Расширительный бак для отопления закрытого типа: принцип работы и устройство + как выбрать и установить в систему — Стиль жизни

Способы расчёта объёма отопительного бака

Правильно подобрать вакуумный расширительный бачок для отопления не всегда просто, и можно воспользоваться одним из нескольких способов подбора. Самый простой из них – найти программу-калькулятор на профильных сайтах: она проводит расчёты по заданным параметрам и позволяет определить, какого размера бак позволит полностью компенсировать избыточное давление в системе.

Однако существует ещё несколько возможных вариантов расчёта:

Можно обратиться к специалистам в проектное бюро. Это самый затратный способ, но и самый надёжный. Он позволит избежать ошибок в проектировке отопительной системы, и она будет готова к длительному стабильному использованию.

Можно самостоятельно попробовать высчитать объём бака по формулам. При этом нужно учитывать, что коэффициент температурного расширения воды при температуре 85 градусов Цельсия составляет 0,034, а при температуре 95% — 0,04. Специальные программы в интернете позволяют провести расчёт на основе общего количества теплоносителя в системе, которое рассчитывается по мощности отопительного котла.

Максимально допустимое значение давления определяется пороговым значением предохранительного клапана. Желательно, чтобы он имел возможности регулировки. Объём бака изначально выбирается с запасом, чтобы даже при каких-либо неточностях в расчёте он мог спокойно выполнять все свои функции, не создавая угрозы аварий.

Расширительный бачок – простое, но очень важное устройство, которое позволит предотвратить аварийные ситуации и избежать гидроударов в отопительной системе. При его выборе не стоит экономить, а монтаж отопительной системы должен проводиться только профессионалами

От её надёжности зависит защищённость дома от холода, так как любые неполадки во время отопительного сезона могут полностью оставить дом без тепла. Правильная установка бачка позволит избежать многих проблем, и ваш дом будет защищён даже в самые суровые холода.

Николай Казаков

Назначение закрытых бачков

Все они, независимо от объемов, производительности, предназначены для нивелирования расширения теплоносителя (специальных жидкостей, воды), которое происходит при повышении его температуры.

Делается это для того, чтобы избежать разрушительных гидроударов, повреждений фитингов, арматуры, разрыва труб систем отопления, выдавливания прокладок.

Любой закрытый бак представляет собой стальной герметичный резервуар, разделенный на части эластичной мембраной, которая изменяет свое положение при повышении/понижении температуры теплоносителя

Пример: теплоноситель (вода) расширяется на четыре процента с повышением температуры до 95 °С. Чего вполне хватает для выхода инженерной системы из строя.

Устройство и компоненты экспанзомата

Любое подобное современное изделие состоит из следующих конструктивных элементов:

корпуса;
камеры для теплоносителя;
газовой камеры, куда закачивается обычный воздух или инертный газ;
мембраны.

Вариант наполнения газовой камеры инертным газом является более предпочтительным, ведь обеспечивает емкости большую долговечность. Но обычный воздух более доступный.

Мембрана изготавливается из эластичных материалов, поэтому способна изменять свое положение при увеличении или уменьшении температуры теплоносителя. Этот элемент конструкции бывает диафрагменного или баллонного типа, при этом принцип действия у них аналогичный.

Подсоединение баков к отопительной системе происходит с помощью специального патрубка. Для закачивания газа предусмотрен клапан. Емкости закрытого типа типа изготавливаются в горизонтальной или вертикальной компоновке, что облегчает комплектацию системы отопления.

Современные расширительные резервуары, предназначенные для использования в системах отопления бывают различных размеров, форм, кардинально отличаются и их рабочие характеристики. Все перечисленное позволяет сделать оптимальный выбор в любой ситуации

Емкости, предназначенные для установки в закрытые отопительные системы, оснащаются манометрами для контроля внутреннего давления. Аналогичные изделия, предназначенные для монтажа в системы обычных частных домов, работают при невысоких нагрузках, не превышающих 3,5-4 бар, поэтому в измерительных приборах не нуждаются.

А также в продаже можно найти резервуары двух видов:

с несменной или стационарной мембраной диафрагменного типа, то есть порыв, износ которой приведет к замене всего прибора;
со сменной мембраной балонного типа.

В первом случае изделия отличаются более демократичной ценой, во втором большей функциональностью, ремонтопригодностью и долговечностью.

Конструкция фланцевых бачков позволяет износившуюся или поврежденную мембрану заменить, причем в ряде случаев это получится сделать даже самому. А еще сменные мембраны способны выдержать большее давление.

Схема действия расширительного бачка

Когда теплоноситель холодный, то мембрана бака занимает максимально большое пространство. При повышении температуры давление на нее возрастает.

В результате указанный элемент конструкции преодолевает сопротивление инертного газа или воздуха и изменяет свое положение, освобождая больше места для образовавшегося излишка жидкости.

Расширительные емкости не участвуют в процессе обогрева помещений, но их задача более, чем важная. Так как каждое такое изделие предотвращает поломки системы отопления, которые могут происходить из-за гидроударов и возросшего давления теплоносителя

При остывании теплоносителя происходит процесс обратный, описанному выше. А дальше циклы многократно повторяются.

Баки с мембраной баллонного типа.

В этом случае воздушная камера находится по периметру всего резервуара и окружает резиновую камеру для теплоносителя. При его поступлении последняя начинает расширяться подобно надуваемому шарику. Благодаря такому устройству бака удаётся более точно контролировать давление в системе.

Хочется отметить, что баллонные мембраны можно заменять по мере износа, а диафрагменные замене не подлежат. Очень важен материал, из которого сделана мембрана. Она должна обладать термоустойчивостью и при этом высокой эластичностью. При выборе бака следует ознакомиться с такими характеристиками мембраны, как долговечность, рабочая температура, водостойкость и соответствие санитарно-гигиеническим нормам.

Схема работы расширительного бака

Виды расширительных бачков

Как известно, для отопления частного жилья могут применяться разные принципы подачи теплоносителя — естественная и принудительная циркуляция. Для каждого типа системы используются свои модификации расширительного бачка:

Открытые. В инфраструктуре с естественной циркуляцией дополнительная емкость устанавливается в самой верхней точке и имеет форму открытого резервуара. Давление в трубах равно атмосферному, а через бачок выводятся пузырьки воздуха и, если надо, доливается вода.
Закрытые. Если в магистрали отопления установлен насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя, в качестве расширительного резервуара выступает запаянный металлический баллон со сжатым воздухом. Излишек теплоносителя при нагреве подается в бак, а когда температура снижается, давление воздуха вытесняет жидкость обратно.

Закрытый расширительный бачок обеспечивает значительные преимущества по сравнению с открытым. Его установка может производиться в любом удобном месте, отсутствие контакта с атмосферой защищает внутреннее пространство труб и батарей отопления от коррозии и проникновения грязи и мелкого мусора. Однако окончательное решение о выборе типа расширительного бачка обычно диктуется схемой реализации системы отопления в целом, а не этими важными, но не определяющими преимуществами.

Время расчётов — как определить необходимый объём расширительного бака

Разобравшись с классификацией и выбрав наиболее подходящий для ваших целей вариант, необходимо рассчитать минимально допустимый объём бака. Для комфортной эксплуатации отопления достаточно ёмкости, вмещающей 10% от объёма теплоносителя в системе. Чтобы посчитать количество всей воды в трубах и радиаторах, применяют два вариативных способа:

измерение литража при непосредственном заполнении системы водой либо иным теплоносителем;
расчёт вместительности всех труб и радиаторов, находящихся в отопительном контуре.

Для подобных целей можно использовать канистры либо иные ёмкости, объём которых уже известен

Для вычисления объёма трубопроводов используйте нижеприведённую таблицу:

Внутренний диаметр трубы, мм	Объём воды в 1 погонном метре, л
14	0,1539
16	0,2011
18	0,2545
20	0,3142
22	0,3801
24	0,4524
28	0,6158
32	0,8042
36	1,0179
40	1,2566
50	1,9635

Для расчета объёма батарей отопления можно использовать следующие усреднённые значения:

Материал радиатора	Объём жидкости в 1 секции, л
Чугун	1,7
Биметаллический сплав	0,25
Алюминий	0,45

Выполнив все необходимые вычисления, можно сразу же найти 10% от этого значения. Либо воспользоваться специальной формулой, которая даст более точный и объективный результат:

V= VL · β / D

VL – вместимость отопительной системы, л;
β – коэффициент расширения жидкости;
D – эффективность расширительного бака.

Чтобы вычислить последний показатель в формуле, производим следующий расчёт:

D = (PV-PS) / (PV-1),

где PV – максимальное значение рабочего давления в системе, бар; PS – давление в баке без нагрузки, бар.

В качестве жидкости для отопления может применяться специальный антифриз, имеющий свой показатель коэффициента расширения

Особенности установки расширительных баков

Открытая системарасширительный бак для отопления открытого типаУстановка отопительного оборудования и монтаж трубопроводов в данном случае должны решить несколько задач:

обеспечить быстрый подъем воды, нагретой котлом, в самую верхнюю точку системы и при необходимости слив ее самотеком через приборы конструкции теплоснабжения;
создать беспрепятственное перемещение воздушных пузырьков туда, куда они устремятся в любом сосуде, содержащем любую жидкость, а точнее вверх.

Из всего вышесказанного можно сделать такие выводы:

устанавливать расширительный бак для отопления в открытых системах необходимо только в самой ее наивысшей точке. Чаще всего это верх разгонного коллектора для однотрубной конструкции. В домах верхнего розлива (это обычно постройки, возраст которых насчитывает не один десяток лет) местом их установки является чердачное помещение (прочитайте: «Монтаж и установка расширительного бака в системе отопления своими руками»);
расширительному бачку для открытых систем не требуется запорная арматура, резиновая мембрана и крышка. Устройство расширительного бака системы отопления представляет собой водяную емкость, в которую при желании можно долить ведро жидкости вместо той, что испарилась.

Закрытая системаСреди особенностей обустройства закрытых систем следует отметить ряд моментов:

Монтировать расширительный бак отопительной конструкции надо в том месте, где течение воды максимально приближено к ламинарному типу, при котором наблюдается минимум завихрений. Наиболее оптимальное решение – установить устройство на прямом отрезке разлива, но до места расположения циркуляционного насоса. Что интересно: высота крепления устройства относительно котла или напольного покрытия не имеет значения, поскольку принцип работы расширительного бака основан на необходимости компенсации теплового расширения и гашении гидроударов, а воздух без проблем можно стравить посредством воздушных кранов.
В комплектации производителей устройства нередко оснащаются предохранительным клапаном для сброса избыточного давления. Но покупателю лучше изначально убедиться, что он имеется. В случае отсутствия его лучше приобрести и расположить рядом с баком.
Нагревательные котлы, использующие в своей работе электричество или газ, оборудованные электронными термостатами, очень часто продают со встроенным расширительным баком и циркуляционным насосом. Отправляясь за оборудованием, нужно убедиться, что они требуются для функционирования отопительной системы.
Мембранные расширительные баки имеют принципиальное отличие от устройств, используемых в открытых системах отопления, и это их расположение в пространстве. Теплоноситель должен поступать в мембранный бак для системы отопления сверху и эта особенность позволяет полностью удалять воздух из камеры, предназначенной для жидкости.
Расширительные бачки для водяных отопительных систем должны иметь минимальный объем, равный 1/10 части всего количества теплоносителя, находящегося в системе. Больший параметр допускается, а вот меньший представляет опасность. Примерный вариант расчета объема воды, исходя из мощности котла, выглядит следующим образом – на один киловатт требуется 15 литров теплоносителя.
Смонтированный рядом с устройством и подпитывающим вентилем (он соединяет отопление с водопроводом) манометр может значительно помочь. Такая неприятная ситуация как залипший золотник предохранительного клапана происходит нередко.
Когда клапан сбрасывает давление в расширительном бачке отопления довольно часто, то это означает, что требуемый объем устройства рассчитан неверно. Но его менять на новое изделие не следует. Нужно приобрести еще один предохранительный клапан и подключить параллельно.
Вода, которая используется в отопительных системах, обладает низким коэффициентом температурного расширения. Если использовать незамерзающий теплоноситель (чаще всего это этиленгликоль), потребуется расширительный бак большего объема или установка еще одного, дополнительного устройства.

Ознакомьтесь с видео о принципе работы расширительного бака для отопления:

Типы

Всего существует два типа расширительных бачков. У каждого из них есть как недостатки, как и достоинства.

Отрытый бак

Расширительный бачок открытого типа представляет собой несложное по конструкции устройство, позволяющее в любой момент увеличить количество теплоносителя в системе. Для введения теплоносителя в бачок не потребуются излишние усилия, так как залить жидкость можно при помощи обыкновенного ведра.

Также устройство не нуждается в дополнительных компонентах вроде:

запорной арматуры;
крышки;
резиновой мембраны.

Открытый тип расширительного бачка

При необходимости конструкция устройства располагает возможностью установки водозаборного крана для автоматического или полуавтоматического залива жидкого теплоносителя. Установка крана не является обязательной, то есть полностью зависит от личных предпочтений.

Некоторое время назад в эксплуатации были отрытые бачки расширения, контролирующие объем теплоносителя при его естественной циркуляции. Однако такая система не оправдала себя из-за следующих причин:

сложного монтажа верхней точки конструкции;
слабой защиты от воздействия коррозии;
низкого уровня давления.

Закрытый бак

Закрытые баки, известные также как «мембранники», используются в таких системах отопления, где за перемещение теплоносителя отвечает циркуляционный насос. Этот тип бачков, по общепринятым стандартам, имеет красный цвет внешней оболочки.

Закрытый тип расширительного бака

Изнутри бак представляет собой герметичную емкость с мембраной из технической резины.

Помимо красных бачков закрытого типа, также существуют синие. Их основное предназначение состоит в обеспечении горячего водоснабжения. В таких баках применяется специальная пищевая резина. Устройства, где используется такая резина, имеют больший срок службы, нежели бачки с мембраной из технической резины.

Модели серии Zilmet ОЕМ-Pro

Этот бак расширительный для системы отопления отзывы, как правило, получает положительного характера. Многие покупатели его нахваливают за прочный корпус. Также в устройстве применяется неплохой предохранитель. Мембрана у бака используется только одна. Если доверять экспертам, то стирается она медленно. Устанавливать модель рекомендуется за радиаторной решеткой.

Также стоит отметить, что модификация не боится высокой температуры. Максимум допускается 10 литров теплоносителя. Воздушная камера применяется небольшого объема. Выходной клапан в устройстве рассчитан на большие нагрузки. Показатель предельного давления составляет не мене 2 Па. Термостат рекомендуется подключать за стойкой над смесителем. Для газовых котлов модификация подходит замечательно. Цена на нее колеблется в районе 1700 руб.

Последствия нехватки объема расширительного бака

При тепловом расширении лишний теплоноситель отводится в расширительный бачок. Если его объема недостаточно для приема излишков, то они будут сбрасываться через аварийный клапан в канализацию. В какой-то момент температура теплоносителя снизится, и его объем тоже станет меньше.

Вот из-за этого и возникает проблема – излишки теплоносителя уже находятся за пределами системы, поэтому давление в ней падает. При существенной нехватке объема бака котел просто не сможет нормально работать с оставшимся количеством теплоносителя по причине изрядно упавшего давления.

Конечно, при пристальном контроле можно успеть добавить в систему недостающий объем теплоносителя, но при отсутствии такой возможности отопительный контур попросту разморозится. Если объем расширительного бака подобран впритык, то ничего хорошего тоже не произойдет – система не рассчитана на такие условия эксплуатации, поэтому износ ее элементов будет ускоряться. В общем, лучше заранее подумать о том, как подключить к системе отопления расширительный бак достаточного объема.

Ориентировочные значения содержания воды в системах отопления

Для определения объема расширительного бака необходимо знать, какое количество теплоносителя умещается в отопительной системе. Данный параметр равен сумме объемов котла, трубопроводов и отопительных приборов.

Ориентировочно на 1 кВт мощности системы приходится:

7 литров – при использовании в системе конвекторов;
10,5 литров – если в качестве отопительных приборов установлены радиаторы.

Наличие теплых полов требует объема теплоносителя в количестве 17 л/кВт.

Расчет вместимости отопительной системы достаточно сложный, выполнить его под силу лишь специалистам. Потребитель, не обладающий инженерными знаниями, может воспользоваться приблизительной зависимостью – 1 кВт мощности котла = 15 литрам объема теплоносителя.

Например, при мощности котла, равной 25 кВт, объем воды в системе составит:

25 х 15 = 375 (литров).

Устройство и функции расширительного бака

Расширительный бак предназначен для поддержания давления в системе подачи воды. Чаще всего для водоснабжения используется закрытое оборудование мембранного типа. Оно представляет собой емкость, внутри которой установлена резиновая мембрана. Она делит устройство на две камеры: воздушную и водную. После запуска системы электронасос заполняет последнюю водой. Объем воздушной камеры при этом уменьшается. Чем меньше объем воздуха в баке, тем выше давление.

В качестве расширительного бака для системы водоснабжения используется конструкция мембранного типа. Резиновая диафрагма делит устройство на две камеры: воздушную и водную

Как только оно превысит запрограммированную отметку, насос будет автоматически отключен. Включится же он только после того, как давление упадет ниже минимальной запрограммированной отметки, при этом вода начнет поступать из водяной камеры бака. Цикл «выключение-включение» повторяется автоматически. Давление в системе можно проверить по манометру, который может быть установлен на оборудовании. Устройство можно настроить, выбрав предпочитаемый диапазон рабочего давления.

Установленный в системе водоснабжения мембранный расширительный бак выполняет сразу несколько функций:

Поддерживает давление при отключенном насосе.
Защищает систему от возможного гидравлического удара, спровоцированного перепадами напряжения в сети или попаданием в трубопровод воздуха.
Сохраняет под давлением некоторое количество воды.
Защищает насосное оборудование от преждевременного износа.

Использование расширительного бака дает возможность при малом водопотреблении не включать насос, а покрывать потребности в воде за счет жидкости, хранящейся в баке.

Расширительный бак как аккумулятор

Емкость подключается к системе с целью накопления дополнительной воды на тот случай, если водоснабжение прекратится. Принцип действия такой: бачок соединяется патрубком с трубами водопровода в любой точке, и при открытии крана вода начинает заполнять емкость. На соединении установлен обратный клапан, не позволяющий воде выливаться обратно.

Как только жидкость попадает внутрь, мембрана начинает двигаться вверх до тех пор, пока давление сжатого воздуха над ней не сравняется с давлением воды в системе. Стоит учитывать, что полезный объем бака составляет примерно половину от общего. В моменты отключения подачи водоснабжения, жидкость можно выкачивать из емкости через другой клапан.

Расширительный бак для бойлера

Вода имеет свойство расширяться при нагревании. Когда повышается ее температура, объем начинает возрастать. Так как емкость нагревательной системы изначально заполнена полностью, избыточная жидкость вытекает.

Как и где ставится расширительный бак

Итак, мы собираемся своими руками спроектировать и собрать систему отопления. Если она еще и заработает — нашей радости не будет предела. Есть ли инструкция по установке расширительного бачка?

Открытая система

В этом случае ответ подскажет простой здравый смысл.

Открытая система отопления представляет собой, в сущности, один большой сосуд сложной формы со специфичными конвекционными потоками в нем.

Установка котла и отопительных приборов в нем, как и монтаж трубопроводов, должны обеспечить две вещи:

Быстрый подъем нагретой котлом воды в верхнюю точку отопительной системы и ее слив через отопительные приборы самотеком;
Беспрепятственное перемещение пузырьков воздуха туда, куда они устремятся в любом сосуде с любой жидкостью. Вверх.

Выводы очевидны:

Установка расширительного бачка отопления в открытой системе всегда выполняется в ее верхней точке.
Чаще всего — вверху разгонного коллектора однотрубной системы. В случае домов верхнего розлива (хоть вам и едва ли придется их проектировать) — в верхней точке розлива на чердаке.
Сам бачок для открытой системы не нуждается в запорной арматуре, резиновой мембране и даже в крышке (разве что для защиты от мусора).
Это простой открытый сверху водяной бак, в который всегда можно долить ведро воды взамен испарившейся.
Цена такого изделия равна стоимости нескольких сварочных электродов и квадратного метра стального листа толщиной 3-4 миллиметра.

Так выглядит расширительный бак для открытой системы отопления. При желании в люк в нем можно вывести водоразборный кран от водопровода. Но куда чаще он по мере испарения воды доливается обычным ведром.

Закрытая система

Здесь и к выбору бака, и к его монтажу придется отнестись достаточно серьезно.

Давайте соберем и систематизируем основную информацию, доступную на тематических ресурсах.

Монтаж расширительного бака системы отопления оптимален в том месте, где течение воды наиболее близко к ламинарному, где в отопительной системе минимум завихрений.
Самое очевидно решение — расположить его на прямом участке розлива перед циркуляционным насосом.
При этом высота относительно пола или котла значения не имеет: назначение бачка — компенсировать тепловое расширение и гасить гидроудары, а воздух мы прекрасно стравим через воздушные краны.

Типичная схема установки бачка. Его расположение в однотрубной системе будет таким же — перед насосом по ходу воды.

Баки в заводской комплектации иногда снабжаются предохранительным клапаном, сбрасывающим избыточное давление.
Однако лучше перестраховаться и убедиться, что в вашем изделии он есть. Если нет — докупить и смонтировать рядом с баком.
Электрические и газовые котлы с электронными термостатами зачастую поставляются с встроенными циркуляционным насосом и расширительным баком отопления. Прежде, чем отправляться за покупками — убедитесь, что они вам нужны.
Принципиальное отличие мембранных расширительных баков от тех, что используются в открытых системах — их ориентация в пространстве.
В идеале теплоноситель должен поступать в бак сверху. Эта тонкость монтажа призвана полностью удалить воздух из того отсека бака, который предназначен для жидкости.
Минимальный объем расширительного бачка для водяной системы отопления берется примерно равным 1/10 объема теплоносителя в системе. Больше — допустимо. Меньше — опасно. Объем воды в отопительной системе можно грубо рассчитать, отталкиваясь от тепловой мощности котла: как правило, берется 15 литров теплоносителя на киловатт.
Манометр, смонтированный рядом с расширительным баком и подпитывающим вентилем (соединяющим отопление с водопроводом), может оказать вам неоценимую услугу. Ситуация с залипшим золотником предохранительного клапана, увы, не так уж редка.
Если клапан сбрасывает давление слишком часто — это явный признак того, что с объемом расширительного бачка вы просчитались. Совсем не обязательно менять его. Достаточно приобрести еще один и подключить его параллельно.
Вода имеет сравнительно низкий коэффициент температурного расширения. Если вы перейдете с нее на незамерзающий теплоноситель (например, этиленгликоль), вам опять-таки понадобится увеличить объем расширительного бака или установить дополнительный.

Расширительный бак на фото смонтирован по всем правилам: теплоноситель подведен сверху, бак снабжен манометром и предохранительным клапаном.

Источник: ledsshop.ru