Расширительный бак для отопления: виды, устройство, расчёт и монтаж

В целях компенсации 3%-го увеличения объема теплоносителя во время нагрева до 70 градусов используется расширительный бачок для отопления закрытого типа в соответствующих системах обогрева. Визуально отличить РБ от гидроаккумулятора (ГА) систем ХВС можно по красному цвету корпуса (баки ГА синие).

Назначение расширительного бака

К сожалению, не все знают о роли, которую он играет в системе отопления, а потому к его приобретению и установке относятся как к чему-то второстепенному, не заслуживающему особого внимания. А ведь РБ одновременно выполняет несколько важнейших функций.

  1. Защита системы и оборудования. Любой теплоноситель (вода или специальные антифризы) при нагревании расширяется. И этот прирост значительный – до 0,3% на каждые 100С. Циркулирует жидкость по замкнутому контуру, следовательно, увеличение ее объема инициирует повышение давления. Как результат – сбои в работе оборудования (а то и аварийное отключение котла), протечки (или разрывы) в трубах и радиаторах отопления.
  2. Нивелирование риска гидравлических ударов. Даже если в теплоноситель и попадет воздух (а подсос в системе не редкость), он вместе с частью жидкости поступит в расширительный бак. Изделия вместимостью более 50 л оснащены пневмоклапаном, который автоматически стравливает «пузыри» в атмосферу. При установке менее габаритных РБ монтируется сливной кран или тройник – проблема решается быстро.
  3. Продление ресурса отопительного оборудования. Котел, постоянно меняющий режим, подвергающийся гидроударам, без расширительного бака в системе отопления долго не прослужит – его придется ремонтировать. Это в первую очередь относится к теплообменнику, тонкие стенки которого могут не выдержать давление свыше расчетного. То же касается и циркуляционного насоса: систематические изменения напора воды в контуре – одна из основных причин его частых поломок.

Если добавить, что без специальной емкости не получится добиться стабильного, комфортного микроклимата в помещениях дома, ее роль в системе отопления неоценима.

Особенности закрытой системы, плюсы, минусы

В открытых (атмосферных) контурах обогрева проблема расширения жидкого теплоносителя решается следующим способом:

Особенности закрытой системы, плюсы, минусы
  • в высшей точке контура монтируется емкость (обычно чердак или мансарда);
  • лишний объем жидкости перетекает при избыточном давлении в данную емкость (бак);
  • после остывания вода под действием силы тяготения + атмосферного давления перетекает обратно в систему.

Расширительный бак открытого типа

Особенности закрытой системы, плюсы, минусы

Основным недостатком является испарение воды, необходимость регулярного добавления, завоздушивание системы. Указанных недостатков полностью лишена герметичная замкнутая система обогрева. Для компенсирования расширений теплоносителя здесь использован расширительный бачок для отопления закрытого типа, контакт с атмосферой исключен.

Основные функции расширительного бачка для отопления или зачем он вообще нужен?

На расширительный бачок в индивидуальных системах отопления возложена важная роль приема излишней части воды-теплоносителя. При нагреве вода может изменять свой объем, а в системах отопления температура теплоносителя не является постоянной величиной. Таким образом, при создании полностью замкнутой герметичной системы оборота горячей воды возникает существенный риск разрыва соединительных элементов в следствии повышения давления. Вода является практически несжимаемым веществом и перед ее напором не может устоять даже самое надежное соединение из паянного пластика, а также из любых металлов.

Рассмотрим, как работает в системе индивидуального отопления расширительный бачок, какие бывают типы расширительных бачков, как правильно выбрать данное оборудование и какие тонкости необходимо учесть при его установке в частном доме.

Принципы работы расширительного бачка

Приведем простой физический пример. Допустим температура жидкого теплоносителя-воды в нашей системе отопления поднялась всего лишь на 10 градусов. Это может быть связано с более интенсивной работой нагревающего устройства, вызванного пониженной температурой на улице. После такого подъема температуры объем воды, циркулирующей в замкнутой системе увеличиться на 0,3 процента.

Читайте также:  Как почистить запальник газовой горелки?

Казалось бы – не очень-то большая величина. Однако вода (или антифриз, используемый в качестве теплоносителя) несжимаема, то-есть в системе постепенно возникает сильное избыточное давление. Чтобы такое давление не разрушило соединительные элементы отопительной системы – воде необходимо дать пространство для расширения. Таким пространством и будет расширительный бачок. При холодном теплоносителе он заполнен не полностью, а вот при нагреве уровень воды в нем увеличивается, что сохраняет давление в системе оборота воды на нормальном уровне.

Особенности монтажа расширительного бака в системе отопления

Расширительный бачок в системе отопления необходимо устанавливать лишь при плюсовых температурах.

В системе открытого типа, поднятие воды от нагревательного котла происходит вверх, после чего с самой верхней точки она спускается вниз самотеком в радиаторы. Воздушные пузырьки, которые выделяются в процессе нагревания воды, поднимаются к верху, откуда они выводятся наружу через расширительный бак. Установка бака должна быть выполнена в самой верхней точке отопительной системы.

В систему отопления закрытого типа расширительные бачки необходимо устанавливать на трубопровод перед насосом. Это способствует компенсации гидроударов бачка и уменьшает воздействие на систему в результате теплового расширения.

Бачок должен быть установлен таким образом, чтобы можно было легко оперировать его запорной арматурой или предохранительным клапаном.

Место установки расширительного бачка

Установка расширительного бака в системе центрального отопления и в автономной системе открытого типа производится на верхней точке системы.

При этом, вытеснение воздуха из трубопроводов обеспечивается посредством создания небольшого уклона разводки и розлива.

В случае, если обеспечение уклона отопительного контура невозможно, целесообразна установка дополнительного бачка в месте воздушного кармана. Дополнительный бачок должен находится на том же уровне, что и основной расширительный бак. Если объем воздушного кармана не превышает объема трех радиаторов, целесообразно ограничиться установкой воздушного сбросника.

Установка расширительного бака в системе закрытого типа возможна в любом месте системы. Единственное условие – водный поток на отрезке установки не должен образовывать значительных завихрений. Пример места установки – отрезок трубопровода перед циркуляционным насосом.

Место установки расширительного бачка

Важные аспекты выбора и установки:

  • Объем расширительного бака должен соответствовать десятой части объема теплоносителя в системе. В случае, если объем теплоносителя неизвестен, расчет производится в соответствие с показателем мощности теплового котла – на 1 кВт в среднем приходится 15 л теплоносителя. Нехватка объема устраняется посредством установки дополнительного бака.
  • Расширительные баки мембранного типа позволяют регулировать давление воздушной камеры для достижения оптимальных показателей в соответствие с состоянием отопительной системы.
  • Цвет расширительного бака (красный или синий) определяет возможности его применения. Красные баки устанавливаются в отопительные системы, синие – в системы водоснабжения. Различие заключается в материале мембраны – в синих баках используется пищевая резина, однако они также могут применяться и в отопительных системах.
  • Поступление теплоносителя сверху обеспечит отсутствие воздуха в камере для жидкости. Данный аспект важно учесть при монтаже расширительного бака.

Важно: как правило, современные модели электрических котлов оснащаются встроенными расширительными бачками, если мощность котла не превышает 30 кВт.

Как заполнить расширительный бачок закрытого типа отопления?

В отопительной структуре расширительный бак можно по праву назвать незаменимым элементом. Работа бака обеспечивает полноценное движение теплоносителя без непредвиденных утечек и разрыва труб.

Это явление происходит в процессе нагревания жидкости, её естественного расширения и, как следствие, повышения давления в системе. Излишки теплоносителя как раз и компенсирует расширительный бак.

ontakte

Odnoklassniki

Большие отопительные структуры используют дорогие баки закрытого типа.

Как заполнить расширительный бачок закрытого типа отопления?

Они характеризуются герметичностью корпуса с внутренней резиновой перегородкой (мембраной) благодаря которой происходит регулировка давления при расширении теплоносителя.

Читайте также:  Делаем электрический котел отопления своими руками

Для полноценной работы домашних систем, расширительный бачок открытого типа — подходящая альтернатива, не требующая специальных знаний или профессиональной подготовки для эксплуатации и дальнейшего ремонта оборудования.

Открытый бак выполняет некоторые функции, для бесперебойной работы отопительного механизма:

  • «забирает» излишки нагретого теплоносителя и «возвращает» охлаждённую жидкость назад в систему для регулировки давления;
  • выводит воздух, который, благодаря наклону труб с парой градусов, сам поднимается к расширительному открытому бачку, расположенному в верхней точке отопительной системы;
  • особенность открытой конструкции позволяет добавлять испарившийся объем жидкости непосредственно через верхнюю крышку бачка.

Монтажные работы

Точное соблюдение правил монтажа при оснащении расширителем отопительной системы открытого или закрытого типа обеспечит безопасность и эффективность работы оборудования.

Установка расширительного бака открытого типа

Выше уже было сказано о том, что расширительный бак для открытой системы монтируется в самой высокой точке. Это требование обусловлено двумя факторами:

  • Подъем теплоносителя в расширитель и слив его обратно в систему отопления должен осуществляться самотеком, ведь циркуляционный насос в таких системах как правило отсутствует.
  • Такое расположение расширительного бачка позволяет эффективно осуществлять и его дополнительную функцию – отведение воздуха. Пузырьки всегда поднимаются наверх.

Схема подключения мембранного бака в системе отопления открытого типа

Особенностью установки расширителя в открытой системе является отсутствие необходимости оснащать бак запорной арматурой. Как правило, резервуар снабжается только двумя патрубками, через один из которых в емкость поступает теплоноситель, а через другой он возвращается в систему. Даже наличие крышки у резервуара не является принципиальным, хотя ее отсутствие может привести к увеличению потерь объема воды от испарения, а также попаданию в систему мусора и пыли.

Установка бака закрытого типа

Установка расширительного бака для отопления в системах закрытого типа несколько сложнее, так как он является полностью герметичным прибором. В отличие от открытых расширителей, которые нередко пользователи изготавливают самостоятельно, такие агрегаты создаются только в заводских условиях, поэтому придется расширительный бак для системы отопления купить, если она у вас этого типа.

Существует несколько правил, следуя которым можно выполнить монтаж расширительного бака отопления грамотно.

  • В большинстве случаев расширители закрытых систем устанавливаются на обратной линии перед циркуляционным насосом, если рассматривать последовательность элементов по ходу движения теплоносителя. Если по какой-либо причине такая установка невозможна, выбирают участок, на котором параметры движения потока близки к ламинарному течению. Основное и обязательное требование горизонтальное расположение и прямолинейность участка обвязки.
  • Оптимальным вариантом станет приобретение и установка бачка с предохранительным клапаном. Такое дополнительное приспособление предназначено для сброса давления, если его значение превышает максимально допустимую величину. Таким образом повышается безопасность эксплуатации оборудования, однако, следует знать, что при ошибке в расчетах (в меньшую сторону) объема расширительного бака, предохранительный клапан станет срабатывать слишком часто. Решением проблемы может стать замена расширителя на более вместительный или параллельная установка дополнительного работы расширительного бака закрытого типа с предохранительным клапаном
  • Для удобства контроля за работой системы лучше всего оснастить расширительный бак при установке манометром.

О том, какие радиаторы отопления выбрать для частного дома и на что обращать внимание при покупке, вы можете узнать из отдельной статьи.

Критерии выбора накопительных водонагревателей приведены здесь. Зачастую в частных домах предпочтение отдают именно им.

Какие фильтры воды будут полезны в загородном доме мы рассказали в этом материале _vodoprov/filtry/

Формула расчета объема расширительного бака системы отопления

Для подбора оптимального размера гидроаккумулятора обычно применяется следующая специальная формула:

V = (VL x E) / D

В ней используются следующие обозначения:

  • VL – общая емкость отопительной системы, включающая объем котла, всех тепловых аккумуляторов (конвекторов, радиаторов и не только), а также вместимость трубопроводов;
  • Е – коэффициент расширения используемой рабочей жидкости (теплоносителя);
  • D – эффективность расширительного бака (мембранного типа).

При этом, последняя величина зависит от двух параметров:

Читайте также:  Газовое отопление частного дома своими руками

PV – максимального рабочего давления в системе и PS – давления зарядки мембранного бака. Для упрощения расчетов, в случае с частными домами принято считать достаточным PV = 2,5 бар. В свою очередь, PS должно равняться статическому давлению в сети обогрева и принимается 0,5 бар = 5 м.

Давление в мембранном баке и его проверка

Чтобы закрытая система отопления работала нормально, в расширительном баке должно быть давление на 0,2-0,5 Бар ниже, чем в системе. Чем больше система, тем больше разница в давлении. Но, как уже говорили, на заводе их накачивают до 1,5 Бар, так что перед установкой расширителя, его лучше проверить и настроить под свою систему отопления.

Золотник часто прячется под пластиковой крышкой

Давление в мембранном баке и его проверка

Проверяем давление манометром, подключив его к выходу с золотником. Если давление выше, чем вам надо, немного стравливаем. Сделать это несложно — чем-то тонким нажать на лепесток в ниппеле. Послышится шипение выходящего воздуха. Когда давление достигнет желаемого уровня, освобождаем лепесток.

Если мембранный бачок накачан слишком слабо (такое тоже бывает), его можно накачать обычным насосом. Но удобнее автомобильным, с манометром — сразу можно контролировать давление. После проверки можно устанавливать в систему.

Как изготовить бак своими руками

Схема устройства котла.

Подобную емкость для воды и воздуха можно сделать своими руками. Изготавливается бачок из углеродистой стали. Для этого подойдет любая емкость объемом от 10-12 л. При этом нужно учитывать, что вместимость его должна составлять не менее 4% от общего объема циркулирующей в системе воды. Емкость тары можно определить путем заливки туда воды с помощью трехлитровой банки. Для бака можно использовать металлические фляги от лакокрасочных материалов. Очень важно, чтобы толщина стенок была не менее 2,5 мм. Автомобильные же топливные баки не совсем подходят для этих целей, так как их толщина невелика. Если у вас есть в наличии баки грузовых автомашин, то они прекрасно справятся с поставленной для них задачей. Внутренняя поверхность покрывается водоупорными красками, а наружная — эмалью. Можно применять отрезок трубы, но только с большим сечением (20-30 см). Но самый оптимальный вариант — бак из нержавеющей стали от стиральной машины. Сварить бак можно и с помощью простого стального листа толщиной 2,5-4 мм.

После того как выбрана емкость, необходимо ее очистить. Если в ней содержатся остатки горюче-смазочных материалов, нужно убрать их путем выпаривания горячей водой, щеткой. Емкость должна просохнуть. После этого потребуется приварить штуцеры. Штуцер желательно приваривать сбоку на высоте 4-10 см от плоскости дна. Это будет способствовать осаждению мелких частиц, нужны для присоединения бака к трубам. Бак нужно оснастить крышкой с помощью болтов или люком. Он нужен для того, чтобы можно было периодически очищать емкость. Для того чтобы определить уровень воды в баке, можно изготовить щуп. Для этого в баке потребуется сделать небольшое герметичное отверстие.

Схема размеры частей котла для самостоятельного изготовления.

Далее изготавливается штуцер из стали в соответствии с диаметром отверстия. Если штуцер будет ввариваться в расширительный бак, то потребуется пробка для закручивания из латуни или бронзы. Она обязательно должна иметь грани для гаечного ключа. Внутрь пробки кладется резиновая прокладка толщиной 4-5 мм. На самом щупе наносят деления и держат его вне бака. Для проверки уровня воды сперва нужно открутить пробку, опустить щуп в бак (щуп должен быть сухим), достать его и снова закрутить пробку. Резьбу на штуцере нужно смазать жиром или маслом, чтобы не было проблем с открыванием. Если бак возводится на чердаке, потребуется его утеплить. Снаружи и внутри бак покрывается масляной краской.