Расширительные баки, гидроаккумуляторы, для систем отопления и водоснабжения

Расширительные баки закрытого типа и гидроаккумуляторы имеют примерно одинаковую конструкцию: прочная металлическая оболочка, разделенная внутри резиновой мембраной на две секции.

В одной секции находится вода, в другой воздух. При увеличении давления воды воздух сжимается, размер секции с воздухом уменьшается, а мембрана прогибается, вода вытесняет воздух. У прибора с одной стороны имеется подключение к системе водоснабжения, с другой – золотник для подкачки воздуха.

Но названия приборам присваивается не из-за конструктивных особенностей, а по предназначенияю.

Предназначение

• Расширительные баки предназначены для компенсации расширения воды вследствие нагревания в схемах отопления, а также горячего водоснабжения (ГВС).
• Гидроаккумуляторы предназначены для аккумулирования объемов воды под давлением в системах водоснабжения, в которых имеется напорный насос, для уменьшения частоты включения этого насоса и для сглаживания гидроударов. Дополнительная функция – запас воды пищевого качества до 1/3 от общего объема бака.

Нюанс в том, что и для горячего и для холодного водоснабжения применяется один и тот же прибор, но называться он может по разному, в зависимости от того что делает в конкретной схеме — либо накапливает (аккумулирует) запас воды, либо берет ее излишек при тепловом расширении.

• Особенность конструкции гидроаккумулятора чаще в том, что внутри находится не мембрана, а груша из пищевой резины, которая и закачивается водой. Вода с корпусом бака не контактирует.
• Расширительный бак для системы отопления выполнен с мембраной из технической резины, которая делит корпус на два отсека, а теплоноситель (не всегда вода) контактирует и непосредственно с корпусом.

Как различать

На вид все мембранные баки схожи между собой. Бытует мнение, что для системы отопления – красные, а водоснабжения – синие. Но оно не до конца верно, так как отдельные производители применяют другие цвета.

На самом деле приборы можно различить между собой только по техническим характеристикам, которые указаны на шильдиках на самих приборах:

• Все приборы для водоснабжения, в том числе и для ГВС – невысокая температура – до 80 град С, но повышенное давление – до 12Атм;
• расширительные баки для отопления – повышенная температура – до 120 град С, но низкое давление до 4 Атм.

Как работают схемы аккумуляции воды

Гидроаккумулятор в схеме водоснабжения сглаживает скачки давления, которые возникают при заборе воды из системы, т.е. при открытии крана, и уменьшают количество включений насоса, которое не должно быть более 50 раз в 1 час.

При заборе воды в объеме чашки, гидроаккумулятор отдаст этот объем, давление в системе понизится, но не на столько, чтобы реле давления включило насос. При заборе большего объема (например в объеме ведра), давление упадет на столько, что включится насос и наполнит прибор.

Расширительный бак в системах горячего водоснабжения и отопления принимает лишний объем воды возникающий при ее нагревании.

Если бы не было подобного устройства, то в нагревающейся замкнутой схеме очень быстро бы поднялось давление выше критического, так как жидкость практически не сжимается. Это приводило бы к сбросу воды с аварийного клапана давления, который обычно настраивается на давление в 3 атм.

На практике, если такой клапан постоянно пропускает воду, то это свидетельствует о неисправности аккумулирующего устройства. Если аварийный клапан отсутствует, то при нагревании произойдет разрушение самого слабого места системы.

Когда в системе горячего водоснабжения нужен расширительный бак

Это закономерный вопрос, ведь горячее водоснабжение может выполнятся по разному. Если имеется проточный нагреватель, например газовый двуконтурный котел, который нагревает струю воды непосредственно при ее заборе, то естественно расширительный бак не нужен.

Если в системе вода нагревается в замкнутом бойлере большой емкости (более 100 литров) то тогда требуется установка расширительного бака в дополнение к предохранительному клапану. На который надеяться не правильно, так как он вовсе не рассчитан на частое срабатывание и при частых включениях просто начинает течь.

Как подобрать объем прибора для отопления

Основной вопрос, который возникает у пользователя — какой объем такого водо-аккумулирующего устройства нужен? При этом пользователь хочет приобрести меньший объем, так как он дешевле. Но приобретать нужно тот, который подходит по расчету.

Объем расширительного бака для отопления будет зависеть от объема теплоносителя в системе, давлений – предельного и установленного.
Формула для расчетов объема приведена на фото:

Объем теплоносителя указан в проектных данных, или его можно высчитать сложив все внутренние объемы элементов системы, наконец, в готовой системе его можно посчитать при заливке ведрами.

Для домашней системы — расчет объема «без лишних мучений» — 1/10 от залитого теплоносителя.

Какое предварительно давление нужно задать

На заводе-изготовителе обычно воздушную камеру заполняют азотом до давления 1,5 бар. Мембрана при этом прогибается и ее видно через штуцер подключения. Сохранность заводского давления свидетельствует о том, что мембрана целая и прибор пригоден к работе.

Но в дальнейшем мембранный бак необходимо подготовить для работы в конкретной системе. Существуют следующие правила определения давления :

• В системе холодного водоснабжения гидроаккумулятор накачивается воздухом на 0,2 атм. меньше, чем нижняя настройка реле давления насоса. Чаще нижнее значение реле давления – 1,4 атм. (давление включение насоса) а верхнее – 2,8 атм. Соответственно первоначальное давление в приборе – 1,2 атм. Такая настройка позволит избежать гидроударов при разборе воды и быстрого износа мембраны.
• В системе горячего водоснабжения расширительный бак накачивается воздухом до давления больше, чем давление, при котором насос выключается (верхний предел срабатывания реле давления). В этом случае бак не будет отдавать остывшую воду в систему водоснабжения. Но застоя воды бояться не стоит, прибор сделан так, что груша постоянно омывается потоком свежей воды.
• В системе отопления – воздушная камера расширительного бака закачивается до давления на 0,2 атм. меньше, чем давление в холодной системе отопления. Обычно «холостое» давление в системе 1,5 атм, соответственно предварительно накачивается до давления 1,3 атм при холодной системе.

Как устанавливается

Обычное правило, что подключение к системе любого мембранного бака должно быть снизу, а воздушная камера сверху.

Но следует взять во внимание, что гидроаккумулятор можно разворачивать как угодно, подсоединение к водопроводу может быть, и сверху, и сбоку, ничего особенного в этом нет, если не имеется возражений производителя.

А подключение к отоплению должно быть только снизу прибора. Если это не соблюсти, и расположить воздушную камеру снизу, то при выходе из строя мембраны, при появлении в ней трещин, воздух тут же уйдет в систему отопления и завоздушит ее. Если же воздушная камера будет сверху, то и при растрескивании мембраны ничего страшного не произойдет, прибор сможет еще работать очень долгое время в обычном режиме.

На фото приведен пример схемы отопления с подключением в ней расширительного бака закрытого типа.

Как подключить гидроаккумулятор для отопления – правила расчета и схема

Для нормализации давления в системе отопления используется целых ряд устройств. Но важнейшим из них является расширительный бак или гидроаккумулятор. Его конструкция дает возможность в автоматическом режиме стабилизировать показатели давления теплоносителя при изменении температурного режима.

Назначение

Гидроаккумулятор устанавливается только для систем отопления закрытого типа. Они характеризуются высоким давлением воды, которое происходит вследствие ее нагрева. Поэтому при превышении допустимого показателя необходима система компенсации. Для этого и предназначен гидроаккумулятор.

Он представляет собой стальную конструкцию, которая внутри разделена на две камеры. Одна из них предназначена для заполнения водой из системы отопления, а вторая служит воздушным компенсатором. Для установки оптимального показателя давления в воздушной камере в гидроаккумуляторе предусмотрен клапан. С его помощью изменяют степень нагнетания воздуха, тем самым адаптируя устройство под параметры конкретной системы отопления.

Камеры разделяет эластичная мембрана или баллон из резины. При поднятии температуры воды в трубах выше критической происходит скачок давления. Жидкость, расширяясь, начинает давить на стенки разделительной мембраны. Она же, в свою очередь, под действием этой силы увеличивает объем заполнения водяной камеры. Это приводит к нормализации давления внутри всей системы.

Правила подключения, схема

При монтаже гидроаккумулятора следует руководствоваться определенными правилами. Прежде всего – необходимо выбрать участок в тепловой магистрали, где он будет установлен. Специалисты рекомендуют монтировать расширительный бак в обратную трубу с охлажденной водой. Но в то же время он должен быть установлен до насосного оборудования. Общая схема монтажа выглядит следующим образом.

Как видно, в качестве защиты магистрали от перепада давлений жидкости на выходе из отопительного оборудования установлен предохранительный клапан. Он выполняет те же функции, что и гидроаккумулятор, но рассчитан на более высокие скачки давления. Расширительный бак необходим для нормализации работы отопления при небольших перепадах давления.

Перед началом монтажа следует учесть следующие особенности:

• Выбор места установки. Основным требованием к нему является свободный доступ к устройству. В особенности это касается регулировочного клапана воздушной камеры.
• На участке между насосом и расширительным баком не должно стоять другой запорной или регулирующей арматуры. Она может внести существенные изменения в гидравлическом сопротивлении.
• Температура в помещении, где устанавливается гидроаккумулятор, не должна быть ниже 0°С.
• Его поверхность не должна испытывать механические нагрузки или внешние воздействия.
• Срабатывание редуктора давления на выпуск воздуха из камер должно быть установлено согласно параметрам отопительной системы.

Руководствуясь этими правилами можно самостоятельно установить расширительный бак. Но при этом следует соблюдать правила подключения, использовать изделия из качественного материала и рассчитать оптимальный объем бака.

Для расчета необходимо знать общий объем системы отопления, оптимальную и максимальную величину давления в ней, а также коэффициент расширения воды. Формула для вычисления величины гидроаккумулятора мембранного типа:

• е – коэффициент расширения воды – 0,04318;
• С – общий объем системы отопления;
• Pi – начальное давление;
• Pf – максимальное давление.

Рассмотрим пример расчета для отопления с общим объемом 500 л, оптимальным показателем давления в 1,5 бар, а максимальным – 3 бар.

В данном случае оптимально подобрать гидроаккумулятор общим объемом 50 л.

Эта методика позволит правильно выбрать и подключить расширительный бак для системы отопления закрытого типа.

Гидроаккумулятор для теплого пола

У нас нагревается этот теплоаккумулятор (ночью, при помощи ночного тарифа).

Когда утром мы его отключаем, у нас есть определенный запас тепла, которое мы в течении дня снимаем с воды, которая там нагрелась, и пускаем его в пол.

По моим наблюдениям при морозе в -10 теплоаккумулятор теряет 2-3 ºС в час. Таким образом, остывая в течении дня, теплоаккумулятор подогревает полы и температура в помещении остается комфортной.

Как объем теплоаккумулятора нужен

Если говорить коротко оптимальный объем теплоаккумулятора около 2 тонн мы изготавливаем наши теплоаккумуляторы емкостью 1.7 Т

исходя из размеров листа металла чтобы было минимум обрезков и перерасхода материалов

Объем теплоаккумулятора можно достаточно легко высчитать на теплоемкость воды и понимая сколько наш теплоаккумулятор на время ночного тарифа может себя накопить энергию и другими словами тепла

Достаточная Толщина стяжки теплого пола

• теплый пол у вас должен быть определенной толщины. То есть сама плита, где у вас разложены трубы теплого водяного пола, должна быть толстая.
• Потому что в этом случае наша плита будет энергоемкой, будет накапливать тепло.

Не высокие теплопотери дома

Как показывает наш опыт теплоаккумулятор связки с теплыми водяными полами работает максимально эффективно при условии если теплопотери вашего дома составляет не больше 7 кВт в час .

На примере дома каркасного 150 м квадратных могу сказать что средние теплопотери получается около 5 кВт в час разница температуры внутри дома и на улице примерно 40 градусов. К То есть у нас в доме + 20 а на улице -20.

Нужен ли вообще теплоаккумулятор для теплого пола?

Это вопрос риторический если у вас стоит задача экономить на отопление при помощи электричества и вас есть ночной тариф теплоаккумулятор для тёплого водяного пола однозначно нужен

Если у вас есть магистральный газ то вы можете тёплые полы подключать напрямую к вашему газовому котлу никакого теплового аккумулятора или буферной емкости здесь не нужно

Почему важно что бы теплые водяные полы были по всей площади первого этажа

Когда мне звонят заказчики не спрашивают А нужно ли обязательно делать тёплые водяные полы которые подключены в теплоаккумуляторов во всём доме или я могу сделать только на кухне и в коридоре.

Здесь как раз получается очень важный момент я всё время об этом повторяю. К тёплой полы работают эффективно на низкой температуре и при условии что вся площадь первого этажа излучает тепло То есть другими словами по всей площади пола первого этажа вашего дома должны быть уложены в тёплые водяные полы.

Именно в таком случае мы получаем максимальную эффективность от системы низкотемпературного отопления отопления Именно таким и является, я и снимая максимально тепло со всей площади пола первого этажа на одном прогревается равномерно

То есть, даже когда теплоаккумулятор остыл, пол в течение какого-то времени (возможно, день или два) будет отдавать накопленное тепло в помещение. В моем случае теплоаккумулятор где-то в 3-4 часа дня уже остыл, бетонная стяжка толщиной 25 см как раз и поддерживает температуру в 23-24 ºС где-то до 11-12 вечера.

Как управлять температурой теплых полов

Управление температурой в тёплых полах именно в теплых водяных полах обращай на это внимание регулировать Нужно обязательно Мы достигаем несколькими способами.

Первый способ это управление температурой подачи теплоносителя в наше трубы пола. Когда нас теплоаккумулятор с утра максимально заряжен То есть он горячий температура должна быть искусственно ограничена А вечером когда теплоаккумулятор уже остывает то нам нужно подавать температуру в нашей полы без ограничения.

И вот здесь как раз нам на помощь приходит трёхходовой клапан Или другими словами термостатическая головка к поставляемым порог температуры на которой мы можем четко регулировать теплоноситель его температуру.

Как тепло снимается из теплоаккумулятора в теплые водяные полы

Внутри нашей буферной емкости теплоаккумулятора у нас установлено Вот такая вот трубка надеваемая теплообменником через неё мы снимаем тепло и уже насосом и заканчиваем наши теплые водяные полы диаметр теплообменника мы подбираем исключительно под каждую конкретную задачу и конкретный дом.

Внутри нашей буферной емкости теплоаккумулятора у нас установлено Вот такая вот трубка называемая теплообменником через неё мы снимаем тепло и уже насосом и заканчиваем наши теплые водяные полы диаметр теплообменника мы подбираем исключительно под каждую конкретную задачу и конкретный дом.

Мне постоянно при звонках дают один и тот же вопрос А почему мы не используем воду напрямую с теплоаккумулятора и не продаём её полы. К а здесь всё очень просто во-первых у нас в системе существует давление около 2 атмосфер и во-вторых у нас система залит пропилен гликоль другими словами антифриз если мы будем полы спускать воду с теплоаккумулятора и при условии какой-то форс-мажорные ситуации.

У нас вода в трубке замерзли ситуация будет весьма плачевное и придётся разбирать стяжку искать протечку то есть то место где наша вода расширилась и надломила трубы теплого пола.