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.
Типы бачков и их специфики
Устройство может быть закрытого (мембранный) и открытого типа; главное отличие их состоит в точке установки, конструктивном выполнении и наличии добавочного оснащения (например, расширительный бачок мембранного типа в первую очередь обязан быть оснащен клапаном предохранения).
Расширительный бачок открытого типа
Устройство расширительного бачка открытого типа. Нажмите на фото для увеличения.
Он устанавливается в максимальной точке системы обогрева (это либо чердачный этаж дома, либо крыша высотного здания) и имеет открытый вид. Его главными функциями являются предотвращение температурного расширения в трубах и вскипания носителя тепла в трубах. Также бак расширительный открытого типа служит своего рода резервным источником при утечке воды.
Конструктивно для отопительных систем он собой представляет емкость с несколькими выходами для подсоединения труб: расширительной, сливной, циркуляционной, сигнальной.
Подключение выполняется при помощи расширительной трубы малых размеров. Вверху (с боковой стороны) находится труба чтобы сливать воду в канализацию – при переполненности устройства. Переливную трубу запорной арматурой не снабжают.
Если система обогрева – с конвективной циркуляцией носителя тепла, то расширительный бачок подсоединяется к подающей магистрали. В данном случае он считается своего рода воздухосборником.
Если же теплоснабжение – с циркуляцией принудительного типа носителя тепла, то бак необходимо подключать к «обратке» чтобы не было вскипания воды в трубопроводах.
В самой нижней точке корпуса отопительные агрегаты есть сигнальная труба, снабженная запорным вентилем. Чтобы вода в емкости не замерзла когда на улице холодно, к нему следует присоединить циркуляционную трубу. А самый лучший вариант – выполнить замечательную теплоизоляцию.
- большие размеры и массивность;
- обязательная установка в максимальной точке системы для отопления, что за собой влечет увеличение потерь тепла;
- большая скорость коррозии металла корпуса вследствии его открытой конструкции: с водой в трубы проникает воздух, который и вызывает коррозию поверхностей находящихся внутри трубо-проводов и приборов с функцией нагрева;
- невозможность работы в системах с большими давлениями.
Расширительный бачок мембранного типа
Потому как мембранный расширительный бачок считается закрытым, то все перечисленные выше минусы для системы обогрева отсутствуют. Обязательные требования к установке такого типа устройства — необходимость оснащения его клапаном предохранения и прибором для определения величины давления для поддерживания непрерывного давления.
Такой бак расширительный ставится конкретно рядом с водогрейным котлом, и подсоединяется на обратный провод труб перед циркулярным насосом, во избежание вскипания воды в трубах. Пожалуй, во первых, на что необходимо смотреть при установке – качество креплений для системы обогрева.
Конструктивно бак собой представляет следующее устройство: корпус плоской или баллоннообразной формы, изнутри которого есть перегородка из мембранные ткани. Перегородка должна быть герметичной, т.к. в одной части емкости находится сжатый газ (или воздух).
Устройство расширительного бачка мембранного типа. Нажмите на фото для увеличения.
Прежде чем запускать теплоснабжение, необходится удостовериться в правильности поставленного значения давления (в расчете 0,1 МПа/1м вод. ст.). Как только температура носителя тепла начинает расти, водный объем в системе становится больше, и вода попадает в отделение водяной камеры бачка, таким образом делая больше значение давления сжатого газа до поставленного значения в системе отопления. Прибор для определения величины давления с клапаном предохранения нужен для того, чтобы держать контролировать значение давления сжатого газа.
В основном, при отоплении с подобной конструкцией расширителя необходимо побеспокоится про установку нагнетателя воздуха – он обеспечивает стабильное давление в воздушном отделении камеры.
Основным элементом считается мембранная ткань – баллонная или диафрагменная. Первый вид используется для высоких объемов носителя тепла; подобная мембранная ткань может быть заменена в случае выхода из строя. Спецификой ее конструкции считается то, что корпус емкости не соприкасается с тепловым носителем, находящимся как бы изнутри мембранные ткани, а это уменьшает риск коррозии поверхностей метала бачка и увеличивает его срок эксплуатации. Тип второй применяется в баках малого размера при отоплении с малым объемом воды в трубах.
Для чего нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения?
Если в конструкции системы водоснабжения предусмотрен гидроаккумулятор, то включение и отключение используемого в ней насоса осуществляется лишь в тех случаях, когда появляется необходимость наполнения бака достаточным количеством воды. Наличие гидроаккумулятора также позволяет:
- продлить сроки применения скважинного насоса;
- защитить систему от гидроударов;
- поддерживать стабильное давление внутри системы;
- защитить элементы используемой системы водоснабжения от возможных поломок.
Наличие гидроаккумулятора для водоснабжения коммерческого или жилого здания просто необходимо. Этот прибор существенно увеличивает сроки эксплуатации основных элементов системы и экономит немалое количество электроэнергии.
Какой объем должен быть у расширительного бака в закрытой системе отопления
На выбор расширительного агрегата может влиять сколько угодно факторов, но главным является объем. Требуемый размер подбирается в зависимости от нескольких параметров:
- Объем всей системы. При большом количестве теплоносителя и прибор необходим крупнее;
- температура. Сильный нагрев воды требует вместительный резервуар;
- расстояние. С отдалением расположения бака от верхней точки контура увеличивается его объем;
- давление. Допускается высокий уровень – маленький размер устройства, и наоборот.
Рекомендуемый минимум у бака при его выборе – 12 л. Но показатель индивидуален, поэтому без расчетов обойтись не удастся. При наличии у котла встроенного бачка, посчитать объем все равно нужно – имеющегося может оказаться недостаточно. И тогда понадобится еще один.
Как рассчитать требуемые параметры расширительного бачка
Объем определяется с помощью калькулятора, либо же формулами. Первый вариант требует лишь внесения данных. Результат выдается минимальный, дальше предстоит подобрать под него модель.
Второй способ сложнее, но именно его рекомендуется использовать. Для этого потребуется формула V = (Vc*k) / D:
- k – коэффициент расширения жидкости по мере нагревания. Берется из таблиц в справочной литературе;
- Vc – объем всей системы;
- D – эффективность бака.
Первый достаточно выбрать в таблице, а последние два при этом считаются отдельно. Емкость всей системы может определяться по-разному:
- Мощность котла, указанная в техпаспорте, умножается на 15. Наиболее легкий и быстрый способ. Число 15 – это количество литров, необходимое для 1 кВт мощности контура;
- Суммируется объем каждого элемента, взаимодействующего с теплоносителем. Используется именно такой подход, поскольку дает наиболее точные показатели.
Для определения эффективности же существует D = (Pm – Ph) / (Pm + 1):
- Pm – максимальное давление отопительной системы. Узнается предохранительным клапаном. В основном не переходит за 3 атм;
- Ph – давление в камере для воздуха. Создано там заранее. Узнается в документах, рекомендуется держать его в районе 1-1,5 атм. Можно посчитать самостоятельно – каждые 5 м равняются 0,5 атм.
Настоятельно рекомендуется проводить монтажные работы расширительного бака, прошедшего расчет с формулами. Итоговое значение должно быть приближено к 1/10 всей жидкости. Если еще раз упомянуть калькулятор, то одного недостаточно – для точности лучше провести вычисления хотя бы на трех разных сайтах.
Расчет по формулам
Сухая информация с формулами не окажет должного эффекта и может привести к ошибкам в подсчетах. В таком случае установка расширительного бака в системе отопления уже будет неправильной. Для лучшего понимания стоит разобрать пример использования каждой формулы.
Частный дом. Площадь – 250 м². Мощность котла равна 25 кВт. В это время частью обогревательной сети высотой в 5 м является теплоаккумулятор на 500 л.
В ход идет формула V = (Vc*k) / D:
- Для ее расчета вначале узнается количество всей жидкости (Vc): 25 кВт перемножается на 15 л, к полученному числу прибавляется 500. Итого – 875 л;
- Коэффициент равен 0,04 – именно столько у обычной воды;
- Остается узнать эффективность резервуара. Pm в частном доме имеет показатель 2,5. Ph же в данном случае – 0,5 бар. Получается (2,5 – 0,5) / (2,5 + 1) = 0,57.
После этого все полученные значения подставляются в формулу: V = 875 * 0,04 / 0,57 = 61,4 л.
Во время приобретения находка устройства с идентичным расчетам объемом – большая редкость. На основании этого размер округляется к большему. Объясняется легко – запас никак не повлияет на функционирование, чего не скажешь при нехватке.
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.
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:
- Его нельзя ставить вплотную к стене.
- Следует обеспечить свободный доступ к устройству для его регулярного обслуживания и необходимого ремонта.
- Подвешенный на стене бак не должен располагаться слишком высоко.
- Между баком и трубами отопления следует поставить запорный кран, который позволит снимать устройство без полного слива теплоносителя из системы.
- 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.
Как правильно рассчитать объём бачка для систем отопления?
Чтобы правильно рассчитать объем расширительного резервуара, учитывают несколько факторов, которые влияют на этот показатель:
- Ёмкость экспансомата напрямую зависит от количества воды в отопительной системе.
- Чем выше допустимое значение давления в системе, тем меньшего размер бачок вам потребуется.
- Чем выше температура, до которой нагревается теплоноситель, тем больше должен быть объем устройства.
Справка. Если подобрать расширительный резервуар слишком большого объёма, то он не обеспечит необходимого давления в системе. Маленький бак не сможет вместить в себя весь излишек теплоносителя.
Формула расчёта
Vб=(Vс * Z)/N, в которой:
Vc — объём воды в системе отопления. Чтобы рассчитать этот показатель, умножьте мощность котла на 15. Например, если мощность котлоагрегата составляет 30 кВт, то количество теплоносителя будет 12*15 = 450 л. Для систем, где задействуют аккумуляторы тепла, к полученной цифре надо прибавить ёмкость каждого из них в литрах.
Z — показатель расширения теплоносителя. Этот коэффициент для воды составляет 4%, соответственно при расчёте берём число 0.04.
Внимание! Если в качестве теплоносителя используется другое вещество, то берётся соответствующий ему коэффициент расширения. Например, для 10-%-ного этиленгликоля он составляет 4.4%. N — показатель эффективности расширения бака
Поскольку стенки прибора изготовлены из металла, он может немного увеличиваться или уменьшаться в объёме под воздействием давления. Чтобы вычислить N, понадобится следующая формула:
N — показатель эффективности расширения бака. Поскольку стенки прибора изготовлены из металла, он может немного увеличиваться или уменьшаться в объёме под воздействием давления. Чтобы вычислить N, понадобится следующая формула:
N= (Nmax—N)/(Nmax+1), где:
Nmax — максимальный показатель давления в системе. Это число равно от 2.5 до 3 атмосфер, чтобы узнать точную цифру, посмотрите, на какое пороговое значение настроен предохранительный клапан в группе безопасности.
N — начальное давление в расширительном резервуаре. Эта величина составляет 0.5 атм. на каждые 5 м высоты системы отопления.
Продолжая пример с котлом мощностью 30 кВт, допустим, что Nmax — 3 атм., высота системы не превышает 5м. Тогда:
N=(3—0.5)/(3+1)=0.625;
Vб = (450*0.04)/0.625 = 28.8 л.
Важно! Объёмы расширительных баков, имеющихся в продаже, соответствуют определённым стандартам. Поэтому не всегда возможно купить бак ёмкостью, точно совпадающей с расчётным значением. В такой ситуации приобретайте устройство с округлением в бо́льшую сторону, поскольку если объем будет немного меньше необходимого, это может нанести вред системе
В такой ситуации приобретайте устройство с округлением в бо́льшую сторону, поскольку если объем будет немного меньше необходимого, это может нанести вред системе.
