Назад к списку статей Система обогрева РФ являются практически составляющей зданий. Обойтись без них при наступлении холодов, длящихся месяцами, невозможно. В большинстве случаев их работа предусматривает использование теплоносителя — воды. А законы физики предусматривают, что нагревание жидкости ведёт к увеличению её объема. Специально на этот случай предусматривается отводная емкость, известная как расширительный бачок. Именно благодаря ему обеспечивается длительное и безопасное функционирование системы. Чтобы достичь наилучших показателей, важно знать, как выбрать расширительный бак для отопления, чтобы вопросов к его работе не было и он в полной мере выполнял возложенные задачи.
Расширительный бак для отопления для чего он нужен и как работает
Что такое бачок отопительный, как выбрать расширительный бак для системы отопления? Такое оборудование выполняет компенсацию температурных расширений жидкости при ее нагреве или остывании. Ведь увеличение объема теплоносителя в системе отопления происходит при каждом ее запуске, то есть нормальное функционирование отопления полностью зависит от правильно выбранного расширительного бака.
При запуске системы нагретая вода увеличивается в объеме, ее излишек поступает в полость бака, предохраняя трубы от разрыва. При остывании «лишняя» вода возвращается в систему и поступает далее к котлу для нагрева, после этого цикл повторяется. В каких еще случаях расширительный бак необходим? Именно такое оборудование обеспечивает защиту системы от воздушных пузырей, которые могут остановить циркуляцию теплоносителя.
Разновидности и особенности расширительного бака
Конструкция расширительных бачков предполагает разделение оборудования на три вида:
- Открытые бачки. Такое оборудование применяется для систем с естественной циркуляцией, это открытые емкости, которые соединяются с общей системой при помощи соединителя в дне бака. Монтируются они в самой высокой точке отопительной системы, обычно на чердаке.
- Закрытые баки. Это оборудование предназначены для отопительных систем с принудительной циркуляцией без подпитки. Устройство расширительных бачков осуществляется в специально оборудованной котельной, дополнительной защиты от промерзания или обслуживания не требуется.
- Мембранные расширительные бачки. Современный тип оборудования, работающий в автоматическом режиме. Принцип функционирования схож с закрытыми системами, но подобное оборудование имеет эластичную мембрану, что делает бак более надежным и удобным в использовании.
Типы расширительных бачков
Внешне расширительные баки для отопления могут отличаться по форме и размерам, определяемым расчетом. Обычно это резервуар, подключенный к отопительной системе посредством одной трубы. Однако, у разных типов емкостей имеются конструктивные отличия, да и применяются они в разных случаях. Чтобы правильно выбрать бак, надо понимать эти отличия, поэтому вначале представим перечень существующих видов:
- открытого типа;
- закрытые, снабженные мембраной.
Примечание. Существуют еще закрытые расширительные сосуды без мембраны, но применять их категорически не рекомендуется. Ниже мы объясним почему.
Открытая и закрытая системы отопления
Открытые баки используются для отопительных систем, где теплоноситель циркулирует самотеком. Емкость обычно имеет цилиндрическую или прямоугольную форму с открытым верхом, соединение с системой отопления осуществляется через выход на дне.
Подобные баки имеют следующие преимущества:
- система полностью энергонезависимая;
- конструкция бака предельно простая.
Недостатков использования открытых баков намного больше:
- необходимо регулярное обслуживание;
- теплопотери в системе довольно высокие;
- внутренние стенки бака подвержены коррозии;
- при монтаже требуется дополнительная прокладка труб;
- монтаж осуществляется на чердаке, что требует дополнительного усиления перекрытий из-за большого веса бака.
Пример расширительного бака открытого типа из нержавейки
Закрытые баки могут использоваться для любой отопительной системы, но обычно они востребованы для принудительного отопления. Бак закрытый, то есть контакт теплоносителя и окружающего воздуха исключен. Кроме того, герметичные бачки могут быть оснащены автоматическими или ручными клапанами, манометрами для замера давления в системе.
Преимуществ подобного оборудования множество:
- бак можно монтировать в котельной, он не требует защиты от промерзания;
- уровень давления в системе может быть довольно высокий;
- бак более защищен от коррозии, его эксплуатационные сроки большие;
- теплоноситель не испаряется;
- отсутствуют теплопотери;
- уход за системой более простой, нет необходимости следить за давлением, уровнем воды.
Расширительный бак закрытого типа WESTER
Закрытый мембранный бак
Для мембранной системы используется герметичный бак, функционирование которого схоже с обычным закрытым. Принцип работы очень простой – при нагреве теплоноситель расширяется, «лишняя» вода поступает в одно отделение бака, оказывая давление на эластичную мембрану. При остывании давление снижается, воздух из второй емкости выталкивает прохладную воду назад в систему, то есть происходит ее циркуляция.
Разновидности
В зависимости от конструкции делятся на открытые и закрытые.
Открытые
Это резервуары цилиндрической или прямоугольной формы, которые монтируются в верхней точке системы отопления (зачастую на чердаке). Ёмкость подключается к водопроводу для пополнения запаса воды и к канализационной системе для отвода лишнего теплоносителя.
Фото 1. Расширительный бачок открытого типа. Агрегат прямоугольной формы, установлен в верхней точке системы отопления.
Минус данной разновидности оборудования в том, что отсутствует автоматическая регулировка уровня воды. Придётся контролировать количество жидкости в ней визуально, а чтобы добавить воду, открывать вентиль перед входным патрубком. Ещё одно неудобство — сложный монтаж, ведь бак обладает немалым весом, а его придётся поднимать на чердак. Из-за описанных нюансов этот тип оборудования был почти вытеснен баками закрытого типа.
Емкости открытого типа
Эти бачки применяются для открытой системы отопления (иначе — гравитационной, самотечной) и представляют собой металлический резервуар с открытым верхом произвольной формы. К верхней части боковой стенки приварен патрубок для присоединения шланга или трубы перелива, теплоноситель к баку подводится снизу. Элемент устанавливается выше всей системы на подающем трубопроводе, как правило, на чердаке дома.
Рекомендуем: Медные трубы для отопления:цена, особенности, преимущества и недостатки, популярные производители
Читайте также:
Примечание. Говоря правильным техническим языком, открытая система – это та, из которой напрямую отбирается вода на нужды ГВС. В частных домах она не используется, только в централизованных сетях. Открытой ошибочно называют схему с естественной циркуляцией теплоносителя.
Любой расширительный бачок для отопления открытого типа выполняет 2 функции:
- служит для компенсации расширения теплоносителя;
- производит удаление воздуха из системы, поскольку его верх сообщается с атмосферой.
В этом заключается его преимущество, но оно не единственное. Открытая емкость может успешно и долговечно служить также и в системах с принудительной циркуляцией, поскольку устройство бака очень простое, там нечему ломаться. Однако, и недостатков у него немало:
- бачок, установленный на чердаке, требует хорошего утепления;
- в течение сезона необходимо постоянно наблюдать за уровнем воды в баке и своевременно его пополнять;
- теплоноситель постоянно насыщается кислородом из атмосферы, отчего быстрее корродируют металлические детали котла;
- дополнительный расход материалов и сложности при монтаже.
Закрытые
Конструкция шаровидной или овальной формы с двумя камерами внутри: одна для воздуха, а другая — для воды, поступающей из системы отопления. Они отделены друг от друга мембраной, которая представляет собой резиновый резервуар в виде мешка, способный расширяться и сжиматься.
При поступлении воды в первую камеру мембрана растягивается и воздух из второй камеры выходит через специальный клапан. При остывании жидкости мембрана начинает возвращаться в изначальное положение и выдавливает воду обратно в систему отопления.
Фото 2. Достаточно простое устройство расширительного бака закрытого типа. Стрелками указаны составные части.
В зависимости от вида мембраны, различают два типа закрытых расширительных резервуаров:
- Оснащённые несъемной диафрагменной мембраной
Конструкция отличается большой прочностью за счёт изготовления способом холодной штамповки. К тому же баки этого типа обладают антикоррозионной защитой поверхности с внешней и внутренней стороны. Полость бака разделяет на две камеры эластичная мембрана. Теплоноситель поступает из системы в нижнюю камеру. Когда мембрана займёт нужное положение, — окажется на поверхности жидкости, — устройство готово к работе.
- С фланцевым крепежом
Мембрана присоединяется к входному патрубку посредством фланцевого крепежа, что позволяет заменять изношенную мембрану на новую. Теплоноситель находится внутри мембраны и не соприкасается со стенками бака, что даёт возможность не прибегать к антикоррозионным мероприятиям.
Расширительные резервуары закрытого типа часто монтируются рядом с котлами отопления. Второй вариант — установка возле бойлера, если планируется монтаж двухконтурной отопительной системы, предусматривающей горячее водоснабжение.
Особенности выбора расширительного бака для системы отопления, несколько нюансов
Выбирая расширительный бачок, необходимо обратить внимание на такие критерии:
- место установки;
- тип отопительной системы (с естественной и принудительной циркуляцией);
- рабочие параметры системы, включая давление (необходимо выполнить расчеты давления для бака, теплоносителя, теплообменника);
- объем расширительного бачка (не может быть меньше, чем 10% от общего объема воды в системе);
- необходимость автоматизированного управления;
- особенности работы бака (автономное энергонезависимое, с принудительной циркуляцией и подключением к электрической сети)
Одним из критериев выбора оборудования является расчет воды и ее давления. При таких расчетах системы отопления учитываются:
- объем воды в котельном агрегате (он указан в паспорте к котлу);
- объем воды для радиаторов (необходимо рассчитать отдельно для каждого радиатора и суммировать полученные значения);
- объем теплоносителя в трубах системы (рассчитывается для всех контурах при помощи формулы Vобщ = π × D2 × L/4, где D является диаметром трубы, L – это длина трубы).
Таким расчетом вычисляется, какой объем должен быть у бака. Обычно при проектировании закладывается, что объем расширительного бачка не может быть меньше 10-15%. Такого значения будет достаточно для вывода воздуха из отопительного контура и защиты оборудования от разрывов или протечек при температурном расширении.
Подбор устройства согласно расчету
Перед тем как приступить к расчету мембранника, нужно знать, что чем больше объем отопительной системы и выше максимальный температурный показатель теплоносителя, тем большего объема должен быть сам бак.
Существует несколько способов, по которым проводят расчет: обращение к специалистам в бюро по проектированию, проведение расчетов самостоятельно по специальной формуле или расчет при помощи онлайн калькулятора.
Рекомендуем: Отделка балконов и лоджий любой сложности
Формула
Расчетная формула выглядит так: V = (VL x E) / D, где:
- VL – объем всех магистральных деталей, включая котел и остальные нагревательные приборы;
- Е – коэффициент расширения теплоносителя (в процентах);
- D – показатель эффективности мембранника.
Определение объема
Самый простой способ определения среднего объема отопительной системы – по мощности обогревательного котла из расчета 15 л/кВт. То есть, при мощности котла 44 кВт объем всех магистралей системы будет равен 660 л (15х44).
Коэффициент расширения для водяной системы приблизительно равен 4% (при температуре теплоносителя 95 °C).
Если в трубы залит антифриз, то прибегают к такому расчету:
- 10% — 4% х 1,1= 4,4 %;
- 20% — 4% х 1,1= 4,8% и т.д.
Показатель эффективности (D) основан на начальном и наибольшем давлении в системе, а также стартовом давлении воздуха в камере. Предохранительный клапан всегда настраивается на максимальное давление. Чтобы найти значение показателя эффективности, нужно провести следующий расчет: D = (PV — PS)/(PV+1), где:
- PV – максимальная отметка давления в системе, для индивидуального отопления показатель равен 2,5 бар;
- PS – давление зарядки мембранника обычно составляет 0,5 бар.
Теперь осталось собрать все показатели в формулу и получить окончательный расчет:
- VL = 15х44=660 л;
- D = (2,5 – 0,5) / (2,5+1) = 0,58;
- E = 4% = 0,04;
- V = (660×0,04) / 0,58 = 45,5 л.
Полученное число можно округлить и остановить свой выбор на модели расширительного бака начиная от 46 литров. Если в качестве теплоносителя будет использована вода, то объем бака будет составлять не менее 15% от вместимости всей системы. Для антифриза этот показатель равен 20%. Стоит отметить, что объем прибора может быть несколько больше расчетного числа, но ни в коем случае, не меньше.
Установка мембранного расширительного бака: тонкости работ
Для монтажа расширительных емкостей необходимо использовать следующий алгоритм действий:
- выбирается сам бак и его объем (для принудительных систем необходима модель мембранного типа);
- далее выполняется крепление устройства (место установки бачка должно быть ровным, требуется надежная фиксация, для открытых емкостей дополнительно прокладываются соединительные трубы);
- далее выполняется врезка в обратный трубопровод, для чего можно использовать пластиковые или стальные трубы соответствующего диаметра (он должен соответствовать диаметру камеры расширительного бака);
- после подключения труб и установки крана-американки, необходимо проверить давление и условия работы расширительного бака отопления (емкость заполняется водой, лишний воздух сам выходит из газовой камеры через специальный клапан);
- при необходимости можно установить аварийный слив, который будет находиться после крана-американки (для этого ставится тройник с ответвлением для установки полудюймового крана для слива излишки воды).
На этом установка расширительного бака для отопления завершена, можно приступать к настройке системы и ее запуску. Чтобы правильно определить рабочее давление, необходимо не только предварительно рассчитать объем бака, но и определить такие параметры, как показатели давления в общей системе, воздушной камере бака, для подпитки оборудования (при необходимости) и уровень максимально возможного давления.
Несколько важных замечаний
Для того, чтобы система и расширительный бачок нормально функционировали, необходимо учитывать такие моменты, как настройка, обслуживание и расчеты давления, объема теплоносителя.
Настройка бака для работы в системе отопления, учет перепадов и уровня давления
Как после монтажа запустить бачок? Необходимо правильно рассчитать уровень давления в сети, учитывая следующие показатели:
- Pст – это статическое давление, которое будет равно высоте столба воды, обусловленное высотой общей системы отопления от точки установки бака до верхнего элемента;
- P0 – это давление воздуха в газовой (воздушной) камере бака;
- Pнач – это начальное давление для подпитки оборудования;
- Pрасш – настройки для давления, создаваемого в системе;
- Pкон – уровень давления, которое создается в результате дополнительной подпитки;
- Pкл – уровень давления для предохранительного клапана (для частных домов такое давление может составлять 3 бара);
- Pмакс – уровень максимального рабочего давления, на которое рассчитан теплообменник котла (именно он самый чувствительный к этому параметру элемент всей отопительной сети).
