Расширительный бачок системы отопления: какие бывают и для чего служат?

Автономные отопительные системы пользуются большой популярностью при загородном строительстве. Их создание позволяет владельцу жилища чувствовать себя независимым от коммунальных служб, значительно экономить на счетах за отопление. Более того, в ряде случаев, подключение к магистральной системы теплоснабжения является попросту невозможным. В общих чертах индивидуальная отопительная система в частном доме с жидким теплоносителем состоит из устройства, нагревающего воду (оно может работать на разных типах топлива) и системы оборота горячего теплоносителя.

Проектирование и строительство системы оборота воды играет важную роль в создании качественной системы автономного отопления. Она состоит из нескольких составных частей, а среди них расширительный бачок для отопления играет не самую последнюю роль, если не решающую! Для полноценного функционирования системы бачок просто необходим, он делает систему более целостной и без него функционирование невозможно в принципе! Это как автомобиль, который может ехать только в том случае, если все его узлы и агрегаты настроены и нормально функционируют!

Внешний вид расширительного бачка для отопления

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.

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.

Устройство расширительного бака

В смонтированной и готовой к работе индивидуальной системе отопления с жидким теплоносителем расширительный бачок выглядит примерно так, как показано на приведенном рисунке (рис. 2). В некоторой литературе данное устройство называется «экспансоматом» — от английского термина «расширение» — экспансия).

Различают следующие основные типы расширительных бачков для систем отопления:

• Бачок закрытого типа.
• Бачок открытого типа.

Расширительный бачок открытого типа

В старых системах отопления часто применялся расширительный бачок открытого типа. До сих пор такие устройства монтируют в системах, в которых отсутствуют циркуляционные насосы, обеспечивающие оборот теплоносителя.

Расширительный бачок открытого типа

Однако, бачок такой системы имеет свой недостатки:

• Прежде всего в такой системе необходимо постоянно следить за уровнем теплоносителя.
• Вода из такой системы может испаряться.
• Баки открытого типа быстро ржавеют при контакте с водой.
• Конструкция системы с бачком открытого типа предполагает его установку исключительно в верхней точки, что не всегда возможно, да и просто трудоемко.

Расширительный бачок закрытого типа

В системах, в которых теплоноситель циркулирует по контурам посредством работающих насосов ставятся исключительно расширительные бачки закрытого типа.

схема работы бачка

Это уже более сложное устройство, в котором имеется специальная мембрана, расположенная в герметично закупоренной емкости для теплоносителя.

Мембраны в таких бачках разделяют на диафрагменные и баллонные. В любом случае мембрана делит емкость на две части. В первой находится закачанный под давлением инертный газ (для предотвращения коррозии) или обычный воздух, а во вторую при повышении давления в системе отопления поступают излишки теплоносителя.

Как только температура теплоносителя в такой системе увеличивается, то лишняя его часть устремляется в расширительный бачок. Мембрана меняет свою конфигурацию (примерно как воздушный шарик) и объем воздуха или газа в другой части расширительного бачка уменьшается. Газы, как известно довольно легко сжимаются, но и стремятся к расширению.

При остывании теплоносителя расширяющееся газы толкают мембрану и выталкивают излишки теплоносителя обратно в систему отопления.

Типы закрытых расширительных бачков

При одинаковом принципиальном устройстве – расширительные бачки закрытого типа могут делиться еще на несколько видов:

1. Бачок со сменяемой мембраной, также называемый фланцевым.
2. Бачок с несменяемой мембраной.

Стоимость бачков второго типа ниже и они пользуются большей популярностью у потребителей. Однако бачки со сменяемой мембраной могут выдержать большие перепады давления в системе, что резко повышает их эффективность. Кроме того, они более ремонтопригодны и мембрана при повреждении может быть заменена.

Фланцевый расширительный бачок может исполняться в двух вариантах: в вертикальном и в горизонтальном. Отличительной особенностью расширительных бачков такого типа является отсутствие контакта теплоносителя с поверхностью бака. Расширяющаяся жидкость находится внутри своеобразного кокона из мембраны, поэтому на поверхности бачка отсутствуют причины для коррозии. Такую мембрану достаточно легко менять.: просто откручивается фланец и выполняются ремонтные работы.

В мембранных расширительных бачках наибольший риск повреждения мембранного элемента возникает в момент пуска системы, когда в ней скачкообразно возрастает давление.

При нахождении в системе больших объемов теплоносителя нормальный уровень давления производится посредством манометра. Такой прибор соединяется с предохранительным клапаном, пороговое значение срабатывания для которого в частом доме устанавливается на 3-4 бара.

Как выбрать и установить расширительный бачок

Прежде всего – выбираемый расширительный бачок по своим геометрическим размерам должен соответствовать объему теплоносителя, находящегося в системе. Обратите на это особое внимание при выборе. Приобретение чрезмерно маленького бачка может свести всю его эффективность к нолю.

Особое внимание обратите на характеристики мембранного устройства. Оно должно сохранять свои рабочие свойства при всем диапазоне температур, планируемых в отопительной системе. Также мембрана должна выдерживать возможные скачки давления, для чего в ней должен иметься определенный запас гибкости.

Устанавливать расширительный бачок в отопительную систему частного дома необходимо согласно подготовленному проекту, если вы сами не с состоянии подготовить такой проект — обязательно обратитесь за помощью к профессионалам!

Помните, что открытые бачки для расширения теплоносителя могут устанавливаться исключительно в верхней части отопительной системы. Обычно в них присутствует резьбовое соединение, расположенное в нижней части устройства.

При этом расширительный бачок закрытого типа можно установить в любом месте системы отопления . Желательно, чтобы место его монтажа находилось непосредственно после циркуляционного насоса по ходу движения теплоносителя.

Обратите внимание, что расширительный бачок любого типа при наполнении его водой значительно увеличивает свою массу, что накладывает дополнительные требования к прочности системы его крепления. Предусмотрите наличие свободного доступа к отопительному бачку, особенно к устройствам со сменяемой мембраной.

При установке расширительного бачка в обязательном порядке в системе отопления также устанавливается манометр и защитный клапан, который будет служить «последним рубежом обороны» при незапланированном чрезмерном расширении теплоносителя.

Если вы тщательно выберите и грамотно всё смонтируете – можете быть уверены в долгой и бесперебойной работе контуров обогрева.

Обучающее видео по работе расширительного бачка для отопления в частном доме

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Настройка расширительного бака для отопления

Какое давление должно быть в расширительном бачке

При обустройстве отопительной системы необходимо уделять внимание абсолютно всем моментам, начиная от проектировки теплового блока и заканчивая его комплектацией. Среди всего многообразия функциональных элементов вакуумный расширительный бачок для отопления играет немаловажную роль в создании качественно работающего обогревательного оборудования. Благодаря этому аппарату осуществляется регулировка объема теплоносителя, что позволяет исключить разрыв тепловой магистрали, радиаторов и запорной арматуры.

Принцип работы и типы компенсаторных аппаратов

Если вы собираетесь обустраивать обогревательный блок в загородном доме, то бачок расширительный для отопления (экспанзомат) должен в обязательном порядке фигурировать в нем.

Схема работы компенсационного бака для отопления проста: при увеличении температурного режима теплоносителя, его объем (речь идет о воде, поскольку именно она чаще всего используется для обвязки обогревательных узлов) увеличивается. В силу того, что контур закрытый, жидкость не испаряется и не сжигается, что, в свою очередь, провоцирует увеличение давления в магистрали, которое необходимо уменьшить во избежание аварийной ситуации. Вот такая стабилизация давления в системе отопления именуется компенсацией и именно для этих целей используется расширительный бак для отопления.

Виды экспанзоматов

До недавнего времени широко использовались обогревательные узлы, которые работали посредством гравитационной циркуляции теплоносителя, то есть без центробежных насосов. Для них устанавливались расширительные резервуары открытого типа. Но вместе с тем, такие приборы имели массу недостатков, поэтому сегодня их практически не применяют для обвязки тепловых блоков.

Расширительный бак отопления открытого типа

А все дело в том, что в открытые экспанзоматы попадал воздух, который провоцировал развитие коррозии на внутренних поверхностях теплообменников. Кроме этого, жидкость из системы регулярно испарялась, что требовало постоянного контроля ее количества, поскольку это могло привести к снижению эффективности функционирования всего обогревательного узла. Да и к тому же, такие баки должны располагается в наивысшей точке системы, что не всегда удобно и практично.

Современные же отопительные блоки характеризуются применением насосных установок и расширительных баков закрытого типа. В этом случае превосходство в том, что тепловой контур полностью герметичен.

Компенсатор закрытого типа

Схема работы мембранного компенсаторного резервуара системы отопления строится на следующем принципе: внутри него располагается мембрана, которая делит экспанзомат на две части. В одной половине находится воздух или газ, которые закачиваются в него под давлением. Тогда как за счет другой части осуществляется непосредственно регулировка количества жидкости. Мембрана для расширительного бачка выполняется из эластичного материала, что обуславливает сокращение воздушной камеры при попадании воды внутрь нее, давление в ней увеличивается, компенсируя тем самым повышенное давление в тепловом контуре. Когда же теплоноситель охлаждается, то происходит обратный процесс.

Экспанзоматы зарытого типа могут быть фланцевыми (со сменным мембранным блоком) и цельными (с несменной мембраной). Второй вариант является наиболее предпочтительным в силу выгодной стоимости. Но вместе с тем фланцевые компенсаторы по эксплуатационным характеристикам во много лучше, поскольку при разрыве мембраны ее можно без проблем заменить новой.

Выбираем расширительный бачок

Выбор компенсатора системы отопления – дело достаточно важное, поэтому нужно отнестись к нему со всей серьезностью. Немаловажным аспектом выбора компенсатора является:

• тип – закрытый или открытый;
• типоразмер;
• свойства мембраны:
• устойчивость к диффузионным процессам;
• рабочая температура;
• эксплуатационный срок.

Все эти данные вы сможете узнать непосредственно в магазине, где будете приобретать экспанзомат.

Как рассчитать объем компенсатора?

Сперва определим зависимость требуемой кубатуры и параметров, которые на него влияют. При вычислении необходимо принимать во внимание тот факт, что чем больше будет объем теплового контура и чем выше максимально допустимый температурный режим будет в нем, тем размер компенсаторной емкости должен быть больше.

Итак, для определения объема расширительного бака можно использовать следующую формулу:

• К_ов – коэффициент, который показывает размер увеличения кубатуры теплоносителя при его нагреве.

Согласно данным исследований, на каждый 10°С повышения температуры воды в магистрали становится на 0,3% больше. В упрощенных расчетах используется показатель в 5%. В том случае, если по тепловому контуру циркулирует нерзамерзайка (антифриз), то это значение будет составлять от 8 до 10% в зависимости от типа незамерзающей жидкости.

Эти данные берутся из расчетов проекта, которые выполнялись на этапе составлении схемы обогревательного узла. В том случае, если вы не владеете такими данными, то придется определять кубатуру теплоносителя самостоятельно. Это можно сделать путем слива жидкости из трубопровода. Количество воды измеряется ведрами или расходомером, который устанавливается на потоке.

• Р_дк – максимально допустимое давление котла и всего контура в целом. Это значение берется из паспортных данных нагревательного элемента.
• Р_дб – показатель давления в воздушном отсеке регулятора, которое указывается производителем в техническом паспорте агрегата.

По результатам расчета вы получите точное значение.

К полученному значению специалисты рекомендуют прибавлять к полученному значению еще 3-5 единиц. Это позволит избежать нестандартных ситуаций, когда кубатура воды в магистрали будет по той или иной причине увеличена.

Монтаж и обслуживание экспанзомата

Монтаж расширительного бака системы отопления выполняется по всем правилам установки подобного оборудования, которые регламентируются проектом и инструкцией производителя техники. Установка компенсатора открытого типа осуществляется в наивысшей точке тепловой магистрали. Тогда как закрытые резервуары размещаются в любом месте, но не непосредственно после насосной установки.

При монтаже компенсирующих емкостей необходимо уделить особое внимание его крепежу, поскольку его масса вместе с жидкость достаточно велика.

Как правило, подобная техника комплектуется всеми необходимыми крепежные элементами, однако, согласно отзывам пользователей, они далеко не всегда способны обеспечить надежную фиксацию бачка.

Кроме этого, во время монтажа этого функционального прибора стоит задуматься и о том, что вам должно быть удобно им пользоваться.

Особенности обслуживания компенсирующей емкости

• регулярные проверки на наличие коррозии, вмятин и подтеков – не реже одного раза в 6 месяцев;
• проверка начального давления газового пространства на соответствие расчетному показателю – не реже одного раза в 6 месяцев;
• проверка мембраны на предмет обнаружения деформаций и повреждений — не реже одного раза в 6 месяцев;
• хранение неиспользуемого бачка осуществляется в сухом месте.

Вот, собственно и все тонкости устройства этого функционального оборудования. Надеемся, эта публикация поможет вам обустроить жилье эффективно работающей отопительной системой.

ВИДЕО: Обзор расширительных баков объемом 2-12500 литров с фиксированной и сменной мембранами и автоматические расширительные системы, управляемые компрессорами

Как выбрать и настроить расширительный бак

Подбираем объем бака.

Подобрать расширительный бак поможет понимание основных функций, которые он выполняет.

Основная задача экспанзомата (как еще его называют от англ. «expanse» — расширять) — забирать на себя избыточный объем теплоносителя, который образуется в результате теплового расширения.

На сколько же увеличивается в объем воды, как основного теплоносителя при нагревании?

При нагревании воды с 10 о С до 80 о С ее объем увеличивается примерно на 4%. Нельзя также забывать, что закрытый расширительный бак состоит из двух частей, в одну из которых поступает избыток расширяющегося теплоносителя, а в другую под давлением закачан газ или воздух.

Учитывая устройство расширительного бака, его объем рекомендуется подбирать как 10 — 12% от объема всей воды в отопительной системе дома:

• в трубах;
• в отопительных приборах;
• в теплообменнике котла;
• небольшой начальный объем воды, которая с начальной температурой под давлением попадает в сам бак (статическое давление в системе обычно выше, чем давление воздуха в экспанзомате).

Как подсчитать объем воды в системе?

Воспользуйтесь небольшой программой, которая поможет рассчитать объем воды в трубах. (Скачать )

Данные об объеме воды в отопительных приборах и в котле можно взять из паспортов конкретного производителя на эти изделия.

Настраиваем бак для работы в системе отопления.

Для настройки экспанзомата воспользуемся рекомендациями известного немецкого производителя подобного оборудования компании Reflex.

Здесь же мы приведем основные принципы настройки бака.

Настраивая бак, мы имеем дело с разными видами давлениями, которые нужно согласовать друг с другом:

P_ст— статическое давление системы (равно высоте столба воды, обусловленное, в свою очередь, высотой системы отопления от точки подсоединения бака до верха последнего самого верхнего элемента);

P₀— давление воздуха в воздушной камере бака;

P_нач — начальное давление подпитки;

P_расш— давление, создаваемое в системе в результате расширяющейся в объеме воды;

P_кон— давление, которое создается в результате дополнительной подпитки во время выведения системы отопления на верхний рабочий режим по температуре. (Когда в системе участвует давление расширения);

P_кл— давление предохранительного клапана (для частных домов 3 бара);

P_макс— максимальное рабочее давление, на которое рассчитан самый чувствительный элемент системы (обычно теплообменник котла).

Что нужно сделать перед настройкой бака

Все перечисленные виды давления должны быть представлены в барах (1 бар = 10 м). Возьмем за основу двухэтажный дом с высотой отопительной системы 4 м.

Бак должен быть отсоединен от системы отопления или перекрыт краном. Давление в водяной камере должно быть сброшено. При закачке воздуха, давление системы не должно оказывать своего влияния, в противном случае бак не удастся настроить.

То же самое обязательно нужно сделать, когда перед началом отопительного сезона вы проверяется давление в баке, или же когда у вас есть подозрения, что бак перестал работать — прохудилась резиновая груша.

Слева мы предлагаем схему подключения бака к системе отопления.

Есть ли разница, как устанавливать бак: водяным патрубком вверх или вниз? С точки зрения его работы и динамики изменения давления в системе отопления разницы никакой нет. Но вот с точки зрения его работы: в случае неисправности мембраны (когда она прохудилась) — разница есть.

Если бак подключить к системе отопления водяным патрубком вверх, то в случае неработоспособности мембраны бак не сможет отдать воду системе, хотя будет наполнен водой.

А если его подключить наоборот (водяным патрубком вниз), то даже в неисправном виде расширительный бак все еще сможет отдать теплоноситель.

Настройка бака.

Начинаем с P_ст = 4 / 10 = 0,4 бар;

Далее нам нужно создать давление P ₀ (накачать воздух в соответствующую камеру расширительного бака).

Какое давление P₀ необходимо накачивать? Воспользуемся формулой от компании Reflex:

Согласно рекомендациям Reflex P₀ > или = 1 бар.

Поскольку высота дома у нас небольшая и сумма P_ст и P₀ меньше 1 бара, принимаем значение P₀ = 1 бар.

Устанавливаем бак в систему или открываем запорную арматуру.

Затем открываем вентиль подпитки и создаем начальное давление в системе P_нач.

До какого значения? В этом нам помогут следующие рекомендации:

P_нач > или = P₀ + 0,3 бара или P_нач = 1 + 0,3 = 1,3 бар.

Теперь включаем котел, разогреваем систему до расчетной температуры, предположим 80 о С, и удаляем воздух из системы, наблюдая по манометру за тем, как создается новое давление — давление расширения P_расш. которое достигнет некоторого значения.

И, наконец. снова включаем подпитку и доводим давление в системе до P_кон. которое должно быть согласно формуле: