Расширительный бак открытой системы отопления расчет и правила установки
Расширительные баки применяются во всех схемах систем индивидуального отопления. Главное назначение расширительного бака — это компенсация объема системы отопления вызванное тепловым расширением теплоносителя.
Особенности бака открытой системы отопления
Дело в том, что объем теплоносителя при увеличении давления увеличивается и если не предусмотреть дополнительную емкость куда бы избыточный объем мог бы уместится, то в системе отопления давление может возрасти на столько, что произойдет прорыв. Для устранения избыточного давления системы применяют расширительный бак.
Ко всему сказанному расширительный бак открытой системы отопления отличается от баков, предназначенных для закрытых систем. В закрытых системах используются баки, не сообщающиеся с атмосферой. В открытой системе применение такого бака невозможно, так как избыточное давление в баке будет создавать большое сопротивление циркуляции теплоносителя. Поэтому для открытых систем отопления применяют открытые баки.
Отсюда возникает большой недостаток открытых систем отопления — это испарение теплоносителя из бака. Как следствие периодически необходимо контролировать уровень теплоносителя в баке и в случае необходимости восполнять потери.
Кроме того, для открытых систем отопления важно не только, чтобы бак мог сообщаться с атмосферой, но и правильный расчет объема бака и грамотная установка, и подключение к системе отопления
Расчет объема открытого расширительного бака
Традиционно объем расширительного бака определяют, как 5% объема всей системы отопления. Это связано с тем, что при увеличении температуры воды до 80 градусов ее объем увеличивается приближённо на 4%. Прибавив к этому небольшое пространство чтобы, вода не переливалась через края бака еще 1%, в сумме получаем величину объема расширительного бака в процентном соотношении от объема всей системы отопления.
Если в открытой системе применяется другой теплоноситель, то следует скорректировать объем бака исходя из величины температурного расширения применяемого теплоносителя.
Больше всего сложностей возникает с подсчетом объема теплоносителя в системе отопления. Для подсчета объема системы необходимо просуммировать внутренний объем всех элементов системы труб радиаторов, отопления и котла. Так же объем системы можно определить косвенно по мощности котла, исходя из того, что 1 Квт мощности котла необходим для подогрева 15 литров теплоносителя.
Установка и подключение открытого расширительного бака
В отличии от закрытого расширительного бака, для открытого существуют определенные правила
Самое важное правило – бак должен быть расположен выше всей системы отопления. В противном случае по принципу сообщающихся сосудов из него будет вытекать вода. Это обстоятельство и приводит за частую к отказу от устройства системы отопления открытого типа, т.к
не всегда удается удобно установить расширительный бак
Это обстоятельство и приводит за частую к отказу от устройства системы отопления открытого типа, т.к. не всегда удается удобно установить расширительный бак.
Второй важной особенностью является то, что бак должен быть подключен к обратке. Дело в том, что на обратке температура воды меньше, а, следовательно, вода будет медленнее испаряться. Кроме того, учитывая не высокую температуры воды в обратке, соединить расширительный бак с системой можно с помощью прозрачного шланга, что облегчит контроль количества воды в системе
Кроме того, учитывая не высокую температуры воды в обратке, соединить расширительный бак с системой можно с помощью прозрачного шланга, что облегчит контроль количества воды в системе.
Дополнительно у расширительного бака могут быть предусмотрены специальные патрубки для исключения перелива и контроля уровня воды в баке.
Техника безопасности при установке
Исходя от конструкции гидроаккумулирующего бака и используемых материалов, фирмы устанавливают некоторые ограничение в работе систем теплоснабжения.
Обычно, это касается коррозионной активности жидкой среды в системе. К примеру, ограничивается процент содержание этиленгликоля.
Условия использования таких устройств прописаны в заводских инструкциях, к общим требованиям безопасности относятся:
- Эксплуатация бачка при давлениях, выше допустимого размера.
- В точке монтажа емкости к системе теплоснабжения, необходимо размещение группы безопасности, срабатывающей при превышении давления в сети.
- В автономных системах отопления применяют сборники с предельным давлением не менее 3.0 бар.
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.
Указания по настройке
После монтажа и врезки аппарата в тепловую сеть требуется произвести его настройку. Она заключается в том, чтобы обеспечить необходимое давление в воздушной камере, соответствующее вашей системе. Это нужно для избегания гидроударов в сети, их может создавать мембрана бачка во время остывания теплоносителя и выталкивания его излишков из камеры. Операция выполняется в такой последовательности:
- когда монтаж бака закрытого типа завершен, система заполняется холодной водой;
- с помощью клапанов и кранов Маевского из труб и радиаторов удаляются воздушные пробки;
- манометром измеряется давление в системе, а потом в воздушной камере бачка;
- стравливанием или подкачиванием давление в камере устанавливается на 0.2 Бар ниже, чем давление в системе.
Теперь, когда произведена правильная установка расширительного бачка с последующей настройкой, можно запускать котел. Давление в емкости будет расти одинаково плавно при нагреве и остывании теплоносителя.
Подбираем подходящий бак
Выбор расширительного бака для отопления – процесс достаточно легкий. Мы уже знаем, как подобрать подходящую модель по объему и как работает тот или иной бак. Для отопительной системы открытого типа выбираем самую простую модель, пластиковую или металлическую. Для закрытого отопительного контура рекомендуем купить бачок со сменной мембраной. Первоначально такая покупка выльется в значительные расходы. Но если мембрана вдруг порвется, вы сможете ее просто заменить – замена стоит в разы дешевле, чем покупка новой емкости.
При выборе расширительного бочка не стоит экономить. Лишний потраченный рубль обернется двумя сбереженными на ремонте.
Расскажем, как выбрать бачок по производителю. В ходу продукция отечественных и зарубежных брендов, цены, как правило, отличаются друг от друга незначительно – в пределах 10-20%. Если вдруг вы обнаружите подозрительно дешевый бачок родом из Китая, советуем остеречься от такой покупки
Вполне возможно, что приобретение столь дешевого бака выльется в итоге постоянно рвущуюся мембрану – больше потратите на ремонт.
Отдельно следует уделить внимание форме. Классические бочкообразные расширительные бачки для отопления более привычные и распространенные
Вы сможете увидеть их практически в любом сантехническом магазине. Они характеризуются большим диапазоном вместительности и созданы для монтажа в отдельных котельных, где нет стеснения в свободном пространстве. Если же котел стоит в кухне или в помещении, где большой бак был бы заметен, советуем приобрести компактный плоский бачок.
Открытый бак своими руками
Открытый бачок
Другое дело расширительный бачок для отопления дома открытого типа. Раньше, когда в частных домах собирали только открытие системы, о покупке бака даже речи быть не могло. Как правило, расширительный бак в системе отопления, схема которого состоит из пяти основных элементов, делали прямо по месту монтажа. Не известно, можно ли было, вообще, его купить в то время. Сегодня проще, так как можно это сделать в специализированном магазине. Сейчас в преимущественном большинстве жилье обогревается герметичными системами, хотя есть еще много домов, где стоят открытие контуры. А как известно, бачки имеют свойство прогнивать и может возникнуть необходимость его замены.
Устройство расширительного бака системы отопления, который продается в магазине, может и не соответствовать требованиям вашего контура. Есть вариант, что он не поместится. Возможно, придётся изготовить его самостоятельно. Для этого вам понадобятся:
- рулетка, карандаш;
- болгарка;
- сварочный аппарат и навыки работы с ним.
Помните о безопасности, одевайте перчатки и работайте со сваркой только в специальной маске. Имея все необходимое, можно сделать все за пару часов. Начнем с того, какой металл выбрать. Раз уж первый резервуар сгнил, значит, нужно сделать так, чтобы со вторым такого не произошло. Поэтому лучше использовать нержавеющую сталь. Толстую брать не надо, но и слишком тонкую тоже. Такой металл дороже обычного. В принципе, можно сделать и из того что есть.
Теперь поэтапно рассмотрим, как сделать бак своими руками:
действие первое.
Разметка листа металла. Уже на этом этапе вы должны знать размеры, так как от них зависит и объём резервуара. Система отопления без расширительного бака необходимого размера будет работать некорректно. Измерьте старый или сами посчитайте, главное, чтобы в нем было достаточного места для расширения воды;
Вырезание заготовок. Конструкция расширительного бака отопления состоит из пяти прямоугольников. Это если он без крышки. Если хотите сделать крышу, то вырежьте еще одну деталь и разделите ее в удобной пропорции. Одна часть будет приварена к корпусу, а вторая сможет открываться. Для этого ее на завесы нужно приварить ко второй, недвижимой, части;
действие третье.
Сваривание заготовок в одну конструкцию. В дне сделайте отверстие и приварите туда патрубок, через который теплоноситель из системы будет попадать внутрь. Патрубок надо соединить со всем контуром;
действие четвёртое.
Утепление расширительного бака. Не всегда, но достаточно часто, резервуар стоит на чердаке, так как там находится пиковая точка. Чердак – это неотапливаемое помещение, соответственно, зимой там холодно. Вода в баке может замерзнуть. Чтобы этого не случилось, обложите его базальтовой ватой, или еще какими-нибудь утеплителями, устойчивыми к высокой температуре.
Как вы смогли убедиться нет ничего сложного в том, чтобы сделать бак своими руками. Выше описана самая простая конструкция. При этом помимо патрубка, через который резервуар соединяется с системой отопления, в схеме расширительного бака для отопления могут быть дополнительно предусмотрены следующие отверстия:
- через которое осуществляется подпитка системы;
- через которое лишний теплоноситель сливается в канализацию.
Схема бака с подпиткой и сливом
Если вы решили сделать бак своими руками с патрубком для слива, то разместите его так, чтобы он был выше линии максимального заполнения резервуара. Вывод воды через слив называется аварийным выбросом и главная задача этого патрубка – это недопущение переливания теплоносителя через верх. Подпитку можно врезать в любом месте:
- так, чтобы вода была выше уровня патрубка;
- так, чтобы вода была ниже уровня патрубка.
Каждый из способов правильный, разница лишь в том, что поступающая вода из патрубка, который находится над уровнем воды, будет журчать. Это скорее хорошо, чем плохо. Так как подпитка осуществляется в том случае, если в контуре недостаточно теплоносителя. А почему его там не хватает:
- испарение;
- аварийный выброс;
- разгерметизация.
Если вы слышите, что в расширительный резервуар поступает вода из водопровода, то уже понимаете, о возможности возникновения каких-то неполадок в контуре.
В итоге на вопрос: «нужен ли расширительный бак в системе отопления?» — можно наверняка ответить, что нужен и обязательно. Также нужно отметить, что для каждого контура подходят разные резервуары, поэтому правильный подбор и правильная настройка расширительного бака в системе отопления крайне важны.
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.
Как выставить оптимальное давление?
На системе отопления стоят манометры, с помощью которых контролируется давление в контуре. На самом же расширительном баке штуцера под установку измерительного прибора нет. Зато есть ниппель или золотник для выпуска и подкачки воздуха или газа. Ниппель такой же как на колесах машин. Поэтому проверить уровень давления и отрегулировать его можно посредством обычного автомобильного насоса с манометром.
Для накачки воздуха в расширительный бак подойдет даже простейший автомобильный ручной насос с манометром или автоматический компрессор
Перед тем, как спустить лишнее давление или накачать воздухом расширительный бачок бытового газового котла, необходимо подготовить систему. Автомобильный манометр показывает значение в МПа, полученные данные нужно перевести в атмосферы или бары: 1 Бар (1 атм) = 0,1 МПа.
Алгоритм измерения давления:
- Отключить газовый котел. Подождать пока вода не перестанет циркулировать по системе.
- На участке с гидробаком перекрыть все запорные вентили и через дренажный штуцер слить теплоноситель. Для котлов со встроенным баком перекрывается обратка, а также подача воды.
- Подсоединить к ниппелю бака насос.
- Накачать воздух до показателей в 1,5 атм. Немного подождать, чтобы вылились остатки воды, снова пустить воздух.
- Перекрыть вентили запорной арматуры и компрессором докачать давление до указанных в паспорте параметров или до уровня — давление в системе минус 0,2 атм. В случае перекачки бака лишний воздух стравливают.
- Извлечь из ниппеля насос, закрутить колпак и перекрыть сливной штуцер. Залить в систему воду.
Проверить правильность регулировки напора воздуха можно, когда котел достигнет рабочих параметров.
Если бак накачан правильно, то стрелка манометра прибора при измерении будет показывать плавный набор давления без каких-либо скачков и рывков
При неправильной настройке напора воздуха в расширительном баке возможны сбои в работе всей системы отопления. Если экспанзомат перекачан, компенсирующие свойства не сработают. Поскольку воздух будет выталкивать излишки нагретой воды из бачка, повышая давление в трубах системы отопления.
А с заниженными показаниями давления компенсирующей емкости, вода просто протолкнет мембрану и заполнит весь резервуар. Как результат, при повышении температуры теплоносителя сработает предохранительный клапан.
Иногда в двухконтурных газовых котлах срабатывают предохранители и при правильной настройке давления встроенного расширительного бака. Это свидетельствует о том, что объем резервуара слишком мал для такой системы отопления. В этой ситуации рекомендуется вмонтировать дополнительный гидробак.
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
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.
Источник: