Расширительный бак системы отопления: устройство, расчет и подбор лучшего варианта

Расширительный бак для закрытой системы отопления

Расширительный бак для предназначен для компенсации изменения объема теплоносителя в зависимости от температуры. В закрытых системах отопления это герметичная емкость, разделенная эластичной мембраной на две части. В верхней части находится воздух или инертный газ (в дорогих моделях). Пока температура теплоносителя невысока, бачок остается пустым, мембрана расправлена (на рисунке картинка справа).

Принцип работы мембранного расширительного бачка

При нагревании теплоноситель увеличивается в объеме, его излишек поднимается в бачок, отодвигая мембрану и сжимая закачанный в верхнюю часть газ (на картинке слева). На манометре это отображается как повышение давления и может служить сигналом для уменьшения интенсивности горения. В некоторых моделях есть предохранительный клапан, который при достижении порогового значения давления сбрасывает излишек воздуха/газа.

По мере остывания теплоносителя, давление в верхней части бачка выдавливает теплоноситель из емкости в систему, показатели манометра приходят в норму. Вот и весь принцип работы расширительного бачка мембранного типа. Кстати, мембраны бывают двух видов — тарельчатые и грушевидной формы. Форма мембраны на принцип работы никак не влияет.

Виды мембран для расширительных бачков в системах закрытого типа

Расчет объема

Согласно общепринятым нормам объем расширительного бака должен составлять 10% от общего объема теплоносителя. Это значит, что вы должны посчитать, сколько воды поместится в трубах и радиаторах вашей системы (есть в технических данных радиаторов, а объем труб можно посчитать). 1/10 часть от этой цифры и будет объемом необходимого расширительного бака. Но эта цифра справедлива только если теплоноситель — вода. Если используется незамерзающая жидкость, размера бака увеличивается на 50% от рассчитанного объема.

Вот, пример расчета объема мембранного бака для закрытой системы отопления:

  • объем системы отопления составляет 28 литров;
  • размер расширительного бака для системы, заполненной водой 2,8 литра;
  • размер мембранного бака для системы с незамерзающей жидкостью — 2,8 + 0,5*2,8 = 4,2 литра.

При покупке выбираете ближайший больший объем. Меньший не берите — лучше иметь небольшой запас.

На что обратить внимание при покупке

В магазинах есть бачки красного и синего цвета. Для отопления подходят бачки красного цвета. Синие конструктивно такие же, только они предназначены для холодной воды и высоких температур не переносят.

На что еще обратить внимание? Есть два вида бачков — со сменной мембраной (называются они еще фланцевыми) и с незаменяемой. Второй вариант дешевле, причем значительно, но если повредится мембрана, покупать придется все целиком. Во фланцевых моделях покупают только мембрану

Во фланцевых моделях покупают только мембрану.

Место для установки расширительного бака мембранного типа

Обычно ставят расширительный бачок на обратном трубопроводе перед циркуляционным насосом (если смотреть по ходу движения теплоносителя). В трубопровод устанавливается тройник, к одной его части подсоединяется небольшой отрезок трубы, а к ней, через фитинги, подключается расширитель. Размещать его лучше на некотором расстоянии от насоса, чтобы не создавались перепады давления. Важный момент — участок обвязки мембранного бака должен быть прямолинейным.

Схема установки расширительного бака для отопления мембранного типа

После тройника ставят шаровый кран. Он необходим чтобы была возможность снять бачок без слива еплоносителя. Саму емкость удобнее соединять при помощи американки (накидной гайки). Это снова-таки облегчает монтаж/демонтаж.

Пустое устройство весит не так много, но заполненное водой имеет солидную массу. Потому необходимо предусмотреть способ закрепления на стене или дополнительные опоры.

Нормативные требования к расширительным бакам

Норматив СП 41-101-95

Расширительные баки должны быть цилиндрической формы. Для баков с внутренним диаметром корпуса до 500 мм должны приниматься плоские приварные или эллиптические днища, а при диаметре более 500 мм только эллиптические.

Расширительные баки должны быть оборудованы предохранительными клапанами.

Предохранительные устройства должны быть рассчитаны и отрегулированы так, чтобы давление в защищенном элементе не превышало расчетное более чем на 10 %, а при расчетном давлении до 0,5 МПа – не более чем на 0,05 МПа. Расчет пропускной способности предохранительных устройств должен производиться согласно ГОСТ 24570.

Норматив СП 31-106-2002

Для компенсации температурных расширений теплоносителя в независимых системах отопления следует предусматривать расширительные баки.

В системе водяного отопления с искусственным побуждением циркуляции теплоносителя могут использоваться открытые или закрытые расширительные баки, располагаемые в помещении теплогенератора. Рекомендуется применять расширительные баки диафрагменного типа с тепловой изоляцией.

Требуемая вместимость бака устанавливается в зависимости от объема теплоносителя в системе отопления.

Норматив СП 41-104-2000

Для приема излишков воды в системе при ее нагревании и для подпитки системы отопления при наличии утечек в автономных котельных рекомендуется предусматривать расширительные баки диафрагменного типа.

Норматив СП 41-102-98

Не допускается применение металлополимерных труб для расширительного, предохранительного, переливного и сигнального трубопроводов.

СНиП 2.04.01-85

Водонапорные и гидропневматические баки питьевой воды, а также баки-аккумуляторы необходимо изготовлять из металла с наружной и внутренней антикоррозионной защитой. При этом для внутренней антикоррозионной защиты надо применять материалы, разрешенные Главсанэпиднадзором России. Для баков-аккумуляторов систем горячего водоснабжения тепловую изоляцию следует предусматривать по расчету.

Гидропневматические баки должны быть оборудованы подающей, отводящей и спускной трубами, а также предохранительными клапанами, манометром, датчиками уровня и устройствами для пополнения и регулирования запаса воздуха.

Запас воды в баках-аккумуляторах, устраиваемых в бытовых зданиях и помещениях промышленных предприятий, следует определять в зависимости от времени их заполнения в течение смены, принимаемого при числе душевых сеток: 10–20 – 2 ч; 21–30 – 3 ч; 31 и более – 4 ч.

Популярные статьи  Максимальная длина контура теплого пола 16 трубой: определяем самостоятельно с помощью калькуляторов

В следующей статье я расскажу об обратном клапане.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Пример HTML-страницы

Монтаж мембранного устройства

Гидроаккумулятор этого типа устанавливают там, где имеется минимальная вероятность завихрений теплоносителя, поскольку для нормальной циркуляции водяного потока по контуру используется насос.

Правильное положение емкости

При подключении расширительного бака к закрытой системе отопления обязательно нужно учесть расположение воздушной камеры устройства.

Резиновая мембрана периодически растягивается и затем сокращается. Из-за такого воздействия со временем на ней появляются микротрещины, которые постепенно увеличиваются. После этого мембрану приходится заменять новой.

Если воздушная камера такого бака при установке останется внизу, то давление на мембрану усилится за счет гравитационного воздействия. Трещины появятся быстрее, ремонт понадобится раньше.

Разумнее устанавливать расширительный бачок таким образом, чтобы отсек, заполненный воздухом, оставался сверху. Это позволит продлить срок службы устройства.

Особенности выбора места установки

Существует ряд требований, которые нужно учитывать при установке мембранного расширительного бака:

  1. Его нельзя ставить вплотную к стене.
  2. Следует обеспечить свободный доступ к устройству для его регулярного обслуживания и необходимого ремонта.
  3. Подвешенный на стене бак не должен располагаться слишком высоко.
  4. Между баком и трубами отопления следует поставить запорный кран, который позволит снимать устройство без полного слива теплоносителя из системы.
  5. Трубы, подведенные к расширительной емкости, при настенной установке также нужно прикрепить к стене, чтобы снять возможную дополнительную нагрузку с патрубка бака.

Для мембранного устройства наиболее подходящим местом подключения считается обратный отрезок магистрали между циркуляционным насосом и котлом. Теоретически можно поставить расширительный бачок и на подающей трубе, но высокая температура воды отрицательно скажется на целостности мембраны и сроке ее службы.

При использовании твердотопливного оборудование такое размещение опасно еще и тем, что из-за перегрева в емкость может попасть пар. Это серьезно нарушит работу мембраны и даже может ее повредить.

Помимо запорного крана и “американки” рекомендуется при подключении устанавливать дополнительно тройник и кран, который позволит опустошить расширительный бачок перед отключением.

Настройка прибора перед использованием

Перед установкой или непосредственно после нее необходимо правильно настроить расширительный бак, иначе называемый экспанзомат. Это сделать несложно, но сначала нужно узнать, какое давление должно быть в системе отопления. Допустим, приемлемый показатель составляет 1,5 бар.

Теперь нужно измерить давление внутри воздушной части мембранного бака. Оно должно быть меньше примерно на 0,2-0,3 бар. Измерения проводят манометром с подходящей градацией через ниппельное соединение, которое имеется на корпусе бака. Если необходимо, воздух подкачивают внутрь отсека или стравливают его избыток.

В технической документации обычно указано рабочее давление, которое устанавливается изготовителем на заводе. Но практика показывает, что это не всегда соответствует действительности. Во время хранения и транспортировки часть воздуха могла выйти из отсека. Нужно обязательно провести собственные измерения.

Если давление в баке выставлено неправильно, это может привести к подсосу воздуха через устройство для его отведения. Такое явление вызывает постепенное остывание теплоносителя в баке. Предварительно заполнять мембранный бак теплоносителем не нужно, достаточно просто заполнить систему.

Бак как дополнительная емкость

Современные модели отопительных котлов нередко уже снабжены встроенным расширительным баком. Однако его характеристики далеко не всегда соответствуют требованиям конкретной отопительной системы. Если встроенная емкость слишком мала, нужно установить дополнительный резервуар.

Он обеспечит нормальное давление теплоносителя в системе. Такое дополнение будет актуальным и в случае изменения конфигурации отопительного контура. Например, когда самотечную систему переделывают под циркуляционный насос и оставляют старые трубы.

Это верно и для любых систем со значительным объемом теплоносителя, например, в двух-трехэтажном коттедже или там, где помимо радиаторов имеется теплый пол. Если используется котел со встроенным мембранным баком небольшого размера, установка еще одной емкости практически неизбежна.

Расширительный бак будет уместен и при использовании бойлера косвенного нагрева. Клапан сброса, подобный тому, что устанавливают на электрокотлах, здесь не будет эффективным, экспанзомат – адекватный выход из положения.

Конструктивное исполнение и функциональность

При изменении температуры теплоносителю свойственно расширяться или сжиматься. Это приводит к изменению давления внутри составляющих элементов конструкции. Из-за этого существует риск разрыва магистрали. Чтобы исключить подобное явление, устанавливается дополнительное устройство — расширительный бак.

Кроме компенсации напора в магистрали, прибор необходим для борьбы с появлением воздуха в оборудовании и трубах. Во время охлаждения происходит уменьшение объема носителя тепла, образуется пустота, которая заполняется воздухом. Этот процесс также может стать причиной поломки котла, разрыва трубопровода или радиаторов. Или появляются зоны в батареях, которые не обогреваются.

Как произвести расчет?

Как указывалось выше, любой расширительный бачок, используемый для отопления открытого типа, отличается простотой конструкции, изготовления. А расчет габаритов такого изделия не более сложен.

Для чего можно воспользоваться формулами или же способом, заключающемся в приблизительном подсчете рабочего объема резервуара.

Расширительный бак системы отопления: устройство, расчет и подбор лучшего варианта
Пример использования формулы для вычисления нужного объема резервуара. Исходя из реального объема воды, циркулирующей в контуре, вычисляют лишь его увеличение при нагревании до определенной температуры, округляя в большую сторону. Затем складывают полученный результат с объемом теплоносителя в отопительной системе и добавляют произвольное количество литров «про запас»

В реальности же, чтобы определить необходимую вместительность бака, владельцы небольшого дачного домика формулы используются крайне редко. Чаще всего вычисляют приблизительный объем расширительной емкости, к которому для страховки можно добавить любое количество литров.

Причина: в случае с открытыми баками лишние объемы влияют на стоимость не существенно, а в ряде случаев к удорожанию вообще не приводят.

В результате весь расчет емкости сводится к определению 10% от объема всего теплоносителя, которые должны быть его минимальным значением расширительного бака.

Проще всего это сделать в момент проектирования и создания системы отопления, когда известны все параметры радиаторов, труб и других элементов конструкции или их легко узнать, выполнив измерения. А затем просто сложив объемы всех комплектующих.

Популярные статьи  Жироуловитель для канализации из столовой: виды оборудования, советы по выбору, установка

Расширительный бак системы отопления: устройство, расчет и подбор лучшего варианта
Хотя открытые расширительные резервуары и системы, для которых они предназначены, давно изжили себя, но доступность, а главное высокая автономность делают их востребованными в условиях далеких от идеальных. К примеру, если есть проблема со стабильными поставками электроэнергии или владельцы помещений не проживают там постоянно

Если исходные данные неизвестные, то самым практичным способом исчислений является опытный. Для чего нужно слить всю воду из системы, а затем заполнить ее теплоносителем по новой.

При этом должен производиться замер, что можно делать с помощью счетчика или при использовании тары известного объема. После чего останется узнать нужные 10% объема теплоносителя, которые служат ориентиром при изготовлении или покупке бака.

Как установить расширительный бачок

Учитывая вышеупомянутую тенденцию к более частому использованию отопления с принудительной циркуляцией, нас будет в основном интересовать схема установки закрытого бачка. По поводу открытой системы скажем лишь несколько слов:

  • расширительную емкость необходимо устанавливать в самой верхней точке;
  • ее нужно тщательно утеплять;
  • рабочее давление поддерживается за счет водяного столба, однако вода с течением времени испаряется и ее надо доливать.

Теперь рассмотрим последовательность установки бачка в закрытой системе отопления:

  1. Заполнение мембраны воздухом. В верхней части бака имеется пластиковая заглушка, сняв которую можно получить доступ к ниппелю. Через него, с помощью обычного автомобильного насоса, накачиваем мембрану.

Ввод расширителя в эксплуатацию

Обычно давление воздуха в ней должно быть на 0,1–0,2 атмосферы меньше рабочего давления теплоносителя.

Слив жидкости из системы. Отключаем котел от электрической сети и перекрываем подачу в него теплоносителя. Открываем сливные краны и дожидаемся полного удаления воды из батарей и труб.

Подключение к магистральной трубе. Закрытый бачок не требует какого-либо конкретного места установки. Обычно его размещают там, где давление теплоносителя минимально, т. е. в обратке, рядом с котлом.

Подключение к трубам отопления необходимо производить через тройник и запорный кран, перекрыв который можно будет получить беспрепятственный доступ к баку для его обслуживания.

Если установка производится на рабочую систему, можно, воспользовавшись отсутствием жидкости в трубах, заменить все расходные элементы и почистить фильтры.

Заполнение теплоносителем и пуск котла. Открываем кран подачи жидкости и наполняем радиаторы и трубы отопления. Дожидаемся, пока в системе не установится рабочее давление. В этом состоянии жидкость и воздух в мембране находятся в равновесии. При нагреве давление будет увеличиваться, и избыток воды начнет сливаться в бачок. Когда жидкость остынет до рабочей температуры, она полностью вернется в систему.

Установка расширительного бачка в систему отопления не требует специальных навыков и вполне может быть выполнена самостоятельно. Главное, чтобы его вместимости хватило на весь объем расширяющегося теплоносителя. В противном случае давление в системе может повыситься до критического уровня, при котором произойдет аварийный сброс жидкости и отключение котла.

Если при этом в помещении долгое время не будет людей, которые смогут вручную запустить котел, система может разморозиться и прийти в негодность.

Возможно, вам будет интересно узнать

Устанавливать расширительный бак требуется во многих системах отопления. Однако приобретать любой, попавшийся на глаза нельзя, необходимо обязательно знать, с какой вместительностью он вам необходим. Здесь без предварительных вычислений не обойтись. Производить расчет объема расширительного бака необходимо по формуле. Он поможет получить максимально точные значения. Благодаря этому отопление в вашем доме будет функционировать максимально эффективно. А значит, вы останетесь довольны его работой.

Расширительный бак системы отопления: устройство, расчет и подбор лучшего варианта

Схема мембранного расширительного бачка.

Мембранный бак для систем ГВС

Основное отличие мембранных баков для водоснабжения заключается в том, что вода в них не должна соприкасаться со стенками корпуса, как это допускается в системах отопления. Поэтому в них всегда применяется мембрана камерного типа в виде резинового мешка. Кроме того, к материалу мембраны баков для водоснабжения предъявляются повышенные требования по допустимости контакта с пищевыми жидкостями.

Расчет расширительного бака для ГВС производится по формуле 1. Подсчет объема воды в системе ведется с учетом воды, содержащейся в трубопроводах и водонагревателе или теплообменнике.

Конструкция некоторых водонагревателей предусматривает наличие демпфирующей воздушной подушки в замкнутом объеме самого водонагревателя. Объем этой подушки обуславливается высотой расположения выпускной трубы ГВС и также должен учитываться при подборе расширительного бака ГВС.

Как производится расчет объема бачков

Теперь вы знаете, как установить расширительный бак в системе отопления. Для этого нужны трубы подходящего диаметра и подходящие крепления. Некоторые округлые модели монтируются с помощью металлических хомутов – так надежнее. Мы подошли к самому ответственному разделу – сейчас мы расскажем, как осуществляется расчет расширительного бака для отопления.

Расположить расширительный бочок можно в любом, даже самом неприметном углу — благо места он занимает не так много.

Самый простой и очевидный способ – воспользоваться одним из онлайн-калькуляторов. Но у такой методики есть один минус – мы не знаем, как и по какой формуле ведут расчеты эти калькуляторы, написанные непонятно кем. Мы расскажем, как рассчитать объем расширительного бака отопления по специальной формуле. Она учитывает:

  • Объем всего залитого в отопление теплоносителя;
  • Коэффициент теплового расширения теплоносителя (зависит от его вида);
  • Эффективность мембранного бачка.

Для начала нам необходимо высчитать объем теплоносителя во всем отопительном контуре. Он складывается из следующих показателей – объем труб + объем котловой воды + объем батарей. С котлом все просто, показатель его внутреннего объема указывается в паспортных данных. С батареями все примерно то же самое – берем объем одной секции и умножаем на их количество (не забудьте учесть количество батарей).

Далее самый сложный этап – будем считать объем все проложенных труб. Для этого нам потребуются их диаметр и длина. Вооружаемся рулеткой и отправляемся на измерения. Выпишите длину труб одного диаметра, потом перейдите к более толстым трубам. Теперь начинаем считать – умножаем площадь сечения трубы на ее длину. Что касается показателя эффективности, то этот параметр мы берем из паспорта на сам расширительный бачок.

Популярные статьи  Как защитить насос от сухого хода

Последние расчеты – умножаем объем системы на коэффициент теплового расширения, делим все это на эффективность. Получаем необходимый объем в литрах. Для воды коэффициент расширения составляет около 4%, для этиленгликоля – от 4,5 до 5%.

Есть еще один универсальный способ подбора расширительного бака по давлению – он использует только объем теплоносителя. Например, если общий объем контура составляет всего 80 литров, то объем бачка должен составить 8 литров. Но помните, что слишком вместительный бачок не сможет поддерживать нужное давление в системе. А еще его покупка будет сопряжена с явно лишними и высокими расходами.

Если объем расширительного бака для отопления в созданном вами контуре окажется слишком маленьким, это вызовет повышение давление в отопительном контуре и заставит срабатывать предохранительный клапан.

Виды теплоносителей

  1. Вода. Самый простой и доступный ресурс. Может использоваться в любых системах отопления. В сочетании с полипропиленовыми трубами – практически вечный теплоноситель.
  2. Антифриз. Используется для наполнения систем нерегулярно отапливаемых зданий.
  3. Спиртосодержащие жидкости. Дорогой вариант заполнения системы отопления. Качественные препараты содержат не менее 60% спирта, порядка 30% воды, часть объема занимают другие добавки. Смеси воды с этиловым спиртом с различным процентным содержанием. Незамерзающая жидкость (до -30°С при содержании спирта не менее 45%), но опасна: может гореть, сам этил является ядом для человека.
  4. Масло. Как теплоноситель сегодня используется в отдельных приборах отопления, но в системах отопления от него отказываются: дорого и тяжело эксплуатировать систему, опасно технологически (необходим долгий разогрев теплоносителя до температуры 120°С и выше). Преимущество – действительно долго остывает, поддерживая температуру в помещении, но основной недостаток – дороговизна теплоносителя.

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.

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).

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.

Виды баков

Отопительная система может быть укомплектована одним из видов баков расширения.

Как правильно подобрать подобный элемент системы отопления в каждом индивидуальном случае? Об этом и пойдет речь далее.

Открытый тип

Как можно понять из названия, бак открытого типа – это емкость с открытым верхом, в которую можно добавлять теплоноситель. Для него не нужны запорные детали, мембранная перегородка и крышка. Но из-за того что в такой емкости вода испаряется, и ее количество необходимо постоянно контролировать (доливать), от баков открытого типа стали постепенно отказываться.

К тому же для такого обогрева характерно низкое давление, а сам бак нередко подвергается коррозии. Поэтому сегодня устанавливаются более современные емкости закрытого типа.

Закрытый тип

В магистралях с циркуляционным насосом устанавливают баки расширения закрытого типа (мембранники). Самые качественные образцы выпускаются в виде герметичной емкости красного цвета с резиновой мембраной внутри. Их мембрана изготовлена из более прочной технической резины.

У изделий для горячего водоснабжения, корпус которых окрашен в синий цвет, качество резины ниже (она пищевая). Такие модели хуже выдерживают давление и быстрее изнашиваются.

Помимо основной функции – компенсации объема теплоносителя при падении температуры и его заборе при расширении от нагрева, мембранник контролирует уровень жидкости в магистрали отопления, выводит воздух из системы, сливает воду в канализацию при ее избыточном объеме и является буферной зоной при скачке давления.

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий