Установка расширительного бака в системе отопления открытого и закрытого типа

В целях компенсации температурного расширения теплоносителя в отопительной системе устраивают баки открытого или закрытого типа. Они бывают с естественной и принудительной циркуляцией. Объем жидкости имеет свойство изменяться, так как теплоноситель при работе расширяется и сжимается. Чтобы стабилизировать давление на внутренние стены элементов в системе отопления, а также компенсировать изменения объема жидкости применяют расширительные баки.

Виды баков

Есть два типа расширительного бака:

1. Расширительный бак открытого типа.
2. Расширительный бак закрытого типа.

При снижении температуры жидкости в трубопроводе и для ее естественного возращения, устанавливают бак открытого типа в самой высокой точке отопительной системы. Бак такого типа представляет собой объемную емкость, которая сообщается с атмосферой.

Расширительный бак закрытого типа имеет вид герметичного сосуда, который заполнен на одну половину жидкостью, а на вторую — газом либо воздухом, который находится под давлением. После нагрева жидкость продвигается в экспанзомат, а газ в это время сжимается. Жидкость возвращается обратно после охлаждения, а получившаяся разница в объемах заполняется газом.

Расширительный бак открытого типа

Рассмотрим подробнее все особенности бака открытого типа. Бак используют при небольшой протечке для восполнения воды. А также для забора воздуха из системы.

Такой бак может быть цилиндрическим или прямоугольным и изготавливается обычно из стальных или полимерных материалов. Так как устанавливают экспанзомат вверху, то трубопроводы отопления должны быть длинными. Для обслуживания данного устройства, а также очистки от загрязнений сверху бака устроена крышка.

Установить расширительный бак открытого типа можно в специальном помещение на крыше дома, лестничном проеме или на чердаке. Если в вашем доме высокие потолки, то такой бак хорошо разместиться в санузле или хоз. помещении. Если емкости выходят за пределы отапливаемого помещения, то их следует утеплять для избегания потерь тепла.

Достоинства и недостатки

Достоинства баков открытого типа:

1. Сбрасывает давление и отводит воздух из отопительной системы.
2. Невысокая стоимость устройства.

К недостаткам относятся:

1. Большие потери тепла и необходимость утепления некоторых элементов.
2. Перед установкой необходимо устроить дополнительные трубопроводы отопления.
3. Так как система испаряет некоторое количество теплоносителя, то необходимо его периодически пополнять.
4. Возможность образования коррозии стальных элементов из-за контакта с атмосферой.

Из-за недостатков данного оборудования, его используют все меньше, отдавая предпочтение бакам закрытого типа.

Как работает бак открытого типа. Правила установки

Для предотвращения застаивания воды в баке необходимо устроить циркуляцию. Между баком и магистралью трубопровода устраивают контур. Он должен состоять из циркуляционной и расширительной трубы. Отверстие циркуляционной трубы необходимо расположить ниже расширительной на 0,5 см. Благодаря циркуляции из системы отопления пузырьки воздуха выходят в атмосферу. Такая система подходит для принудительной циркуляции. Если же система оснащена естественной циркуляцией, то необходимо подключить расширитель вверху подающего трубопровода.

Расширительный бак закрытого типа

Бак закрытого типа имеет вид герметичного сосуда, который изготовлен из стали. Часть бака заполнена инертным газом, а вторая часть заполнена жидкостью. Расширительный бак закрытого типа бывает двух видов: мембранный и безмембранный.

Безмембранные баки

В таких баках нет внутреннего разделения пространства, поэтому теплоноситель напрямую контактирует с газом. Снаружи устанавливают газовый баллон или компрессор для поддержания давления внутри бака. Подача газа и контроль давления происходят автоматически.

Мембранные баки

Более популярными являются мембранные баки, так как они разделяются при помощи гибкой мембраны. Поэтому газ и жидкость не контактируют.

Бывают баки с тарельчатой мембраной и с грушевидной (баллонной) мембранной.

Первая мембрана крепится в середине бака и похожа на полусферу. Она может становиться вогнутой или выпуклой в зависимости от изменений температуры воды.

Вторая мембрана похожа на сосуд и крепится на разных концах емкости. Между мембранной и металлическими стенками находится газ, поэтому теплоноситель не контактирует со стенками бака. Следовательно, такой бак защищен от коррозии и имеет высокий срок службы. В данном баке можно заменить мембрану. Расширители выпускают с бутиловыми и этиленпропиленовыми мембранами. Они отличаются высокой долговечностью.

Преимущества и недостатки мембранного бака

Преимущества мембранного бака:

• Не обязательно устраивать теплоизоляцию;
• Потери тепла минимальные;
• Работает при высоком давлении;
• Небольшие размеры;
• Установить бак можно почти в любом месте;
• Бак хорошо защищен от коррозии, так как не контактирует напрямую с атмосферой.

К недостаткам можно отнести:

• Периодическая подкачка воздуха или газа;
• Большая стоимость;
• Давление в системе необходимо контролировать.

Как выбрать мембранный бак

Мембранные баки бывают овальной формы и плоские с диафрагмой. Второй вариант более компактный, его можно установить между стеной и внутренней отделкой. Таким образом, вы сэкономите место в вашем доме. Главным параметрам такого бака является необходимый объем жидкости. Его предварительно рассчитывают.

От качества и параметров мембраны зависит срок службы бака.

Основные характеристики мембраны:

1. Материал, из которого изготавливают мембрану.
2. Рабочие температуры и давление.
3. Диффузионная устойчивость.

Баки, которые используют для отопления окрашивают красным цветом, а тем, которые применяются для системы водоснабжения окрашивают в синий.

Установка закрытых расширителей

Если бак закрытого типа с принудительной циркуляцией, то рекомендуется устанавливать его перед циркуляционным насосом. Производить монтаж можно в любом положении, но наиболее хорошим вариантом будет верхний подвод жидкости. Так как пузырьки воздуха будут выводиться естественным образом. Бак будет работать даже при повреждении мембраны.

В некоторых отопительных приборах уже встроен расширительный бак, в таком случае нет необходимости устанавливать дополнительный. Если вы решили сменить воду на другой теплоноситель, то возможно придется заменить бак с более высоким объемом. Но также можно установить дополнительный расширитель.

При установке бака закрытого типа с естественной циркуляцией необходимо установить поплавковый автоматический клапан. Его устраивают вверху системы для сброса воздуха, когда система наполнена. Если при пользовании баком, вы заметили что его объема вам недостаточно, вместо покупки нового будет выгоднее установить дополнительный бак нужного размера.

Расширительные бачки для системы отопления закрытого типа — виды, выбор, монтаж

В подавляющем числе индивидуальных домов собственникам приходится самостоятельно решать проблемы выбора вида и монтажа автономной отопительной системы. Большинство хозяев отдают предпочтение варианту с принудительной циркуляцией теплоносящей жидкости, в котором нашли применение специальные расширительные бачки для системы отопления закрытого типа.

Перед выбором расширительного (накопительного, мембранного) гидробака полезно изучить его принцип действия, правила подбора объема и настройки. Также важно исполнять рекомендации специалистов по монтажу расширительного резервуара, установить его правильно и в нужном месте отопительного контура.

Рис. 1 Примеры применения расширительных бачков

Разновидности бытовых отопительных систем с жидким теплоносителем

Существует множество различных вариантов отопления индивидуальных домов. Помещения можно обогревать электрическими конвекторами, тепловыми насосами, нагревательными электрокабелями, плитами, пленками, получать тепловую энергию при помощи солнечных батарей.

Однако в повседневной реальности в силу ряда причин большинство потребителей используют водонагревательные котлы, теплоноситель от которых направляют в контуры теплых полов или на радиаторные теплообменники. При этом различают следующие два основных вида гидравлических отопительных систем.

Рис. 2 Схема гравитационной системы

Самотечная

В самотечных (гравитационных) системах, как следует из названия, циркуляция отопительной жидкости по контуру происходит естественным путем.

Связано это с простым физическим законом, согласно которому нагретая вода имеет более низкую плотность, чем холодная. В итоге, после подогрева в котле, она выталкивается холодными водными массами и поднимается вверх.

Нагретый тепловой носитель заполняет расширительный бачок и растекается вниз по контуру с теплообменными радиаторами. Самотечная система имеет следующие особенности:

• Накопительный бак для поддержки напора делают с открытой крышкой. В итоге наблюдается постоянное испарение жидкости и ее приходится регулярно пополнять, что создает значительные эксплуатационные неудобства.
• В открытой системе отопления нельзя использовать недорогую ядовитую незамерзающую жидкость этиленгликоль. В качестве незамерзайки придется применять пропиленгликоль, стоимость которого в два раза выше, или обходиться обычной дистиллированной водой.
• Рабочий напор в самотечных системах редко превышает показатель в 1 бар и требует для его получения поднятого на высоту в 10 м от котла гидробака. Этого явно недостаточно для длинных отопительных контуров с радиаторными теплообменниками и тем более теплых полов. В итоге в самотечную систему отопления часто устанавливают дополнительный циркуляционный электронасос.
• Скорость движения теплоносителя в гравитационных контурах невелика, поэтому для обеспечения хорошей теплопередачи требуется использование трубопроводов больших диаметров в 32 или 40 мм.

Рис. 3 Бачки гравитационных систем

Отопление в частном доме из полипропиленовых труб – нюансы, расчет. Возможно будет интересно подробнее почитать про организацию системы отопления из полипропиленовых труб в частном доме.

• Трубопровод в гравитационных системах отходит к теплообменным приборам сверху вдоль стен, что не способствует повышению эстетичного внешнего вида помещений.
• Если расширительный бак в системе отопления открытого типа находится на чердаке, и он не отапливается, его придется хорошо утеплять для снижения тепловых потерь.
• Также процесс нагрева воды сопровождается некоторым шумом, что ухудшает комфортность проживания в жилых комнатах.
• Так как тепловой носитель контактирует с воздухом, он насыщается кислородом. Это приводит к ускоренной коррозии металлических элементов котла, запускает процессы разложения незамерзающих жидкостей.
• Весомым преимуществом гравитационной системы можно считать возможность ее работы при отсутствии электроэнергии, однако и это утверждение является не совсем корректным, так как большинство нагревательных котлов не могут нормально функционировать при отсутствии электричества.
• Более важное достоинство заключается в верхнем расположении расширительного бака в открытой системе. Благодаря этому эффективно решается проблема отвода воздуха и можно обойтись без ряда воздухоотводчиков. Это позволяет сэкономить некоторые финансовые средства.

Рис. 4 Закрытая схема

Закрытого типа

При рассмотрении открытой системы отопления были приведено довольно много недостатков, которые имеет такая схема подключения. Это привело к широкому использованию другой схемы с закрытым гидробаком и принудительной подачей рабочего тела.

В закрытой системе отопления тепловой носитель не имеет контакта с окружающей средой, что позволило получить следующие ее особенности:

• Теплоносителем может являться вода или любой вид ядовитых незамерзаек — они не могут покинуть пределы контура.
• Применение для перемещения теплового носителя циркуляционного насоса позволило регулировать скорость потока и соответственно варьировать время обогрева помещений. Связано это с тем, что практически каждый циркуляционник имеет 3 положения переключения скоростей.
• Получение любого давления в системе не вызывает каких-либо сложностей. В контур просто нагнетают жидкость с рабочим напором, который контролируют манометром.
• Закрытый гидробак имеет гибкую и эластичную мембрану, что существенно снижает последствия гидравлических ударов.
• Нагрев теплоносящей жидкости в контуре не сопровождается повышенными шумами.
• Так как трубопровод отходит от котла снизу и не поднимается вверх, его можно прокладывать под полом или снизу вдоль стен. Это не портит внешний эстетичный вид помещений в отличие от гравитационных систем.
• Считается, что система с принудительной циркуляцией не может работать при отсутствии электроэнергии. Однако выходом из положения может быть использование бензиновых генераторов, которые способны длительное время вырабатывать электроток при его отсутствии, потребляемый в основном работающими электронасосами.

Рис. 5 Конструкция и материалы изготовления отопительных гидробаков

Зачем нужен расширительный бак

Не стоит путать бак для системы отопления с гидравлическим аккумулятором, который нашел применение в системах индивидуального водоснабжения, невзирая на то, что они выполняют примерно одинаковые функции. Разница между этими приборами заключается и в их названии: первый вид собирает расширившуюся в объеме рабочую среду, а второй ее аккумулирует (накапливает) в своем резервуаре.

Расширительный бак для систем отопления играет следующую роль:

• Общеизвестно, что при нагревании вода становится менее плотной, что при сохранении той же массы приводит к ее увеличению в объеме. Если нагреть 100 литров воды с температурой в 20 °С до 90 °C, то ее объем вырастет на 3,5 литра. Именно сбор увеличившейся в объеме жидкости — главное назначение расширительного бака.
• Как и гидравлический аккумулятор в водопроводной магистрали, расширительный бак препятствует повреждению оборудования, трубопроводов, арматуры от гидроударов.
• Закрытый расширительный гидробак стабилизирует давление во всем контуре при различных температурных параметрах рабочего тела, препятствует его резким перепадам.

Рис. 6 Устройство и функционирование мембранного бачка

Устройство расширительного бака и принцип его работы

Чтобы не вводить покупателя в заблуждение, расширительные баки выпускают красного цвета. Приборы от некоторых производителей и зарубежных поставщиков иногда имеют другие цвета — белый, серый, черный.

Типовой расширительный бак конструктивно выполнен в виде двух запрессованных друг с другом половинок, основной материал изготовления которых — углеродистая сталь, покрытая эпоксиполиэфиром или иными лакокрасочными материалами.

Между ними расположено эластичное полотно (мембрана), выдерживающая температурные нагрузки до 100 °С. Материалом изготовления большинства мембран выступает EPDM (этилен-пропилен-диеновый термополимерный каучук).

Конструкция бака может быть разборной или не разборной в зависимости от производителя. Поэтому у не разборных моделей при повреждении мембраны резервуар придется менять.

В зависимости от емкости, гидробаки имеют конструктивное исполнение для подвешивания на стену или установки в напольное положение на ножки. Их объем может колебаться в довольно широких пределах от нескольких единиц до многих сотен литров.

Спереди типового резервуара находится резьбовой штуцер (обычно размером 3/4 дюйма), посредством которого производят подключение расширительного бака к системе отопления. Сзади емкости расположен ниппель, из которого производится закачка или спуск воздуха.

Также на рынке можно встретить конструкции в виде двух приплюснутых половинок, их подсоединительный штуцер и ниппель размещаются сбоку на одной стороне.

Принцип работы расширительного бака довольно прост. Увеличившаяся в объеме, как результат нагревания, жидкость затекает в бак и давит на мембрану. Она прогибается внутрь и обеспечивает таким образом постоянный напор в системе. Охлаждаясь, теплоноситель уменьшается в объеме и выдавливается мембраной обратно в контур.

Рис. 7 Расширительные бачки для системы отопления закрытого типа бренда Valtec их характеристики и размеры

Каким должно быть давление в системе отопления, как поднять или снизить. Чтобы было тепло в доме теплоноситель должен постоянно циркулировать по системе отопления, а если в системе низкое давление, то батареи будут холодными. Почитайте в отдельной статье про давление в системе отопления, и способы его увеличить!

Расширительные бачки для системы отопления закрытого типа — правила выбора

При покупке мембранного расширительного бака руководствуются следующими соображениями.

Главным критерием его выбора служит объем резервуара. Так как нагретая вода расширяется примерно на 3,5%, при заполнении измеряют количество залитой в контур жидкости и из этих данных находят требуемую емкость гидробака.

Следует учитывать и то, что расширительный бачок для увеличения срока службы мембраны не должен заполняться в полном объеме. Также при использовании незамерзаек их тепловое расширение немного выше, чем у обычной дистиллированной воды.

Поэтому общепринято подбирать объем гидробака в 10% от количества теплового носителя.

Не стоит забывать и о том, что некоторые котлы оснащены внутренним небольшим расширительным бачком. В этом случае внешний мембранный бак выбирают чуть меньшей емкости с учетом внутреннего котлового.

Рис. 8 Схема правильного монтажа мембранного гидробака

Как установить расширительный бак в системе отопления

Перед тем, как подключить расширительный бак, необходимо выставить правильное давление воздуха внутри его емкости относительно напора в отопительном контуре.

Для этих целей руководствуются следующим алгоритмом действий:

• По паспортным данным находят максимум давления отопительной жидкости в котле. К примеру, если оно равно 3 бара, то в системе отопления закрытого типа должен поддерживаться напор приблизительно в 2 раза ниже, то есть 1,5 бара. Соответственно в гидробаке внутреннее давление воздуха на мембрану должно быть на 10 — 15% ниже, то есть необходима его настройка примерно на 1,3 бара.
• Давление воздуха внутри бака проверяют измерительным прибором, для чего откручивают защитную крышку с заднего ниппеля и приставляют к нему манометр. Если нужно, воздух спускают или подкачивают его ручными автомобильным, велосипедным насосом.

Установка расширительного бака в системе отопления должна осуществляться по следующим правилам:

• Резервуар располагают в месте, удобном для его демонтажа, техобслуживания и проведения ремонтных работ.
• Основной вариант, куда крепить бачок — близлежащая стена, вдоль которой проложен трубопровод.
• Напольные приборы не должны располагаться вплотную к стене.

Правильное месторасположение мембранного бака — непосредственно перед циркуляционным электронасосом и как можно ближе к нему.

• Сам циркуляционник следует подключать в линию обратки. Таким образом, насос непосредственно всасывает жидкость из накопительного резервуара и проталкивает ее далее по контуру.
  Преимущества такого расположения — одинаковое давление на любых участках отопительного контура, а также более высокий эксплуатационный срок оборудования из-за пониженной температуры рабочей среды. Стоит отметить, что если монтаж расширительного бака системы отопления произведен после циркуляционного электронасоса, напор теплового носителя на разных участках отопительной магистрали может отличаться.
• Расположение расширительного бачка строго по вертикали резьбовым подсоединительным патрубком вниз наиболее предпочтительно. Это предотвратит собирание в нем жидкости и увеличит эксплуатационный срок, снизит вероятность засорения проходного канала грязью.

• Для ремонта и обслуживания мембранного бака с возможностью его снятия, прибор в систему отопления подключают через отсечной шаровой вентиль.

Рис. 9 Стоимость и разновидности баков

Расширительные бачки для системы отопления закрытого типа играют важную роль в любой закрытой отопительной системе. На рынке реализуют широкий ряд подобных приборов различных объемов, нужные параметры которых довольно просто рассчитать самостоятельно. При монтаже следует установить давление воздуха внутри расширительного резервуара чуть ниже напора в контуре отопления и соблюдать пару простых правил при расположении прибора на трубопроводе и в пространстве.