Как изготовить расширительный отопительный бак своими руками

Расширительный бачок

Схема устройства расширительного бака.

В любой системе отопления, заполненной водой, нельзя обойтись без расширительного бака. Вода при нагревании увеличивается в объеме. Для компенсации излишков воды и предназначен бачок. Газовый котел промышленного изготовления комплектуется таким бачком мембранного типа.

Обычно емкость его составляет 6-8 литров. Для отопления большого дома этого может быть недостаточно. Чтобы отопление работало бесперебойно, требуется установка дополнительного расширительного бака. Иначе может произойти сброс воды из системы в аварийном порядке. Это приведет к полной ее остановке.

Дополнительный расширительный бак лучше устанавливать достаточно большого объема – 10-30 литров. Его можно купить в готовом виде, можно сварить из листового металла или приспособить подходящую по объему емкость. Для его монтажа в работающую систему необходимо котел отключить, воду слить. Чтобы избежать этих сложностей, лучше устанавливать расширительный бак во время монтажа системы отопления.

Устанавливается он в том месте системы, где наименьшее давление. Таким местом является так называемая обратка. В частном доме чаще всего устанавливают его на чердаке. Там он никому не мешает, не занимает жилого пространства. Излишки воды, образуемые при повышении температуры, будут поступать в эту емкость, система будет работать бесперебойно. Через этот же бак можно заполнять систему в начале отопительного сезона. Схема установки расширительного бака на рисунке 3.

Расширительный бак может быть открытого и закрытого типа. Открытый используются в системах с естественной циркуляцией теплоносителя, закрытый – в системах, оснащенных насосами. Открытые баки устанавливаются в самой верхней точке системы, чаще всего на чердаке частного дома. Закрытый бак может устанавливаться в любом месте, чаще всего где-то в углу дома на полу. Присоединяется такой бак к обратной ветке системы трубами диаметром не менее 20 мм.

Отсутствие расширительного бака может привести к значительному повышению давления в системе за счет увеличения объема разогретой воды, что может стать причиной разрыва труб. А это ведет к большим затратам на проведение ремонта.

Разводка водяного отопления.

Для открытой системы распространен метод установки различных готовых и самодельных емкостей в качестве расширительного бачка. Эта конструкция предельно проста. В такой бак легко добавлять воду, которая в процессе работы отопления немного испаряется.

Расчет расширительного бака производится по правилу: его емкость должна равняться 10 процентам от емкости всей системы отопления. Как же определить емкость всей системы? Самый простой способ – снять показания счетчика воды при заполнении системы. Более точные математические методы расчета приводить нет смысла, так как они очень сложны.

При использовании в качестве теплоносителя антифриза вместо воды, следует делать расширительный бак вдвое больший по объему. Можно использовать топливный бак от грузового автомобиля, нержавеющий бак от стиральной машины. Можно сварить его из листов стали толщиной 2-4 мм, из металлической бочки или отрезка трубы большого диаметра. Главный стояк системы присоединяют к дну бака или к его боку.

Система водяного отопления позволяет обеспечить комфорт в доме. Но без расширительного бачка она может очень быстро выйти из строя. Соорудить такой бак – не проблема. Его можно сделать из листового металла. Даже точные расчеты для этого не нужны. Многие с успехом используют подходящие емкости в виде автомобильных топливных баков и других вместительных сосудов. Их установка значительно продлевает срок службы отопительной системы.

Монтаж отопительной системы

Рисунок 3. Отопление частного дома своими руками.

Монтаж системы отопления целесообразно начать с составления схемы, в которой должна быть указана подробная разводка труб и радиаторов, все необходимые расчеты относительно количества материалов. Образец подобной схемы на рисунке 1. Радиаторы принято размещать под окнами.

Трубы нужно постараться расположить таким образом, чтобы избежать лишних изгибов и поворотов, приводящих к снижению эффективности работы системы отопления. Нужно наметить на схеме самую высокую точку системы. В этом месте устанавливается расширительный бак для отопления.

Прокладывание труб не представляет особой сложности. Труба от котла выводится до радиатора. Устанавливается и присоединяется сам радиатор. Затем идет прокладка трубы к следующей батарее. Процедура повторяется несколько раз. Каждый радиатор желательно оснастить краном, с помощью которого можно будет в процессе эксплуатации системы отопления избавляться от возможных воздушных пробок.

Схема расположения нагревательных элементов теплого водяного пола.

Замыкается контур в том же котле, откуда началась разводка. Котел рекомендуется оснастить фильтром для очистки воды, иногда – насосом для циркуляции воды. В отопительной системе необходимо предусмотреть установку систем слива и наполнения ее водой. Первоначальный запуск системы желательно производить в присутствии грамотного специалиста.

Вместо установки традиционных радиаторов можно оборудовать теплый обогреваемый пол, проложив металлопластиковые или полипропиленовые трубы под напольное покрытие. По трубам будет циркулировать горячая вода и передавать свое тепло помещению. Схема теплого пола на рисунке 2.

Обустройство отопления в целом желательно делать с привлечением опытного в этих делах человека, чтобы потом не сталкиваться с лишними проблемами в процессе эксплуатации. Водяное отопление примерно на 20 процентов дешевле печного. Обратная линия прокладывается у самого пола, иногда под ним. Трубы подачи горячей воды располагают выше радиаторов, обычно у самого потолка. Расположенные под полом или на чердаке участки труб желательно утеплить, чтобы исключить их промерзание зимой.

Трубы можно использовать стальные или металлопластиковые. Для стояков годится диаметр ¾ или 1 дюйм. Для разводки подойдут трубы в половину дюйма. Горизонтальные трубы прокладываются с уклоном в 0,1 градуса в сторону движения горячей воды.

Варианты водяного отопления

Рисунок 2. Схема устройства водяного теплого пола.

Чаще всего дом оборудуется водяным отоплением. Варианты существуют такие: подключиться к системе водоснабжения и канализации, если есть такая возможность, и создание автономного отопления. Для подключения к централизованной системе нужно оформить некоторые документы и получить соответствующие разрешения. Автономные системы отопления имеют ряд вполне решаемых проблем, требующих финансовых вложений, небольшого расчета и большого труда.

Оборудование водяного отопления требует выполнения некоторых предварительных работ. Чаще используется система естественной циркуляции теплоносителя, которым обычно является обыкновенная вода. Здесь не требуются дополнительные насосы. Из батарей в котел поступает остывшая вода и вытесняет воду горячую, которая поступает в радиаторы отопления. Такая циркуляция происходит непрерывно. Для этого разница температур горячей и остывшей воды должна составлять примерно 25 градусов.

Достигнуть такого результата можно путем размещения отопительного котла в подвале дома. Если такой возможности нет, то котел размещают в цокольном этаже не выше батарей. Система эта называется двухтрубной, так как горячая и остывшая вода подаются по разным трубам.

Расширительный бак своими руками

Чертеж открытого расширительного бака

Можно ли и как сделать расширительный бачок для отопления? В силу сложности конструкции закрытого типа в домашних условиях ее изготовить затруднительно. Поэтому рассмотрим технологию и порядок действий для сварки открытой емкости для отопления.

В качестве материала изготовления лучше всего выбрать листы нержавеющего железа. Однако могут возникнуть трудности с их сваркой. Поэтому для производства расширительного бачка для отопления только своими руками чаще всего используют оцинкованный металл. Толщина листов обычно составляет от 0,8 до 1,5 мм.

Объем конструкции должен составлять 5% от общего количества воды в системе. Также нужно учитывать степень расширения теплоносителя. Для воды этот показатель равен 0,3% на каждые 10°, т.е. если общий объем теплоносителя составляет 300 л, то вместимость расширительного бака должна быть не менее 15 л. Исходя из этих данных, определяются габариты будущей конструкции.

Для того чтобы сделать расширительный бак для отопления самостоятельно нужно выполнить следующие действия:

• Составить чертеж с учетом рассчитанного объема емкости;
• С помощью «болгарки» вырезать из листов заготовки. Нужно помнить, что при формировании сварочных швов фактические размеры бака будут меньше;
• Вырезаются отверстия для последующей сварки патрубков, выполняется их монтаж;
• Соединение стенок конструкции, проверка герметичности.

Для защиты от попадания мусора и предотвращения испарения теплоносителя рекомендуется установить верхнюю крышку. С ее помощью можно осуществлять ревизию расширительного бачка открытого типа.

Расширительный бак своими руками

Как изготовить расширительный отопительный бак своими руками

• Расширительный бак открытого типа
• Устройство бачка открытого типа
• Расширительный бак закрытого типа
• Как изготовить бак своими руками
• Список инструментов и материалов
• Технология установки бачка в системе

Сегодня в большинстве домов и квартир проведена своя система водяного отопления. Данная конструкция требует от владельцев правильного ее размещения, эксплуатации. Некоторые люди, которые хорошо учили в школе физику, знают, что вода при нагревании обладает свойством увеличиваться в объеме. Для того чтобы снизить водную нагрузку на трубы и всю систему, необходимо применять расширительные баки. Они нужны для задерживания и отведения излишнего количества воды. Любая система отопления имеет свой резерв вместимости, особенно если она замкнутая.

Сделать расширительный бак для отопления дома можно самому. Такая конструкция не нуждается в правильном размещении или эксплуатации.

Если данный резерв на пределе, то это способствует повышению гидравлического давления, что может повлечь за собой разрушение всей конструкции и оборудования. Следует рассмотреть более подробно что представляет собой расширительный бак, основные его виды, принцип работы расширительного бака мембранного отопления.

Расширительный бак — это часть водяного отопления. Он представляет собой емкость, которая принимает горячую воду, увеличивающуюся в объеме. Устройство очень важно. Все дело в том, что повышение температуры воды в котле на каждые 10°С приводит к быстрому увеличению объема нагреваемой жидкости в среднем на 0,3%. Достигая температуры 100°С, объем воды должен увеличиться примерно на 3%.

Схема открытой системы отопления расширительного бака — радиатора и трубы.

Принцип работы его не сложен. Итак, расширительный бак выполняет такие функции, как: удаление излишков воды при нагревании в водосток, сбор водяных паров и воздуха, которые выделяются в котле при его работе, восполнение объема воды при ее утечке или других аварийных ситуациях, поддержание необходимого уровня гидростатического давления. Учеными доказано, что в отопительной системе с водным носителем присутствует определенное количество воздуха, в среднем 40 мг на 1 л жидкости. Но при нагревании его растворимость резко снижается, и он может выделяться в окружающую среду в виде пузырьков в объеме около 90% от первоначальных цифр.

Расширительный бак открытого типа

Перед тем как установить расширительный бак. нужно знать, какие типы его существуют, основные их преимущества и недостатки. Выделяют баки открытого и закрытого типа. Первый рекомендуется устанавливать на верхней части стояка, то есть трубы, ведущей непосредственно на чердак того или иного здания. По форме такой расширительный бак может быть различным: прямоугольным, круглым, цилиндрическим. Такой бачок должен быть изготовлен из толстой листовой стали, иметь в верхней части специальную крышку для осмотра.

Он очень часто применяется в отопительных системах. Для защиты от разрушения расширительный бак покрывается антикоррозийным слоем.

Вернуться к оглавлению

Устройство бачка открытого типа

Схема работы расширительного бака для отопления.

Открытая система бака должна включать в себя несколько патрубков: для присоединения расширительной трубы, переливной, циркуляционной и контрольной. Через первый из них вода поступает в бак, по второму убираются ее излишки, по циркуляционной трубе вода поступает в систему отопления, а контрольная трубка предназначена для удаления воздуха и регулирования уровня заполнения труб. Имеется также и запасной патрубок, который открывают в случае ремонта для сброса воды. Патрубок представляет собой небольшую трубу, которая присоединяется к основной системе для отведения воды или воздуха.

Самодельный расширительный бак должен быть такого объема, чтобы вмещать примерно 4% от объема всей воды, циркулирующей в трубах и приборах.

Вернуться к оглавлению

Расширительный бак закрытого типа

Схема монтажа насоса на подающую линию сети отопления.

В системе отопления бак мембранного типа применяется чаще. Он представляет собой емкость баллонного или плоского типа, которая внутри разделена на 2 отдела специальной мембраной. Первая предназначена для жидкости, вторая — для воздуха. Принцип работы мембранного бачка более сложен. При увеличении в системе объема поступающей воды изменяется и объемное соотношение этих двух частей бака. Осуществляется это благодаря изгибу мембраны. В первоначальном положении весь бак заполнен воздухом, мембрана при этом прижата. По мере нагревания и поступления воды в трубы мембрана начинает раздвигаться, и соотношение камер изменяется в объеме.

В воздушной же камере повышается давление, когда оно достигнет предельно допустимых значений, то в схему работы включается так называемый предохранительный клапан, с помощью чего выводятся излишки воздуха и давление в системе снижается. В норме давление должно быть равным около 3,3-4 бар. Большое значение для работы мембранного аппарата имеет и то, что расширительный бак должен быть заполнен не полностью, а не более чем на 44%.

Вернуться к оглавлению

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, ржавчины.Они 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.

Вернуться к оглавлению

Список инструментов и материалов

Чтобы изготовить самодельный бак, нужно иметь соответствующий набор инструментов. Он включает в себя: болгарку, напильник по металлу, сварочный аппарат, емкость для бачка, набор штуцеров, болты, резиновые прокладки, электроды для сваривания, масляная краска, масло или жир, щетка, горячая вода, труба сечением 20-30 см или листы стали толщиной 2,5-4 мм, латунная или бронзовая пробка, теплоизоляционные материалы, гаечный ключ, перчатки, маска для сварки.

Вернуться к оглавлению

Технология установки бачка в системе

Схема составных частей котла для отработки.

Для установки мембранного или простого бачка потребуется знать основные этапы его установки. Сперва нужно приобрести емкость (бак) нужного объема, например, 12-литровый. С помощью насоса из него выкачивается весь воздух. После этого снова накачиваем его воздухом до 1,1 кПа. Очень важно, чтобы давление в системе было выше, нежели в бачке, примерно на 0,1-0,2 кПа. Затем выключают котел из сети, закрывают все краны для подачи воды, сливают воду с батарей. Чтобы соединить бак с трубами, понадобится аппарат для спаивания, муфты и фитинги (устройства для скрепления деталей). Фитинг состоит из 2 частей: одна прикручивается к резьбе на баке, а вторая припаивается к самой трубе. Бак рекомендуется ставить там, где давление минимально.

Для этого подойдет труба, по которой вода поступает из батареи в газовый котел. Далее разрезают трубу в месте установки бака, припаивают к этой части тройник, а уже к нему приваривают трубу и запорный кран (он нужен для ремонта без слива воды). Уголки нужны для спайки и чтобы емкость можно было к ней прикрепить. После этого подключают бачок, прикрутив вторую часть фитинга. Ставить его можно в углу помещения. Далее откручивается и промывается фильтр для очистки воды. Затем открывают краны и заполняют радиаторы до давления в 1,2-1,3 кПа. Убирают излишки воздуха, включают котел для отопления. Система отопления готова.

Расширительный для отопления – типы и установка

Любая система отопления должна быть оснащена элементами, способными защитить её от гидроудара, поддерживать допустимое давление теплоносителя и компенсировать изменение его объёма. Этим задачам служит расширительный бак

Зачем нужен расширительный бак для отопления?

Для нормального функционирования отопительной системы и устойчивой циркуляции теплоносителя через все её элементы необходимо стабильное давление. Его резкие скачки приводят к нарушению гидравлического режима и неправильной работе отдельных узлов. Чтобы этого избежать, в системе предусматривают расширительный бак. Его задача – компенсировать изменение объёма теплоносителя (воды или антифриза), вызванное изменением его температуры, снизить возможность гидроудара. На изменение объёма теплоносителя влияет также его состав и соответственно температурный коэффициент. При использовании воды значение этого коэффициента в среднем составляет 4%, в случае антифриза, например этиленгликоля, – от 4,4 до 4,8% (в зависимости от концентрации гликоля в антифризе). Именно расширительный бак и является той самой ёмкостью, куда сбрасываются излишки теплоносителя, чтобы поддержать необходимое давление в сети.

В зависимости от типа системы отопления (открытая или закрытая), применяют разные расширительные баки. Сразу отметим, что открытую систему (её ещё называют системой с естественной циркуляцией – самоточной) в новых домах используют нечасто, её можно встретить в основном в старых постройках.

Бак в системе отопления открытого типа

В такой системе теплоноситель – простая вода – движется по законам физики естественным путём за счёт разной плотности холодной и горячей воды. Этому также способствует уклон труб. Теплоноситель, нагретый до высокой температуры, на выходе из котла стремится вверх, выталкиваемый холодной водой, поступающей из обратного трубопровода снизу. Так происходит естественная циркуляция, в результате которой и нагреваются радиаторы. В самоточной системе использовать антифириз проблематично из-за того, что в расширительном баке теплоноситель находится в открытом состоянии и быстро испаряется, имен но потому в этом качестве выступает только вода. При нагревании она увеличивается в объёме, и её излишки поступают в бак, а при остывании возвращаются в систему. Бак располагают в самой верхней точке контура, как правило на чердаке. Чтобы вода в нём не замерзала, его утепляют изоляционными материалами и соединяют с обратным трубопроводом во избежания закипания. На случай переполнения бака предусмотрен сброс воды в канализацию.

Расширительный бак не закрыт крышкой, отсюда и название системы отопления – открытая. Уровень воды в ёмкости необходимо контролировать, чтобы в трубопроводе не возникало воздушных пробок, приводящих к неэффективной работе радиаторов. Бак подключают к сети через расширительный патрубок, а для обеспечения движения воды предусмотрен циркуляционный патрубок. По мере заполнения системы вода достигает сигнального патрубка, на котором устанавливают

кран. Для контроля расширения воды служит переливной патрубок. Он отвечает за свободное перемещение воздуха внутри ёмкости. Для расчёта объёма бака открытого типа нужно знать объём воды в системе.

Бак в системе закрытого типа

Автономная система отопления, в которой теплоноситель приводится в движение циркуляционным насосом, называется системой закрытого типа. Её особенностью является абсолютная герметичность и отсутствие контакта теплоносителя с окружающей средой. Расширительный бак в ней также закрытый, исключающий контакт теплоносителя с воздухом.

Конструкция расширительного бака

Расширительный бак представляет собой корпус из углеродистой стали с порошковым красным, серым или белым покрытием, внутри которого расположена резиновая мембрана по типу диафрагмы или в виде баллона. Первую в основном используют в небольших ёмкостях, вторую – в крупных. Баки в заводской комплектации иногда снабжены предохранительным клапаном, защищающим систему от превышения допустимого давления. Если это происходит, клапан открывается, выпуская избыток воды. Лучше перестраховаться и убедиться, что в вашем изделии он есть. Если нет – докупить и смонтировать рядом с баком.

Расширительный бак с мембраной в виде диафрагмы. Такое устройство больше напоминает бочонок, разделённый надвое подвижной резиновой перегородкой. На производстве в верхнюю часть ёмкости закачивают воздух, который создаёт начальное давление. После подключения бака в его нижнюю камеру начинает поступать теплоноситель из сети. В тот момент, когда эластичная мембрана становится в нулевое-, спокойное положение и как бы ложится на поверхность теплоносителя, отопительная система считается полностью заполненной и готовой к запуску. Когда температура теплоносителя растёт, его объём увеличивается, и избыток сбрасывается в расширительный бак. За счёт сжатия воздуха мембрана отодвигается в воздушную камеру, благодаря чему внутреннее пространство бака становится больше, и туда поступает избыток теплоносителя. Как только теплоноситель остывает и возвращается к первоначальному объёму, воздействие на мембрану прекращается и воздух в верхней камере, не испытывая противодействия, приводит мембрану в исходное, спокойное положение, тем самым происходит автоматическая регулировка давления в системе.

Баки с мембраной баллонного типа.

В этом случае воздушная камера находится по периметру всего резервуара и окружает резиновую камеру для теплоносителя. При его поступлении последняя начинает расширяться подобно надуваемому шарику. Благодаря такому устройству бака удаётся более точно контролировать давление в системе.

Хочется отметить, что баллонные мембраны можно заменять по мере износа, а диафрагменные замене не подлежат. Очень важен материал, из которого сделана мембрана. Она должна обладать термоустойчивостью и при этом высокой эластичностью. При выборе бака следует ознакомиться с такими характеристиками мембраны, как долговечность, рабочая температура, водостойкость и соответствие санитарно-гигиеническим нормам.

Схема работы расширительного бака

Как рассчитать объём расширительного бака?

Конструкция расширительного бака не предполагает каких-либо сложных технических решений, но ошибка в расчёте его объёма способна привести к поломке оборудования и выходу из строя отопительной системы в целом: слишком большая ёмкость не сможет создать достаточного давления в сети, а слишком маленькая, наоборот, не примет весь избыток теплоносителя.

Чтобы провести правильный расчёт, следует определить общий объём отопительной сети. Для этого нужно сложить объём котла, суммарный объём всех труб в системе, а также объём дополнительных обогревательных приборов, если они имеются.

Формула для расчёта объёма расширительного бака:

КЕ – общий обьём всей системы отопления. Рассчитывают этот показатель исходя из того, что I кВт мощности отопительного оборудования равен 15 л объёма теплоносителя. Если мощность котла 40 кВт, то общий обьём системы составит КЕ = 15 х 40 = 600 л;

Z – значение температурного коэффициента теплоносителя. Как уже отмечалось, для воды это около 4%, а для антифриза разной концентрации, например 10-20%-ного этиленгликоля, – от 4,4 до 4,8%;

N – величина эффективности мембранного бака, которая зависит от начального и максимального давления в системе, первоначального воздушного давления в камере. Зачастую этот параметр указан производителем, но, если его нет, можно выполнить расчёт самостоятельно по формуле:

DV – наибольшее допустимое значение давления в сети. Как правило, оно равно допустимому давлению предохранительного клапана и для обычных бытовых систем отопления редко превышает 2,5-3 атм.;

DS – значение давления начальной зарядки мембранного бака исходя из постоянного значения в 0,5 атм. на 5 м протяжённости отопительной системы.