Как правильно сделать выбор расширительного бака системы отопления, расчеты и особенности установки

Планирование системы отопления – это не только радиаторы и котел, но и другие элементы, входящие в общую схему отопления и обеспечивающие безотказную работу и полноценную функциональность. Выбор расширительного бака системы отопления является немаловажной частью такого планирования. Именно расширительный бак обеспечивает компенсацию температурных расширений и обеспечивает нормальную работоспособность всего оборудования.

При выборе расширительного бака необходимо сразу определиться с типом системы, принципом циркуляции теплоносителя, общим объемом воды. В некоторых случаях потребуется монтаж дополнительного оснащения, например, циркуляционного насоса.

Расширительный бак для отопления для чего он нужен и как работает

Что такое бачок отопительный, как выбрать расширительный бак для системы отопления? Такое оборудование выполняет компенсацию температурных расширений жидкости при ее нагреве или остывании. Ведь увеличение объема теплоносителя в системе отопления происходит при каждом ее запуске, то есть нормальное функционирование отопления полностью зависит от правильно выбранного расширительного бака.

При запуске системы нагретая вода увеличивается в объеме, ее излишек поступает в полость бака, предохраняя трубы от разрыва. При остывании «лишняя» вода возвращается в систему и поступает далее к котлу для нагрева, после этого цикл повторяется. В каких еще случаях расширительный бак необходим? Именно такое оборудование обеспечивает защиту системы от воздушных пузырей, которые могут остановить циркуляцию теплоносителя.

Разновидности и особенности расширительного бака

Конструкция расширительных бачков предполагает разделение оборудования на три вида:

1. Открытые бачки. Такое оборудование применяется для систем с естественной циркуляцией, это открытые емкости, которые соединяются с общей системой при помощи соединителя в дне бака. Монтируются они в самой высокой точке отопительной системы, обычно на чердаке.
2. Закрытые баки. Это оборудование предназначены для отопительных систем с принудительной циркуляцией без подпитки. Устройство расширительных бачков осуществляется в специально оборудованной котельной, дополнительной защиты от промерзания или обслуживания не требуется.
3. Мембранные расширительные бачки. Современный тип оборудования, работающий в автоматическом режиме. Принцип функционирования схож с закрытыми системами, но подобное оборудование имеет эластичную мембрану, что делает бак более надежным и удобным в использовании.

Открытая и закрытая системы отопления

Открытые баки используются для отопительных систем, где теплоноситель циркулирует самотеком. Емкость обычно имеет цилиндрическую или прямоугольную форму с открытым верхом, соединение с системой отопления осуществляется через выход на дне.

Подобные баки имеют следующие преимущества:

• система полностью энергонезависимая;
• конструкция бака предельно простая.

Недостатков использования открытых баков намного больше:

• необходимо регулярное обслуживание;
• теплопотери в системе довольно высокие;
• внутренние стенки бака подвержены коррозии;
• при монтаже требуется дополнительная прокладка труб;
• монтаж осуществляется на чердаке, что требует дополнительного усиления перекрытий из-за большого веса бака.

Пример расширительного бака открытого типа из нержавейки

Закрытые баки могут использоваться для любой отопительной системы, но обычно они востребованы для принудительного отопления. Бак закрытый, то есть контакт теплоносителя и окружающего воздуха исключен. Кроме того, герметичные бачки могут быть оснащены автоматическими или ручными клапанами, манометрами для замера давления в системе.

Преимуществ подобного оборудования множество:

• бак можно монтировать в котельной, он не требует защиты от промерзания;
• уровень давления в системе может быть довольно высокий;
• бак более защищен от коррозии, его эксплуатационные сроки большие;
• теплоноситель не испаряется;
• отсутствуют теплопотери;
• уход за системой более простой, нет необходимости следить за давлением, уровнем воды.

Закрытый мембранный бак

Для мембранной системы используется герметичный бак, функционирование которого схоже с обычным закрытым. Принцип работы очень простой – при нагреве теплоноситель расширяется, «лишняя» вода поступает в одно отделение бака, оказывая давление на эластичную мембрану. При остывании давление снижается, воздух из второй емкости выталкивает прохладную воду назад в систему, то есть происходит ее циркуляция.

Мембрана может быть съемной или несъемной, она не соприкасается с внутренними стенками устройства. Если мембрана повреждена, ее необходимо заменить, так как бак перестает функционировать.

Среди преимуществ использования такого оборудования необходимо отметить:

• компактные размеры бака;
• теплоноситель не испаряется;
• теплопотери системы минимальные;
• система защищена от коррозии;
• есть возможность работы с высоким давлением без опасения повреждения системы.

Мембранный расширительный бак

Особенности выбора расширительного бака для системы отопления, несколько нюансов

Выбирая расширительный бачок, необходимо обратить внимание на такие критерии:

• место установки;
• тип отопительной системы (с естественной и принудительной циркуляцией);
• рабочие параметры системы, включая давление (необходимо выполнить расчеты давления для бака, теплоносителя, теплообменника);
• объем расширительного бачка (не может быть меньше, чем 10% от общего объема воды в системе);
• необходимость автоматизированного управления;
• особенности работы бака (автономное энергонезависимое, с принудительной циркуляцией и подключением к электрической сети)

Одним из критериев выбора оборудования является расчет воды и ее давления. При таких расчетах системы отопления учитываются:

• объем воды в котельном агрегате (он указан в паспорте к котлу);
• объем воды для радиаторов (необходимо рассчитать отдельно для каждого радиатора и суммировать полученные значения);
• объем теплоносителя в трубах системы (рассчитывается для всех контурах при помощи формулы Vобщ = π × D2 × L/4, где D является диаметром трубы, L – это длина трубы).

Таким расчетом вычисляется, какой объем должен быть у бака. Обычно при проектировании закладывается, что объем расширительного бачка не может быть меньше 10-15%. Такого значения будет достаточно для вывода воздуха из отопительного контура и защиты оборудования от разрывов или протечек при температурном расширении.

Установка мембранного расширительного бака: тонкости работ

Для монтажа расширительных емкостей необходимо использовать следующий алгоритм действий:

• выбирается сам бак и его объем (для принудительных систем необходима модель мембранного типа);
• далее выполняется крепление устройства (место установки бачка должно быть ровным, требуется надежная фиксация, для открытых емкостей дополнительно прокладываются соединительные трубы);
• далее выполняется врезка в обратный трубопровод, для чего можно использовать пластиковые или стальные трубы соответствующего диаметра (он должен соответствовать диаметру камеры расширительного бака);
• после подключения труб и установки крана-американки, необходимо проверить давление и условия работы расширительного бака отопления (емкость заполняется водой, лишний воздух сам выходит из газовой камеры через специальный клапан);
• при необходимости можно установить аварийный слив, который будет находиться после крана-американки (для этого ставится тройник с ответвлением для установки полудюймового крана для слива излишки воды).

На этом установка расширительного бака для отопления завершена, можно приступать к настройке системы и ее запуску. Чтобы правильно определить рабочее давление, необходимо не только предварительно рассчитать объем бака, но и определить такие параметры, как показатели давления в общей системе, воздушной камере бака, для подпитки оборудования (при необходимости) и уровень максимально возможного давления.

Несколько важных замечаний

Для того, чтобы система и расширительный бачок нормально функционировали, необходимо учитывать такие моменты, как настройка, обслуживание и расчеты давления, объема теплоносителя.

Настройка бака для работы в системе отопления, учет перепадов и уровня давления

Как после монтажа запустить бачок? Необходимо правильно рассчитать уровень давления в сети, учитывая следующие показатели:

• Pст – это статическое давление, которое будет равно высоте столба воды, обусловленное высотой общей системы отопления от точки установки бака до верхнего элемента;
• P0 – это давление воздуха в газовой (воздушной) камере бака;
• Pнач – это начальное давление для подпитки оборудования;
• Pрасш – настройки для давления, создаваемого в системе;
• Pкон – уровень давления, которое создается в результате дополнительной подпитки;
• Pкл – уровень давления для предохранительного клапана (для частных домов такое давление может составлять 3 бара);
• Pмакс – уровень максимального рабочего давления, на которое рассчитан теплообменник котла (именно он самый чувствительный к этому параметру элемент всей отопительной сети).

Пример расчета

Особенности расчета системы включают в себя такие шаги:

1. Сначала надо определить давление: Pст = 4 / 10 = 0,4 бар.
2. Далее в камеру накачивается воздух, давление которого определяется по формуле P0 = Pст+ 0,2 бар, или P0 = 0,4 + 0,2 = 0,6 бар.
3. Для одноэтажного дома значение Р0 можно принимать равным «1», так как расчетное значение 0,6 бар.
4. Затем бак подключается к системе, в его полости создается начальное давление Р нач., рассчитываемое при помощи формулы: Pнач> или = P0 + 0,3 бара или Pнач = 1 + 0,3 = 1,3 бар.
5. Далее включается отопительный котел до температуры в 80 градусов, из системы полностью удаляется весь воздух, теплоноситель, поступая в бак, создает определенное давление. Для расчета необходимого конечного давления в системе надо воспользоваться формулой Pкон

Расширительный бак: секреты выбора для отопления дома или квартиры

Наверное, ни для кого не секрет, что на сегодняшний день существует два варианта систем отопления – центральное и индивидуальное. Первый тип получил широкое распространение в многоквартирных жилых домах, а также промышленных и коммерческих строениях, а второй обычно был уделом жителей частных построек. Но в XXI веке индивидуальная отопительная система занимает всё более значимое место, приобретая популярность даже у жителей «многоэтажек». Одним из главных отличительных черт подобной схемы обогрева является немалое число элементов в её составе, а также необходимость постоянного контроля со стороны владельца. О тонкостях установки и подготовке оборудования написано немало статей, поэтому редакция Homius избрала своей целью иную тему. Объектом нашего сегодняшнего обзора будет расширительный бак для отопления – устройство, которому не всегда уделяется достаточное внимание при монтаже оборудования. Если вы хотите не только сделать своё жилище тёплым, но и позабыть об определённых проблемах с безопасностью – рекомендуем тщательно изучить материал этой статьи!

Функция прибора: зачем нужен расширительный бак для отопления

В первую очередь, хотелось бы объяснить, почему этому элементу системы отопления требуется уделить достаточно внимания каждому домовладельцу, в чём смысл его установки и использования. Для этого давайте обратимся к простейшим физическим основам, известным каждому человеку ещё со школьной скамьи. Жидкость-теплоноситель (в нашем случае вода) имеет свойство расширяться и увеличиваться в объёме при нагреве. При этом она оказывает повышенное давление на трубы и радиаторы отопления, постепенно находя путь наружу. В итоге, кипяток прорывается через ослабленный участок внутрь комнаты. Последствия, думаем, ясны без лишних описаний. Расширительный резервуар, в свою очередь, позволяет увеличить внутренний объём, что компенсирует возможный рост давления. Таким образом, главная функция расширительного бака – сохранение целостности системы отопления.

Статья по теме:

Как выбрать газовые котлы для отопления частного дома. В публикации мы рассмотрим где установить оборудование, разновидности котлов, особенности монтажа, нюансы выбора стабилизатора напряжения для устройств и рекомендации специалистов.

Виды расширительных баков

Понимая теперь всю значимость подобного оборудования, у читателя возникает новый резонный вопрос: «Какой вид бака лучше приобрести для дома?». Для полного ответа сначала понадобится изучить варианты изделий, существующих на современном отечественном рынке. Давайте же безотлагательно приступим к обзору.

Такие приборы становятся всё более распространёнными. Их можно приобрести в крупных торговых сетях, например, «Leroy Merlin» или «Моя родня»

Открытый тип – массово популярный, элементарно простой

Эта модификация является наиболее распространённой и доступной не только в нашей стране, но и по всему миру. Она настолько проста, что любой человек способен сделать подобный прибор в домашних условиях. Конструктивно открытым расширительным баком может служить любая ёмкость, имеющая входное отверстие для попадания внутрь теплоносителя, а также вырез в верхней части для испарения жидкости. Соответственно, при увеличении давления вода проникает в расширитель, частично испаряется, а при падении температуры – возвращается назад в систему для дальнейшей циркуляции.

Несмотря на простоту, лучше приобрести модель заводского изготовления – она надёжнее и удобнее в эксплуатации

Обратите внимание! Немало трудностей обладателям открытых моделей может доставить такая особенность как периодическое исчезновение жидкости из бака путём испарения. Чтобы избежать проблем, приходится дополнять объём, доливая воду внутрь ёмкости через отверстие в верхней части приспособления.

Закрытый тип (мембранный бак) – готов к серьёзным испытаниям

Если предыдущий вариант подходит в большей степени для отопления с естественной подачей воды в трубы, то следующий, более продвинутый номинант подходит и для сложных задач. Секрет в том, что конструкция мембранного расширительного бака включает в себя две камеры, различные по своему составу и свойствам. Первая, внешняя, заполнена либо обыкновенным воздухом, либо инертным газом (в зависимости от ценника). Вторая, внутренняя, представляет собой полое пустое пространство, куда и попадает со временем теплоноситель. Между полостями располагается мембрана, изготавливаемая из пластичной резины. Изначально в аппарате закрытого типа создаётся определённое давление. При попадании во внутреннюю полость бака воды, мембранная перегородка изменяет свою форму, поддерживая нормальную работу системы. При остывании газ или воздух из внешней камеры расширяется и выталкивает жидкость из расширительного бака. Благодаря такому устройству, закрытому расширительному баку удаётся компенсировать нагрузку, создаваемую циркуляционным насосом или иным искусственным нагнетателем.

Монтаж мембранного расширителя требует немалой сноровки и знаний, а в идеале – услуг профильного специалиста

Важно также отметить тот факт, что данный вид приборов имеет два подвида.

• Первый, с мембраной в форме диафрагмы (диска). Имеет более доступную стоимость, но при поломках изделие ремонту не подлежит.

Невысокие показатели пластичности негативно сказываются на доступном полезном внутреннем объёме оборудования

• И второй, с мембраной в форме «груши» (баллона). Отличается простой системой замены износившейся перегородки и большим объёмом внутренней камеры.

Подобная форма позволяет также экспериментировать с различными значениями давления для выбора идеального варианта

Важно знать! Производители мембранных баков разработали специальную цветовую идентификацию, позволяющую выбрать подходящий для конкретных целей прибор. Для водоснабжения используется синяя или голубая краска, а для интересующего нас отопления – только красный цвет. Помните это, рассматривая интересующую продукцию, и не попадайтесь на уловки продавцов!

Аккумуляторный тип – для самых расчётливых хозяев

Это необычное изобретение не снискало пока широкой популярности у жителей нашей страны, однако оно достойно упоминания. Особенностью и основной функцией данного «чуда техники» является накопление теплоносителя в своём корпусе и последующая его передача в необходимый момент внутрь системы. Соответственно, аккумуляторный расширитель не борется с избыточным давлением, он попросту улучшает эффективность отопления в доме или квартире.

Высокотехнологичное устройство способно хранить воду различной температуры, подавая её в систему по заданным заранее «сценариям»

Время расчётов — как определить необходимый объём расширительного бака

Разобравшись с классификацией и выбрав наиболее подходящий для ваших целей вариант, необходимо рассчитать минимально допустимый объём бака. Для комфортной эксплуатации отопления достаточно ёмкости, вмещающей 10% от объёма теплоносителя в системе. Чтобы посчитать количество всей воды в трубах и радиаторах, применяют два вариативных способа:

• измерение литража при непосредственном заполнении системы водой либо иным теплоносителем;
• расчёт вместительности всех труб и радиаторов, находящихся в отопительном контуре.

Для подобных целей можно использовать канистры либо иные ёмкости, объём которых уже известен

Для вычисления объёма трубопроводов используйте нижеприведённую таблицу:

Внутренний диаметр трубы, мм	Объём воды в 1 погонном метре, л
14	0,1539
16	0,2011
18	0,2545
20	0,3142
22	0,3801
24	0,4524
28	0,6158
32	0,8042
36	1,0179
40	1,2566
50	1,9635

Для расчета объёма батарей отопления можно использовать следующие усреднённые значения:

Материал радиатора	Объём жидкости в 1 секции, л
Чугун	1,7
Биметаллический сплав	0,25
Алюминий	0,45

Обратите внимание! Иногда у домовладельцев нет времени для длительных расчётов. В подобных ситуациях неоценимую помощь способны оказать онлайн-калькуляторы, широко распространённые на просторах интернета.

Выполнив все необходимые вычисления, можно сразу же найти 10% от этого значения. Либо воспользоваться специальной формулой, которая даст более точный и объективный результат:

V= VL · β / D

• VL – вместимость отопительной системы, л;
• β – коэффициент расширения жидкости;
• D – эффективность расширительного бака.

Чтобы вычислить последний показатель в формуле, производим следующий расчёт:

D = (PV-PS) / (PV-1),

где PV – максимальное значение рабочего давления в системе, бар; PS – давление в баке без нагрузки, бар.

В качестве жидкости для отопления может применяться специальный антифриз, имеющий свой показатель коэффициента расширения

Монтажные хитрости: особенности выбора места для размещения бака, методы его установки и тонкости обслуживания

Следующим шагом станет выбор места, где впоследствии будет установлен расширительный бак. Для каждого из рассмотренных нами вариантов существует своя специфика:

Вид	Место для монтажа
Самая высокая точка в отопительной системе (за счёт этого дополнительно удаляется из системы лишний воздух)
Прямой участок трубы перед циркуляционным насосом

Приступая к установке открытого бака, нужно постараться, чтобы он располагался над котлом. Так вы сэкономите место, соединив два устройства прямой трубой, а также повысите общую эффективность системы. Также не забудьте обеспечить отвод в канализацию из верхней части резервуара – в противном случае он может протекать либо даже разрушиться.

Монтаж подобного оборудования можно осуществлять самостоятельно, особое внимание уделите герметичности соединений

Для установки мембранного расширительного бака потребуется куда больше сноровки и свободного времени.

Иллюстрация	Описание действий
	Определяем оптимальное место в отопительном контуре и, если необходимо, готовим крепления (можно из подручных материалов, как показано на скриншоте)
	Подготавливаем так называемую группу безопасности, состоящую из регулирующих инструментов
	Соединяем все элементы воедино, применяя при этом герметик, монтажный лён или иные составы для изолирования теплоносителя
	Открываем все шаровые краны и заполняем систему жидкостью. Всё готово, можно пользоваться

В процессе эксплуатации необходимо периодически освобождать резервуар от воды, чтобы предотвратить обширную коррозию. Также не лишним будет время от времени контролировать текущее давление, особенно если у вас установлен расширительный бак закрытого вида.

Наличие сливного крана обеспечит лёгкое и своевременное избавление от лишнего объёма воды и воздуха

В случае поломок или разрушений возможен ремонт, но обычно это касается мембранных приборов. Осуществляется он следующим образом: https://youtu.be/cVjOaXyYy9M Статья по теме:

Водяное отопление частного дома своими руками: схемы и особенности монтажа, достоинства и недостатки водяных систем, нормы и требования к ним, основные элементы, виды систем — читайте в публикации.

Достоинства и недостатки различных типов расширительных баков для отопления

Прежде чем окончательно определиться с тем, бак какой конструкции лучше всего подойдёт для вашего дома или квартиры, нужно взвесить все «за» и «против». Именно этим мы сейчас и займёмся, сравнив сильные и слабые стороны рассмотренных ранее образцов оборудования.

Открытый расширительный бак
Достоинства	Недостатки
Простота самостоятельного изготовления и установки	Возможно возникновение завихрений, приводящих к механическому повреждению аппарата
Доступные цены на имеющиеся заводские изделия	Высокая вероятность замерзания теплоносителя при несоблюдении температурного режима
Не требует установки предохранительных элементов, т.к. имеет контакт с воздухом в помещении	Необходимость периодически подливать жидкость в бак при её обширном испарении
Обладает способностью выводить не только лишнюю воду, но также и излишний воздух	Невысокий, в сравнении с конкурентами, КПД
Лёгкое обслуживание и малый риск поломок	Невозможность использования антифриза и иных специализированных жидкостей

В качестве материала для изготовления агрегата можно использовать старый баллон или даже глушитель от автомобиля – лишь бы сохранялась герметичность

Закрытый расширительный бак
Достоинства	Недостатки
Возможность регулирования уровня давления	Необходимость постоянного наличия электроэнергии для работы насоса
Ввиду отсутствия испарения нет нужды в контроле за уровнем воды в системе отопления	При установке в домах со старыми трубами и радиаторами высок риск нарушения герметичности
Более долгий срок полезной службы в сравнении с открытым видом	Требует добавления большого числа элементов, отвечающих за безопасность
Эффективно работает с любыми видами теплоносителей	Требователен к герметичности стыковых соединений, при несоблюдении – быстро наполняется воздухом
Большинство моделей имеют разборный корпус, что позволяет заменить износившуюся мембрану	Более высокая стоимость, т.к. самостоятельно изготовить подобное изделие практически невозможно

Мембранный бак обладает приятным дизайном, который можно с лёгкостью использовать в интерьере любого дома или квартиры

Выводы

Вот и подошло к концу наше небольшое исследование. Надеемся, что читатели почерпнули для себя немало полезных сведений. От себя добавим, что при покупке закрытого расширительного бака стоит обратить внимание на продукцию фирм Reflex, Aquasystem, Zilmet и Wester – на сегодняшний день их изделия являются лучшими в своём роде. В заключение хочется отметить, что установка расширительного бака в современных условиях остаётся весьма актуальной для любого домовладельца, стремящегося сделать отопление в своём жилье не только качественным, но и безопасным.