Зачем нужен расширительный бак в системе отопления?

Система отопления частного дома – это сложная инженерная конструкция, состоящая из большого количества элементов, которые выполняют разные функции, а некоторые сразу несколько. Таким прибором является расширительный бачок для отопления закрытого типа, который является важнейшей частью контура отопительной системы. «Сантехник Портал» расскажет, зачем применяется данный элемент, как его установить и правильно выбрать.

Какие функции выполняет расширительный бак?

Расширительный бак для отопления регулирует объем воды и давление в системе, а также выполняют другие важные функции. Обычно, он красного цвета, но встречаются и серые модели.

Бачок нужен для того, чтобы компенсировать температурные изменения объема жидкости в замкнутых системах теплоснабжения. Еще из уроков физики известно, что при нагревании вода значительно увеличивается в удельном объеме, а так как система замкнутая, то объему нужно дополнительное место в отопительных элементах. Для этой задачи необходим расширительный бак.

Данное приспособление может не только принимать излишнюю жидкость, возникшую при нагреве теплоносителя, но и при охлаждении воды восполнит ее недостаток.

Использование бака расширительного для отопления необходимо из-за того, что при нагревании воды на 10 °C она увеличивается в объеме на 0,3 %. Из-за этого во время нагревания в системе с 10 – 15 °C до 80 – 95 °C, ее объем увеличится на 2,4 – 2,8%. А если системе количество теплоносителя равняется 100-300 литров, при нагревании разница в объеме может достичь от 2,5 до 8 литров. А это уже достаточно большое количество воды, которое может привести к разрыву труб.

Чтобы этого избежать необходимо, установить приспособление подходящего типа и достаточного объема. При нагревании в него должна будет поступать излишки воды и наоборот, при охлаждении из него теплоноситель будет поступать в систему.

Расширительный бак нужен:

• чтобы была возможность удалить избыток теплоносителя из системы во время его нагревания, а также для водостока во время превышения максимального уровня бака;
• для поддержания в контуре необходимого гидростатического давления при помощи регулировки объема теплоносителя;
• для накопления и удаления паров и воздуха из жидкого теплоносителя, которые появляются во время нагревания. В воде, как правило содержится до 40 миллиграммов воздуха на 1 литр. При нагревании практически 90% этого воздуха принимают вид пузырьков. Расширительный бак помогает отвести избыточный воздух в атмосферу.

При отсутствии расширительного устройства типа Valtec, во время повышения температуры гидравлическое давление в системе увеличивается, а из-за того, что у воды нет такого свойства как сжимаемость, это может привести к разрушению системы обогрева. Компенсированное давление в расширительном бачке защищает систему от разрывов в трубопроводе.

Конструкция и принцип действия

Конструкция закрытого расширительного бака для отопительной системы выглядит, как цилиндрический резервуар с установленной внутри мембраной из резины, которая разделяет внутреннюю часть бака на воздушную и жидкостную камеры.

Типы мембран бывают следующими:

• баллонный мембранный бачок для отопления, теплоноситель в такой конструкции находится внутри резинового баллона, а снаружи воздух или азот под давлением;
• в виде диафрагмы, которая разделяет внутреннюю часть расширительного бака закрытой системы отопления на два отсека – с водой и закачанным воздухом либо газом.

Давление газа регулируется индивидуально для каждой системы, об этом можно прочесть в прилагаемой к подобным приборам инструкциям. У некоторых красных баков предусмотрена в случае необходимости возможность замены мембраны. Это несколько увеличивает изначальную стоимость прибора, но в последующем при повреждении или разрушении мембраны, ее можно будет просто заменить, что будет гораздо дешевле и выгоднее чем замена всего бака.

Форма мембраны никоим образом не отражается на эффективности работы приборов, только стоит заметить, что в закрытый баллонный расширительный бак для отопления вмещается гораздо больше теплоносителя.

Для расширительных баков системы отопления принцип работы абсолютно не отличается – при росте давления теплоносителя в сети при нагревании за счет расширения, мембрана растягивается, тем самым сжимая газ, находящийся по другую сторону и тем самым позволяет попасть внутрь бака излишнему объему теплоносителя.

Как только температура теплоносителя падает, процесс происходит в обратном порядке. Благодаря чему происходит автоматическая регуляция давления в сети.

Стоит подчеркнуть, что если купить расширительный бак для отопительной системы без соответствующих расчетов, тогда довольно трудно будет добиться стабильности работы отопительной системы.

Если установить больший по объему, чем необходимо, резервуар, то давления в расширительном бачке отопления закрытого типа будет недостаточно. А если взять меньший, тогда он не сможет вместить избыточный объем теплоносителя, что может привести к аварии.

Виды схем отопления с расширителем

Устройство расширительного бака бывает следующих типов:

• открытый расширительный бак для отопления;
• закрытый расширительный бак, оборудованный сменной либо несменной (диафрагменной) мембраной.

У каждой схемы есть как плюсы, так и минусы. Но, тем не менее, наиболее популярной в наши дни является закрытая система с принудительной циркуляцией. Данная схема отличается компактностью, малым весом и более быстрой установкой. У нее есть так же ряд других эксплуатационных преимуществ.

Главной отличительной особенностью это то, что в закрытой системе циркуляция теплоносителя обеспечивается при помощи циркуляционного насоса. Он не создает избыток давления, а просто проталкивает воду по трубам с определенной скоростью. В этой системе отопления установлен расширительный бак для отопления закрытого типа или же, как его еще называют мембранный расширительный бак системы отопления.

Свое название он заслужил из-за своей конструкции которая представляет собой герметичную емкость, разделенную на две части при помощи эластичной мембраны. В одной части находится воздух, другая служит для того размещения излишек теплоносителя. Из-за присутствия в баке мембраны его еще называют мембранным.

В открытой отопительной системе не предусмотрена установка циркуляционного насоса. В такой системе расширительным баком для отопления – может служить любая емкость, даже ведро, к которому подводятся трубы от системы отопления. Для подобного расширительного бака открытого типа не нужна даже крышка, хотя при желании его можно ей оборудовать.

Наиболее простой вариант для отопления открытого типа представляет собой сваренную металлическую емкость, которая монтируется на чердаке. У подобной конструкции есть довольно серьезный недостаток. Из-за того, что бак не герметичный, со временем теплоноситель испаряется и нужно постоянно контролировать его количество, время от времени доливая его. Обычно это делается вручную при помощи ведра.

Это весьма неудобно, так как существует вероятность забыть восполнить запасы теплоносителя и это может привести к завоздушиванию и как следствие поломке системы.

Более удобно смонтировать автоматизированный контроль уровня. Но в этом случае, кроме труб отопления на чердак нужно будет протягивать еще и водоснабжение, а кроме этого куда-нибудь необходимо вывести переливной шланг (трубу) в случае переполнения бака. Зато уже нет необходимости постоянно следить за количеством теплоносителя.

Расчет объема расширительных баков

Для того чтобы сделать расчет расширительного бака для закрытой системы отопления, для начала нужно будет сделать расчет общего объема системы, который складывается из объемов трубопроводов контура, отопительного котла и приборов отопления.

Об объемах котла и радиаторов можно узнать в их паспортах, а объем трубопроводов определяется при помощи умножения площади внутреннего поперечного сечения труб на их протяженность. В случае если в системе есть трубопроводы разного диаметра, тогда необходимо вычислить их объемы по отдельности, а затем сложить.

Дальнейший расчет расширительного бака для закрытой системы отопления осуществляется по формуле:

V = (Vс х k) / D, где:

Vс – объем теплонесущей жидкости в системе отопления, k – коэффициент объемного теплового расширения, принимаемый для воды 4%, для 10% этиленгликоля – 4,4%, для 20% этиленгликоля – 4,8%; D — показатель эффективности мембранного блока.

Обычно он указывается производителем или его можно определить по формуле:

D = (Рм – Рн) / (Рм +1), где:

Рм – максимально возможное давление в сети отопления, обычно оно равно предельному рабочему давлению предохранительного клапана, Рн – давление начальной накачки воздушной камеры расширительного бака, принимается как 0,5 атм. на каждые 5 метров высоты контура отопительной системы.

Задачей расширительных бачков для отопления является обеспечение увеличение объема теплоносителя в сети до 10%, что подразумевает, если в системе объем теплоносителя равняется 500 литрам, объем вместе с баком должен быть не менее 550 литров.

Согласно этому, расширительный бак должен иметь объем не меньше 50 литров. Данный способ расчета объема довольно приблизительный, что может повлечь дополнительные финансовые траты на приобретение агрегата больших объемов.

Цена за резервуар на 12 литров в среднем составляет 1 000 рублей, за емкость на 24 литра, рассчитанную на работу в системе с давлением от 1,5 до 6 бар, придется выложить около 1 800 рублей, за бак 30 и 50 заплатить нужно от 2 300 до 5 000 рублей

Особенности монтажа бачка мембранного типа

После того как выполнены все расчеты, можно начинать монтаж расширительного бачка. Довольно важным моментом является выбор его месторасположения в общей схеме. На это влияет тип системы – гравитационная или с принудительной циркуляцией. Невзирая на то, что суть задачи расширительного бака в отопительной системе не меняется – неправильная установка может вызвать сбои во время работы.

Монтаж мембранного расширительного устройства в отопительной системе, делается только на обратной трубе перед циркуляционным насосом. Одно из обязательных условий – это соблюдение в помещении температурного режима. Уровень нагревания воздуха не должен составлять не меньше +5°С. Установке не должны мешать посторонние предметы. Данное требование касается и обслуживания сооружения.

Правильный монтаж расширительного бачка в систему отопления заключается в соблюдении его уровня. Устройство должно располагаться строго вертикально. Даже незначительное отклонение может вызвать неполадки в работе всей системы. Для того чтобы обеспечить безопасность при обслуживании, на воздушную камеру необходимо установить воздушный клапан для того чтобы была возможность быстрее сбросить давление в момент аварийной ситуации.

Для того, у кого есть специальные навыки для проведения сантехнических операций, не потребуется много усилий для установки расширительного бака. Как он должен врезаться, можно увидеть на схеме:

На трубе обратки (позиция 1), как можно ближе ко входу в отопительный котел (позиция 2), но как правило – перед циркуляционным насосом (позиция 3), необходимо выполнить разрез, куда должен запаковываться тройник (позиция 4). Методы установки бывают разными – все зависит о того, какой тип труб используется – полипропилен, металлопластик либо металл.

На патрубок (позиция 6) непосредственно расширительного бачка (позиция 5) запаковывается шаровой кран (позиция 7). Он нужен для обеспечения возможности отключения расширительного бачка при необходимости осуществления профилактики или ремонта. Для подобных случаев также стоит между краном и бачком установить соединение с накидной гайкой – «американкой» (позиция 8). Во время работы кран должен всегда находиться в открытом положении.

К тройнику от крана идет соединительный участок трубы (позиция 9). Его длина и конфигурация (количество поворотов и изгибов) не имеют большого значения – но как правило это выполняется по более удобному и короткому пути от места монтажа бака до трубы с обраткой.

Главное отличие работы расширительного бака в закрытой отопительной системе заключается в том, чтобы была возможность его быстро демонтировать. Для этого необходимо установить 2 отсекающих крана в момент монтажа – один на подводящий патрубок к системе отопления, а второй — на водяную камеру бака. Их прикрытие позволит быстро демонтировать бак для выполнения ремонта либо замены на новый.

Соблюдая все указания и рекомендации, указанные в инструкции по монтажу, можно легко и просто своими руками установить расширительный бачок для отопления. Но если есть какие-либо сомнения в собственных силах и навыках, редакция santehnikportal.ru рекомендует обратиться за помощью к профессионалам, которые помогут правильно и надежно установить расширительный бак, который обеспечит корректную и стабильную работу отопительной системы и тем самым поможет предотвратить возможные неисправности.

Расширительный бачок для отопления. Расширительный бачок системы отопления

Каждая система водяного отопления характеризуется определенной вместимостью. Поэтому при ее создании важно помнить, что при повышении температуры жидкость расширяется, и, соответственно, гидравлическое давление внутри любого замкнутого пространства существенно повышается. Чтобы избежать чрезмерного его увеличения и предотвратить возможные аварии, в каждую систему устанавливается расширительный бачок для отопления. Он может быть как отрытого, так и закрытого типа.

Предназначение емкости

Виды емкостей

Специалисты различают два типа расширительных бачков: открытые и закрытые. Сразу стоит отметить, что первый вариант в настоящее время уже считается устаревшим, но он все равно еще используется во многих домах. Открытый расширительный бачок для отопления – это емкость, присоединенная своим дном к трубе. Чем горячее вода в системе, тем выше поднимается уровень. Устанавливается такой бак, как правило, над верхней частью отопительной системы, и располагают его в большинстве случаев на чердаках домов. При этом его стенки покрывают изоляционным материалом с целью предотвращения потерь тепловой энергии. Использование открытых баков приводит к окислению жидкости кислородом, что является причиной разъедания изнутри труб и радиаторов. Крышка на расширительный бачок открытого типа не нужна, но ее можно поставить для защиты его от попадания мусора.

Классификация емкостей закрытого типа

При выборе расширительных бачков важно помнить, что они различаются в зависимости от газового наполнителя, от состава мембраны и принципа ее расположения. Приобретаемая емкость может заполняться обычным воздухом, азотосодержащей смесью или другим более редким наполнителем. Мембраны бачков бывают следующих видов:

— из натурального бутилкаучука термостойкого, они обеспечивают наилучшую температурную сопротивляемость;

— из этиленпропиленового каучука, являются наиболее современным вариантом, используются в системах как отопления, так и водоснабжения;

— из прочной термостойкой резины, наиболее дешевый тип, который часто встречается в продукции из Китая.

Заменяемую мембрану лучше использовать в крупных системах, где возможен большой объем заполнения. В таких бачках она располагается с двух сторон между фланцев и при заполнении емкости жидкостью остается неподвижной.

Грушевидная заменяемая мембрана присоединена лишь к верхнему фланцу. При попадании излишнего количества жидкости она опирается на стенки бачка, равномерно распределяя нагрузку.

Правила выбора бачка

Перед приобретением емкости важно выяснить общий объем системы. Расширительный бачок для отопления должен вмещать не менее 10% теплоносителя. При этом стоит учитывать объем радиаторов, труб и самого котла. Специалисты при подборе оптимального варианта учитывают большее количество показателей, среди которых не только количество жидкости, но и рабочая температура, статическое и максимальное давление в системе.

Установка или замена

Если вы лишь приступаете к монтажу системы отопления или решили, что вам необходима замена расширительного бачка, то стоит узнать о некоторых особенностях его установки. Так, закрытую емкость можно располагать в любом месте, но наиболее функциональным участком для него является обратка. Оптимальным местом будет участок между циркуляционным насосом и самим котлом.

Стоимость оборудования

Многие при выборе бачков смотрят не на то, по какому принципу они работают, не на их объем, а на стоимость. Но экономить на этом оборудовании не стоит, ведь безопасность и надежность системы теплоснабжения будут зависеть и от того, какой именно установлен расширительный бачок. Цена на нужный вариант, конечно, может показаться вам завышенной, но лучше один раз потратиться и никогда не узнать, чем чреват неправильный подбор емкости. Стоимость будет зависеть от объема, от типа установленной мембраны. Она может находиться в пределах от одной до десяти-двенадцати тысяч рублей.

Расширительный бак для отопления закрытого типа

Автономная отопительная система – сложная конструкция, которая устанавливается в частных домах для обеспечения наиболее благоприятной температуры при отсутствии возможности обогрева дома от центральной магистрали подачи тепла.

Подобный способ отопления имеет ряд достоинств, из-за которых пользуется популярностью. Расширительный бачок закрытого типа входит в подобную систему и является обязательным ее составляющим. Именно поэтому, следует обратить внимание на него при создании станции автономного отопления.

Расширительный бачок нужен по причине того, что жидкость при сильном нагреве начинает расширяться, а это создает избыточное давление в системе трубопроводов. Для того, чтобы исключить разрыв трубы из-за высокого давления, устанавливают резервуар, куда и отводятся излишки воды для снижения давления.

Предназначение и принцип работы

Открытый расширительный бак

Бывает два типа баков: закрытые и открытые. Само название говорит об особенностях их конструкции. Открытый представлен обычным резервуаром довольно большого размера, который имеет отверстие сверху для выпуска пара.

Зачастую их изготавливают своими руками. Баки закрытого типа имеют более сложную конструкцию.

Расширительный бачок закрытого типа используют в автономной системе отопления, где давление в рабочей среде создается при помощи насоса. Как правило, размеры его относительно конструкции открытого типа небольшие, но конструкция значительно сложнее.

К особенностям конструкции можно отнести следующее:

1. Стальной прочный корпус, который может надежно защитить содержимое от внешнего механического воздействия.
2. Внутреннее пространство разделено при помощи резиновой мембраны на две ячейки: одна ячейка служит для накопления теплоносителя, вторая содержит газ: азот или простоя воздух.
3. Ячейка, которая предназначена для накопления теплоносителя, имеет штуцер, подключаемый к системе отопления, вторая ниппель для измерения давления газа или воздуха и подключения насоса при необходимости подкачки.

Устройство закрытого бака:

Преимущества и недостатки

Рассматриваемая конструкция имеет следующие достоинства:

1. Использование мембраны полностью исключает вероятность контакта воздуха с внутренними элементами бака. Эта особенность обуславливает предотвращение окислительного процесса, который возникает при контакте воздуха с металлом и водой.
2. Бак можно устанавливать в любом месте. Обязательное условие установки – внутри помещения.
3. Применение мембраны позволяет исключить вероятность испарения жидкости или выхода газа.
4. Монтаж прост, его можно провести самостоятельно.
5. Показатель экономичности всей системы значительно повышается.
6. Большая надежность свойственна подобной конструкции.

Однако, можно также выделить и недостатки:

1. Нельзя создать своими руками, так как обеспечить необходимую герметизацию конструкции самостоятельно довольно сложно.
2. Периодически нужно проводить проверку и подкачку газа или воздуха.

Выбрать этот элемент конструкции можно по следующим особенностям:

1. Вид газа, который должен быть в баке. Наличие азота несколько усложняет обслуживание, но этот газ более эффективен, чем простой воздух.
2. Репутация производителя – гарантия качества.
3. Объем бака – наиболее важный показатель, который оказывает влияние на выбор.

Учитывая вышеуказанные особенности можно провести выбор рассматриваемого элемента станции автономного отопления.

Как рассчитать объем?

Коэффициенты полезного объема

При самостоятельном монтаже автономной отопительной системы особое внимание следует уделить расчеты объема бака. Если он будет выбран неправильно по этому показателю, в системе отопления может возникать избыточное давление, которое будет подвергать износу все ее элементы вплоть до появления течи.

Рассчитать объем можно по формуле:

• V =( E x C /( 1 – Рmin / Pmax) / Кзап;

В этой формуле используются следующие обозначения:

1. С– обозначение общего объема автономной отопительной системы. Это обозначение включает в себя показатель объема котла и его бака при наличии, радиаторов и труб и так далее.
2. Е – коэффициент, который характеризует расширяемость теплоносителя. Она зависит от следующих показателей: типа жидкости в системе и максимально допустимая температура, до которой она может быть нагрета. Этот показатель берут из справочника.
3. Рmin – изначальное давление в расширительном бочке, указывается в атмосферах.
4. Pmax – максимально допустимый показатель давления, допустимый в расширительной емкости. При его превышении, как правило, срабатывает предохранительный клапан. Этот показатель также измеряется в атмосферах.
5. Кзап – показатель, обозначающий максимальный коэффициент заполнения емкости в зависимости его объема. Измеряется в процентном соотношении.

Монтаж своими руками

Отличительной особенностью рассматриваемой конструкции можно назвать то, что она исключительно продается уже в готовом виде.

Поэтому процесс подключения нельзя назвать сложным. Резервуары открытого типа, как правило, изготавливают своими руками и подсоединяют при помощи сварки. В этом случае, можно обойтись обычными инструментами.

Процесс подключения можно разделить на следующие этапы:

1. Для начала следует найти место для установки. При этом, следует учитывать то, что высота установки оказывает влияние на внутренне давление. Также бак рекомендуют устанавливать вниз клапаном, поэтому нужно обеспечить его фиксацию и крепление.
2. Принцип соединения – резьбовой. Для обеспечения необходимой степени герметизации используются изолирующие материалы для резьбы.

Процесс установки бака очень прост, но работа весьма ответственна. При недостижении необходимого уровня герметизации и надежности соединения при повышении давления, в системе может появиться течь. Поэтому работу рекомендуют доверять профессионалам в этом вопросе.

Настройка, обслуживание и стоимость

Проводить настройку следует в отопительных системах большого объема. Давление в них контролируется с помощью манометра. Также в системе есть предохранительный клапан, который срабатывает во время достижения показателя максимально допустимого давления. Для частных домов предел давления находится в районе четырех бар.

Обслуживание закрытого расширительного бака заключается в своевременном измерении давления газа, а также его подкачка при необходимости. Если в резервуаре нет нужного количества газа, он работает неправильно. Также периодически следует проверять соединение на предмет появления течи.

Стоимость этого элемента автономной отопительной системы относительно невелика.

Цена на резервуары зависит от следующих показателей:

1. Престиж производителя.
2. Вид материала, который используется для создания корпуса.
3. Объема.
4. Предназначения: для обычных или особых систем отопления (зависит от вида жидкости в системе).

Советы

В заключение, отметим довольно важную особенность выбора и настройки клапана безопасности. Этот элемент входит в обязательный список оснащения тепловых пунктов.

Пороговым значением, после которого должен срабатывать клапан, считается 10% больше допустимого для самого слабого звена в этом плане. Для того, чтобы присутствовала возможность регулирования этого показателя при выборе предохранительных клапанов, следует отдавать предпочтение тем, которые позволяют указывать предел, на котором они срабатывают.

Также, важно обратить внимание на то, что должен быть механизм принудительного открывания. Его наличие позволит проводить периодическую проверку клапана, так как золотник может залипать, и он не сработает при значительном повышении давления.

Источник http://santehnikportal.ru/otoplenie/rasshiritelnyj-bak.html

Источник http://fb.ru/article/146504/rasshiritelnyiy-bachok-dlya-otopleniya-rasshiritelnyiy-bachok-sistemyi-otopleniya

Источник http://househill.ru/kommunikacii/otoplenie/element/bak/rasshiritelnyj-zakrytogo-tipa.html

Источник