отверстия внизу корпуса.
Затем нужно проверить внутреннюю часть корпуса, чтобы там не было загрязнений и коррозии, если они есть – нужно их удалить и промыть водой, после чего высушить. Чтобы убрать коррозию, нельзя использовать средства, включающие масла! Держатель мембраны вставляется в отверстие вверху мембраны. Болт вворачивается в держатель мембраны, она ставится в корпус, а держатель отводится в отверстие в дно корпуса. Затем держатель фиксируется гайкой. После этого на корпус ставится фланец мембраны.
Любая современная система отопления не «представляет» своего существования без надежного компенсатора теплового расширения теплоносителя в ней — расширительного бака.
Практический расчет расширительного бака для отопления довольно прост — необходимо «вооружиться» несколькими формулами и определиться с исходными рабочими параметрами системы.
Сейчас эффективно используются расширительные баки закрытого типа. Открытые варианты этих функциональных устройств использовались преимущественно в системах с естественно циркулирующим теплоносителем. Они имеют значительные габариты и низкую эффективность. Поэтому постепенно применение такого типа баков сходит на «нет».
Баки закрытого типа конструкционно представляют собой герметичную емкость цилиндрической или «таблетированной» формы.
Мембранный расширительный бак «таблетка»
Мембранный расширительный бак
Внутри бак разделен мембранной перегородкой на воздушную и жидкостную камеры — это бак диафрагменного типа. Также возможно конструкционно использование внутри бака «балонной» эластичной камеры из термостойкой резины.
Схематическое устройство расширительного бака
Принцип действия основан на расширении объема теплоносителя в жидкостном отсеке, который приводит к деформации эластичной перегородки (баллона). Уменьшение объема воздушной камеры приводит к повышению давления воздуха (газа) в ней. Превышение допустимого давления приводит к срабатыванию предохранительного клапана. Такова упрощенная схема действия этого бака.
Но нормальное и безопасное функционирование системы возможно только при правильном расчете расширительного бака для отопления. Игнорирование или неграмотный расчет объема расширительного бака приведет или к недостаточному давлению в системе, или к превышению давления в ней и аварийному сбросу избытка теплоносителя.
Зачем нужен расширительный бак
Каков принцип работы контурного отопления в доме? В трубах и батареях по периметру здания циркулирует теплоноситель, чаще всего это вода, он нагревает радиаторы, которые, в свою очередь, отдают тепло комнатам. Если вы учились в школе, то знаете, что жидкость при нагревании расширяется, а при остывании сжимается. Так и вода в замкнутой системе отопления постоянно меняет свой объём в зависимости от нагрева. При высокой температуре она может разорвать герметичный контур, а при охлаждении, если есть свободный доступ воздуха, образуется воздушная пробка.
Чтобы не сталкиваться с такими проблемами, придумали размещать в каком-то месте контура ёмкость. Излишки воды при увеличении её объёма могут временно поступать в эту ёмкость и сливаться обратно при остывании системы.
Так что без расширительного бачка ни одна система отопления с жидким теплоносителем работать не будет
И не важно, что течёт в ваших трубах: вода или масло
Остается только выяснить: какой именно экземпляр из многочисленных видов ёмкостей выбрать, чтобы, как говорится, поставить и забыть.
Расширительный бак для ГВС установка давление
В системах ГВС преимущественно устанавливаются баки со фланцевыми сменными мембранами из пищевого каучука, характеризующиеся химической инертностью и не меняющие вкуса и качества воды. Они не рассчитаны на длительную выдержку высоких (более 100 °С) температур, в отличие от давления – в разы превосходящее этот же параметр в системах отопления (до 4-4,5 бар в сравнении с 1,5-2,5).
Основным назначением этих устройств служит защита трубопровода и приборов системы ГВС от гидроударов, возникающих в случае перегрева воды, рекомендуемый объема бака составляет не менее 10% от объема бойлера.
Оптимальным местом установки бака в системах ГВС считается участок между обратным клапаном, защищающим линию холодного водоснабжения от проникновения горячей воды, и самим бойлером. Установка бака после бойлера не нарушает нормы, но в таких схемах первой в линию ГВС попадает остывшая вода из бака. Сечение присоединительных труб в таких системах в любом случае должно совпадать с диаметром патрубков бака, при выборе уплотнителей учитывается потребность в выдержке более высокого давления.
Нормативное давление в системах ГВС варьируется в пределах 0,3-4,5 бар, точное значение указывается в инструкции водонагревателя. Как правило, в частных домах оно составляет около 1-2 бар, реже – поднимается до 3 (особенно при наличии систем фильтрации воды).
Монтаж бака происходит по стандартной схеме, с применением уплотняющей ленты на резьбовых элементах. Порядок настройки давления немного отличается:
• До откручивания вентиля подпитки начальное давление бака приравнивается или слегка превышает рабочее давление в системе +0,3 бар.
• После запуска подпитки и водонагревателя давление отслеживается и доводится до конечного давления, рассчитываемого по формуле Ркон≤Рпк+0,5 бар, где Рпк – давление предохранительного клапана, ≈3 бар в системах ГВС частных домов.
Стоит отметить, что при установке современных бойлеров сравнительно малого объема с надежными системами защиты от перегрева и автоматическими клапанами сброса в монтаже расширительного бака в обычных частных домах нет необходимости. В системах ГВС данные устройства относятся к вспомогательным и устанавливаются лишь при высокой вероятности появления излишков горячей воды.
Установка в системе отопления открытого типа
Обратите внимание! Монтаж расширительного бачка в отопительной системе открытого типа происходит в верхней части контура, в самой высокой точке. Часто такие резервуары не имеют верхней крышки.. Вода или другой теплоноситель в таком приборе имеет непосредственный контакт с воздухом, что считается основным недостатком такой системы
Дело в том, что высокая концентрация кислорода часто приводит к разрушению металлических стенок трубы
Вода или другой теплоноситель в таком приборе имеет непосредственный контакт с воздухом, что считается основным недостатком такой системы. Дело в том, что высокая концентрация кислорода часто приводит к разрушению металлических стенок трубы.
Правильно установленная расширительная ёмкость реагирует на изменение уровня воды, эффективно выводит скопившийся воздух, ведь кислород будет стремиться кверху. Циркуляционные насосы в таких отопительных системах устанавливаются редко. Теплоноситель здесь перемещается медленно, самотёком, поэтому трубы должны выставляться под определённым наклоном.
Схема монтажа расширительного бачка в открытую систему отопления, где он находится в самой наивысшей точке
На практике применяют несколько способов установки расширительного бака:
- На подаче в верхней части контура над котлом. В данном случае теплоноситель, находящийся в ёмкости, будет иметь максимальную температуру. Работа системы сопровождается тихими звуками, напоминающими кипение воды;
- Для предотвращения проблем посторонних шумов компенсационную ёмкость устанавливают на обратке.
Комбинированный способ подразумевает установку двух бачков: на подающем и обратном трубопроводе.
Изготовление расширительного бака своими руками
Расширительный бак вполне реально изготовить своими руками. Для этого потребуется лишь набор определенных инструментов и материалов, усердие и внимательность.
Список необходимых материалов и инструментов
Для создания расширительного бака необходимы следующие инструменты и рабочие материалы:
- сварочный аппарат;
- слесарные инструменты;
- электроды;
- масляная краска;
- металл для создания емкости бака;
- латунная пробка;
- маска для сварки;
- резиновые прокладки;
- трубы сечением 200-300 мм.
Процесс создания конструкции
Прежде всего стоит оговорить один момент. В домашних условиях целесообразно заниматься изготовлением расширительного бака лишь для отопительной системы открытого типа. Это связано, в первую очередь, с тем, что для бака с мембраной только выбор оптимально подходящей мембраны и врезка нипеля отнимут много сил, времени и средств.
Итак, для создания конструкции нам потребуется листовой металл и обрезки труб. Затем варим обычную прямоугольную/квадратную коробку.
Совет. Многие специалисты советуют использовать в качестве рабочего материала для расширительного бака под отопление нержавеющую сталь. Это дельный совет, но только в том случае, когда вся отопительная система (трубы) представлена нержавейкой или полимерами. В остальных случаях вполне подойдет обычная «черная» сталь толщиной не менее 3 мм.
Для начала необходимо определиться с объемом будущего расширительного бачка. Стандартный показатель – 10 % от общего количества теплоносителя в отопительной системе.
Приступаем к работе. С помощью болгарки делаем пять стальных заготовок для будущей емкости. Затем привариваем их вертикально друг к другу сплошным швом. После остается лишь вырезать в днище бака отверстие и черновая конструкция готова.
Приступаем к очистке внутренней поверхности от остатков горючей смеси: для этих целей подойдет горячая вода и щетка. После завершения очистки оставляем емкость просохнуть. Заготавливаем крышку для бака и крепим ее болтами или делаем люк.
После завершения работ с крышкой, делаем стальную заготовку для штуцера и ввариваем его в бак. Обязательно используем латунную пробку (не забывайте проложить ее резиновой прокладкой толщиной около 0,5 см). Штуцерную резьбу обязательно смазываем слоем жира или масла, чтобы облегчить в дальнейшем процесс его откручивания.
Создание бака
Готовый бак покрываем масляной краской со всех сторон (внутри по возможности).
Поскольку расширительный бак будет расположен на чердаке дома, то он должен быть как следует утеплен для предотвращения возможности замерзания жидкости внутри него.
Расчет экспанзомата для системы с котлом мощностью 31 кВт
Устройство газового котла со встроенным расширительным баком
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
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.
Назначение расширительного резервуара для котлов
В момент нагревания объем любого тела увеличивается.
Это обусловлено физическими свойствами вещества. Жидкие тела, а в трубах и радиаторах отопления это теплоносители, при нагревании на каждые 10 °C увеличиваются примерно на 0,3%.
Так как сжиматься жидкость не может, то появляются её излишки, которые необходимо куда-то направить. Для этого устанавливается расширительный бачок.
Это устройство принимает излишки жидкости из труб отопления и восполняет недостаток теплоносителя при его охлаждении и, как следствие, сжимании.
Важно! При отсутствии расширительного бака во время нагревания теплоносителя происходит повышение давления, что приводит к разрыву труб и радиаторов. Расширительный бачок обеспечивает безопасную работу всех узлов отопительной системы
Расширительный бачок обеспечивает безопасную работу всех узлов отопительной системы.
От правильности его установки зависит срок службы. Таким образом, резервуар нужен для того, чтобы:
- временно удалять избыток теплоносителя из системы отопления при его нагревании;
- удалять излишки жидкости из бачка при превышении максимального уровня;
- восполнять недостаток теплоносителя в трубах при его охлаждении;
- поддерживать давление системы отопления с помощью регулировки объёма теплоносителя;
- накапливать и отводить в атмосферу воздух и пары из жидкости, которые появляются при её нагревании.
Комплектация открытой системы отопления
Минимальная комплектация отопления
Помимо насоса в открытой системе отопления следует подобрать и другие компоненты. От правильности выбора будет зависеть работоспособность и эффективность всей схемы теплоснабжения.
Для правильного расчета открытой системы отопления в первую очередь вычисляется ее номинальная мощность. Если теплоизоляция здания хорошая – можно взять соотношение, что на 10 м² площади потребуется 1 кВт тепловой энергии. Для более точного расчета рекомендуется воспользоваться специальными программами. С их помощью можно составить корректную схему открытого теплоснабжения, вычислить оптимальные характеристики ее компонентов.
Для минимальной комплектации отопительной системы понадобятся такие элементы:
- Котел;
- Расширительный бак;
- Трубопроводы;
- Радиаторы и батареи.
Требования к последним двум невысокие. Чаще всего для обустройства теплоснабжения применяют полимерные трубы. Но специалисты рекомендуют для разгонного стояка использовать стальную трубу. Это объясняется высокой температурой в этой части системы отопления открытого типа для частного дома.
Выбор котла для открытого отопления
Виды котлов для открытого отопления
В первую очередь необходимо предупредить, что установка газовых и электрокотлов для открытой системы отопления запрещена. Нередко в системе образуются воздушные пробки, которые негативно повлияют на работу оборудования и могут привести к аварийным ситуациям. Поэтому единственной альтернативой остаются твердотопливные модели или котлы, работающие на дизельном топливе.
Установка котла должна выполняться согласно всем требованиям. Он располагается в отдельном помещении, где нельзя хранить топливо. Котельная должна иметь принудительную циркуляцию воздуха. Для оптимизации работы оборудования рекомендуется установка сэндвич-дымоходов.
Помимо этих факторов существуют специфические требования для нормальной адаптации котла открытой системы теплоснабжения:
- Нельзя устанавливать котлы длительного горения. Они рассчитаны для низкотемпературного режима работы системы. В таком случае расширение теплоносителя будет недостаточно для циркуляции;
- Если в системе не установлена насосная группа – необходим отдельный монтаж обратного клапана;
- Котел в системе теплоснабжения открытого типа для частного дома должен располагаться в самой низкой точке схемы.
Если в комплектацию оборудования не входит температурный датчик – его следует установить отдельно. Для точности измерения он монтируется на подающей трубе непосредственно после котла.
Модели расширительных баков для открытой системы
Схема установки и конструкция расширительного бака
Для компенсации теплового расширения теплоносителя и своевременного контроля его уровня необходим монтаж расширительного бака для открытого отопления. Он располагается в самой высокой точке системы и может выполнять сразу несколько функций.
Сначала выполняется расчет оптимального объема расширительного бака открытого типа для систем отопления. Он должен составлять как минимум 5% от количества теплоносителя в системе. В стандартной конструкции есть 3 патрубка, которые выполняют следующие функции:
- Входящий патрубок. С его помощью происходит подключение расширительного бака к открытой системе отопления. Обычно его диаметр на 1 размер меньше, чем у разгонного стояка, к которому выполняется монтаж. Поэтому необходим переходник;
- Труба циркуляции. Через нее горячая вода поступает дальше по магистрали;
- Сигнальный патрубок. Необходим для оповещения о критическом снижении уровня теплоносителя. При открытии крана из него не идет вода – следует дополнить систему.
Способы установки расширительного бака
Дополнительно можно модернизировать расширительный бак для открытого теплоснабжения. В некоторых случаях он может выполнять функцию узла подпитки. Для этого необходим дополнительный патрубок, который подключается к водопроводу. При критическом снижении объема горячей воды можно оперативно дополнить систему, открыв запорную арматуру.
Существует несколько схем монтажа расширительного бака. Для теплоснабжения открытого типа с насосом он может монтироваться на дальнем стояке. Такой вариант применяется редко, так как эффективность подобной схемы крайне низка. Чаще всего расширительный бак устанавливается на ближнем стояке для своевременного контроля состояния отопления.
