Как выбрать расширительный бак для отопления

Отопительная система любого здания представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных элементов, от слаженной работы которых зависит эффективность функционирования всей системы.

Зачем он нужен

Практически, все теплоносители для систем отопления представляют собой слабосжимающиеся жидкости.

Соответственно, возникает необходимость в использовании стабилизирующих устройств — мембранных расширительных баков для системы отопления (принцип работы), способных принять часть жидкости при увеличении объема и давления, и вернуть ее в контур циркуляции при снижении этих показателей.

Для компенсации объема теплоносителя в системе при изменении температуры применяют расширительные баки.

Среди них различают 2 вида устройств:

  1. открытые;
  2. закрытые (герметичные);

Открытые расширительные баки получили широкое распространение, но, постепенно, уступают место в системах отопления герметичным, поскольку, имеют ряд недостатков:

  • дополнительные расходы на установку, поскольку, они монтируются в верхней точке системы, чтобы создать необходимый уровень избыточного давления;
  • потери теплоносителя из-за естественного испарения, и, как следствие, необходимость постоянного контроля уровня жидкости и ее доливки;
  • опасность развития коррозионных процессов в системе за счет постоянного контакта нагретого теплоносителя с кислородом воздуха.

А вы знаете, какой надо купить насос для пруда? Прочитайте в полезной статье про лучшее оборудование для искусственных водоемов.

Какой нужен воздушный компрессор для пруда, написано на этой странице.

Герметичные расширительные баки таких недостатков лишены.

Как рассчитать объём расширительного бачка закрытого типа

Для точного подсчёта объёма бака существуют сложные математические формулы. Можно поступить гораздо проще, зная, что жидкость при подогреве до 80 градусов увеличивает свой объём примерно на 5% и ещё столько же берут для запаса. Если бойлер может сбросить излишки воды в трубы, то резервуар отопления такой возможности не имеет, поэтому его объём должен находиться на уровне 10-12% от объёма всей системы включая трубы и радиаторы, а также количество жидкости в котле.

Обратите внимание! Зная количество теплоносителя в системе можно заказать расширительный бак. На 100 литров объёма жидкости необходимо компенсирующее устройство ёмкостью 10-12 литров.

Подобрать бак для отопления в частном загородном доме может каждый. Если возникнут трудности с этим вопросом, позвоните по телефону

Подготовка к монтажу

Перед тем как начать монтаж расширительного бака в контур системы отопления, необходимо выполнить его настройку. Для этого емкость переворачивается вверх дном. Пластиковую заглушку требуется снять, тогда откроется доступ к ниппелю для подсоединения автомобильного насоса.

[nggallery id=52]

Предварительно ниппель следует выкрутить, чтобы стравить воздух изнутри. Насос присоединяется к ниппелю и накачивается воздух в бак до достижения давления 1,1 кПа. При этом стоит учесть, что давление в контуре отопления должно быть несколько выше, чем в расширительном баке (примерно на 0,1-0,2 кПа). После этого можно устанавливать дополнительную емкость в систему.

Открытый и закрытый тип бачка

По-другому расширительный бак называют «экспансомат», что с английского означает расширение. Ранее в системах отопления использовались исключительно открытые расширительные баки, более того, не имели они и циркуляционного насоса. Однако такая технология имеет огромное количество недостатков, что сделало ее менее популярной. Например, повышенная опасность к коррозии по причине доступа в систему кислорода, потребность в постоянном пополнении жидкости, по причине ее испарения. Кроме того, такие баки устанавливаются исключительно в высшей точке, что делать достаточно проблематично. Но если изготавливается отопление с насосом, тогда можно монтировать расширительный бачок закрытого типа. Он представляет собой герметичный бачок, внутри которого располагается эластичная мембрана. Эта мембрана, в свою очередь, может быть двух видов: баллонная и диафрагменная. Ими бак разделяется на две части. В одну из них поступает закаченный воздух. В качестве альтернативы можно использовать инертный газ. В другую – поступает излишек теплоносителя. При поступлении жидкости эластичная мембрана уменьшается, тем самым увеличивается давление. Это компенсирует общее давление во всей системе. Как только температура падает, осуществляется обратный процесс.

Читайте также:  Проектирование отопления с принудительной циркуляцией

Работа предохранительного клапана

Также закрытые расширительные бачки бывают двух типов, а именно:

  • с несменной мембраной,
  • фланцевый со сменной мембраной.

Устройство закрытого расширительного бачка

Что касается первой, то она пользуются большей популярностью, так как по цене значительно дешевле. Однако фланцевая мембрана имеет больше преимуществ, что и делает ее дороже. Во фланцевых расширительных баках жидкость не контактирует с металлической поверхностью. Вся жидкость попадает внутрь мембраны. Для замены мембраны используется фланец. Немного другая конструкция расширительного бака с несменной мембраной. Она прикреплена к бачку по всему периметру. В исходном состоянии, диафрагма прижата к внутренней поверхности, так как она заполнена газом. В момент повышения давления, жидкость попадает внутрь бака. Мембрана может повредиться только в случае спуска воды с системы. Если отопительная система имеет большой объем теплоносителя, тогда для контроля в ней давления используется манометр, который регулируется при помощи предохранительного клапана.

Сложности выбора: требуемый запас

Чтобы не возникало проблем в эксплуатации и не пришлось переделывать, важно знать, как подобрать объем для расширительного бака. Необходим запас — но чрезмерно большой размер сказывается на цене и занимаемом месте. После типа и места размещения следующим по важности является размер бака. Рассчитать требуемый объем можно разными методами, отличающимися точностью и сложностью:

  1. Получение приблизительных значений. Самый грубый метод, указывающий на ориентировочное значение. Подходит для технико-экономического обоснования. Для получения минимального значения объем теплоносителя в системе умножается на 0,08. Если для отопления используется 100 литров, значит расширительная емкость должна быть не меньше 8 л. Чтобы сделать систему с запасом прочности, объем увеличивают до достижения порога в 15% от значения в системе (умножают на 0,15). Вот как подобрать расширительный бак для домашнего водоснабжения быстро и без сложных расчетов.

  2. Расчет с использованием специального калькулятора. Предполагает получение минимальных значений исходя из параметров системы. Можно найти на тематических сайтах или в приложениях для мобильных систем Android и MacOS. Для получения точных результатов желательно использовать несколько разных калькуляторов.

  3. Расчет с формулами. Выполняется при наличии минимальных познаний в математике и физики, но требует внимательности во избежание ошибок — допущение одной неточности приводит к сильным искажениям. Этот вариант позволяет самостоятельно учесть емкость отопительной системы, характеристики теплоносителя (наличие добавок) и источника нагрева, создаваемое давление и ряд других параметров. Чтобы подобрать объем расширительного бака, удовлетворяющий потребности, важно использовать разные формулы, позволяющие оценить получаемые значения на предмет их совпадения.

  4. Профессиональный расчет. Лучше всего, когда работа выполняется людьми с профильным образованием и соответствующим опытом. Инженеры-проектировщики со специальным программным обеспечением лучше всего справятся с определением необходимого объема.

Вот как подобрать расширительный бак для системы отопления. Желательно всегда предусматривать наличие определённого запаса — до половины от расчетного значения.

Формула расчета

Сложные математические расчёты часто вызывают отторжение, но они необходимы, чтобы добиться оптимального значения без привлечения специалистов. Зная, как правильно подобрать емкость, получиться выбрать бак с очень точными параметрами. Одна из простейших формул: Vn = (Ve + Vv) × ((Pe+1)/(Pe-Po)). Теперь об значении её множителей и слагаемых:

  1. Vn — результат, указывающий на требуемое значение параметра емкости.

  2. Ve — объем, который образовывается при тепловом расширении. Для расчёта количество теплоносителя в литрах умножается на температурный коэффициент (см. Таблица 1). Наведенные значения актуальны при использовании воды. Если в роли теплоносителя выступает тосол, то для 10% и 20% изменение будет: 4% × 1,1 = 4,4% и 4% × 1,2 = 4,8% соответственно. Изменение находится в зависимости от его части в общем объеме.

  3. Vv — объем теплоносителя в расширительном баке, присутствующий благодаря гидростатическому давлению. Его второе название — водяной затвор. Например, если номинальный объем составляет 30 л., то берётся 10%. Размер водяного затвора не должен опускаться ниже двух значений: 0,5% от объема и 3 литра.

  4. Po — статическое давление внутри отопительной системы. Значение здесь фиксировано: водяной столб на 10 м. равен 1 атмосфере.

  5. Ре — окончательное давление, что образовывается благодаря работе предохранительного клапана. Если не указанное иное значение в инструкции и сопроводительной документации: для <5 атм. от номинального значения отнимается 0,5 атм.; >5 атм. рассчитывается умножением указанного параметра на коэффициент 0,9.

Таблица 1

Значение температуры

40

50

60

70

80

90

100

Температурный коэффициент

0,75

1,18

1,68

2,25

2,89

3,58

4,34

Эта (без шуток) относительно несложная формула позволит правильно подобрать объем расширительного бака с высокой точностью исходя из потребностей. Главное, не ошибиться в значениях и при расчёте. Если есть неуверенность, лучше ещё раз перечитать пояснение к формуле, чтобы точно подобрать объем расширительного бака и не разочаровываться полученным результатом.

Схемы разводки открытой системы

Различается схема разводки с насосом и самотечная. Выбор определяется с учетом следующих нюансов:

  1. Общая площадь жилых и нежилых помещений, которые нужно отапливать. Если показатель больше 50-60 м2, то без принудительной циркуляции не обойтись.
  2. Количество этажей в доме, высота потолков. Для самотечной схемы важный элемент – наличие разгонного стояка, без него в системе появляется воздух, поэтому при низких потолках и высоте дома более 2-х этажей следует монтировать циркуляционный насос.
  3. Расчет теплового режима работы. При низкотемпературном режиме следует отдать предпочтение принудительной циркуляции теплоносителя, так как малое расширение воды не обеспечит необходимого давления в теплосистеме.

Далее определяется схема, которая может быть одно-, двухтрубной. Рассмотрим обе схемы подробно:

Схемы разводки открытой системы
  • Однотрубная открытая система отопления с принудительной циркуляцией – это схема, которая предусматривает наличие одного трубопровода, выходящего и входящего в котел. Приборы подключаются последовательно, материалов уходит немного. Минус – снижение температуры носителя, то есть до крайнего радиатора в схеме вода будет доходить уже холодной. Выход – обустройство однотрубной системы в домах с небольшой площадью, до 50-60 м2.
  • Двухтрубная схема потребует большего расхода материалов, так как от котла отходят две магистрали – 1 на подачу теплоносителя, 2 на возврат. Расходы оправданы подачей теплоносителя нужной температуры к каждому радиатору, возможностью регулировать интенсивность нагрева батарей и проведением ремонта без отключения всей тепловой системы.

Коллекторная разводка считается сложной в монтаже, но применяется довольно часто. Выглядит конструкция как подача тепла и отвод обратки для каждого радиатора или группы батарей. Схема пригодится при формировании системы отопления в доме с большим количеством батарей, необходимости подвести обогрев к отдаленным помещениям (флигелю, крылу дома). Минусы – большой расход материалов, а также значительные затраты на энергию, поэтому в открытых системах коллекторная разводка практически не применяется.

Закипание расширительного бака

Закипание теплоносителя, находящегося в расширительном баке, является одной из самых распространенных неполадок отопительных систем открытого типа. Данная неисправность является следствием недостаточной скорости либо остановки циркуляции теплоносителя.

Читайте также:  Абсорбционный тепловой насос. АБТН и теплоснабжение

Причинами нарушения циркуляции теплоносителя могут быть недостаточный диаметр трубопровода или отсутствие необходимого уклона отопительного контура. Решение данных проблем обеспечивается посредством установки циркуляционного насоса на обратку, перед отопительным котлом.

Расширительный бак является важной составляющей любой отопительной системы. Функционал расширительного бака позволяет регулировать объем теплоносителя и уровень давления в системе.

Для открытой системы отопления возможно изготовление расширительного бака собственными силами. Для прочих типов отопительных систем целесообразно приобретение готового расширительного бака.

Как проверить и накачать расширительный бак

Перед тем, как подключить и заполнить резервуар теплоносителем, необходимо проверить давление в воздушной камере бачка на соответствие давлению в отопительной сети. Для этого со стороны воздушного отсека откручивается или снимается пластмассовая заглушка, а под ней находится обычный золотник, знакомый вам по автомобильным камерам. Манометром измеряете давление и подгоняете его под свою систему, подкачивая насосом или спуская нажатием на шток золотника.

Бачок накачивается через штуцер обычным ручным насосом

Как проверить и накачать расширительный бак

К примеру, расчетное давление в сети после заполнения должно составлять 1.3 Бар. Тогда в воздушном отсеке расширительного бака надо сделать 1.1 Бар, то бишь, на 0.2 Бар меньше. Фокус в том, чтобы резиновая «груша» бачка была поджата со стороны воды. Иначе при остывании сжавшийся теплоноситель станет затягивать воздух через автоматические воздухоотводчики, что недопустимо. После настройки открываете кран, производите заполнение всей системы теплоносителем и спокойно запускаете котел.

Примечание. Некоторые производители указывают на упаковке своих изделий заводское давление в отсеке с воздухом. По нему можно подобрать подходящий бачок и не возиться с накачиванием.

Выбираем расширительные баки для системы отопления закрытого типа

Подбор компенсационного бака следует выполнять, учитывая качество металла, устойчивость устройства к проникновению одного вещества в другое, тип мембраны и возможность ее замены, диапазон эксплуатационных температур, расчетный срок службы прибора (показательным в этом случае может быть срок гарантии от производителя).

Для того, чтобы подобрать качественный и эффективный бак, необходимо следовать таким рекомендациям:

  1. Лучше выбирать мембранные системы, которые отличаются надежностью, эффективно справляются со своими задачами и подлежат ремонту.
  2. Для производства мембраны, при этом, должен использоваться натуральный бутилкаучук или этилен-пропиленовый каучук.
  3. Если бак будет включаться в систему с централизованным отоплением, то мембрана должна обладать повышенной устойчивостью к высоким температурам и повреждениям.
  4. Для автономной системы обогрева частного дома подойдут баки с эластичной мембраной.
  5. Если бак будет использоваться не только в качестве устройства для защиты системы отопления, но и водообеспечения, мембрана должна быть сделана из пищевой резины (обычно такие баки окрашиваются в синий цвет).

Перед покупкой бачка убедитесь в том, что расчетные значения давления в котле и компенсаторе совпадают, проверить отвечает ли мембрана стандартам качества и гигиеническим нормам. Осуществить подбор можно с помощью консультанта в магазине, четко сформулировав свои требования.

Борьба с гидроударами

Гидроударом называется кратковременный скачок давления, возникающий в замкнутом контуре вследствие инерции движущегося потока воды при его мгновенной остановке. Гидроудар часто выводит давление за пределы прочности труб и гибких подводок; последствия весьма предсказуемы — владелец получает разрывы водопровода по швам и фитинговым соединениям.

Борьба с гидроударами

Сочетание высокой температуры и скачка давления привело к разрыву полипропиленовой трубы

Если к водопроводу подключены расширительные баки — водоснабжение делается абсолютно безопасным: воздушная емкость и в этом случае исполняет роль демпфера. Бачок небольшого объема монтируется на вводе водоснабжения или (при коллекторной разводке воды) на коллекторе.

Борьба с гидроударами

Мембранный гаситель гидроударов на коллекторе