Расширительный бак, клапан, манометр, их подбор

Разрыв трубопровода, радиатора или котла давлением горячей воды– опасная и дорого обходящаяся авария. В системе отопления должны присутствовать устройства, которые устраняют вероятность такого происшествия. Рассмотрим подробнее, как правильно сделать самое главное, создать безопасность системы отопления, предотвратить превращение в бомбу.

Почему возникают поломки

Жидкость при нагревании увеличивается в объеме. Если она замкнута в системе труб, то просто разорвет их. Поэтому системы отопления снабжаются расширительным баком. При нагреве, объем воды, который оказывается лишним, перетекает в эту емкость.

Но в домашнем отоплении случается следующее, чего нужно не допустить:

• Работа системы отопление без дополнительного расширительного бака вообще.
• Бак маленького объема.
• Повышение давления свыше норм с помощью накачки.
• Отсутствие предохранительного клапана, или беспрепятственного слива с него.
• Не проверка работоспособности клапана, его засорение.
• Отсутствие манометра и визуального контроля.

Любая система отопления должна быть снабжена указанными устройствами. Они обязательны, и не являются возможностью сэкономить.

Автоматизированные котлы снабжаются манометром и предохранительным клапаном снаружи на штуцере подачи, а зачастую в них имеется и аварийный расширительный бак, помимо устанавливаемого рядом.

Предохранительный клапан

Небольшое устройство, сбрасывающее воду из системы отопления при превышении давления в ней. Обычно рабочее давление в системе отопления с автоматизированными котлами составляет 1,5 атм (в холодном состоянии) – 2,0 атм (в разогретом). Предохранительный клапан подбирается на давление срабатывания 3,0 атм.

Но ряд простых котлов твердотопливных от малоизвестных производителей предназначены для работы с меньшим давлением – 1,1 – 1,5 атм. Тогда требуется клапан на 1,8 атм, например, что указывается в инструкции от производителя.

Клапан обязательно врезается в подающую магистраль на выходе из теплообменника (из котла).
Его работоспособность проверяется при техническом обслуживании не реже раз в год, открытием с помощью рычага. Не допускаются частые срабатывания, устройство для этого не предназначено, и выйдет со строя, будет течь.

Обеспечение слива с предохранительного клапана

Обязательным условием безопасности является также и организация слива с клапана определенным образом. Здесь нормами являются:

• Отвод струи в емкость или канализацию с помощи трубы.
• Возможность визуального контроля за струей жидкости, возможно с помощью прозрачной колбы.
• Сливная труба не должна иметь запорной арматуры, более одного уголка, и длины более 2,0 метра.

На практике чаще канализация в месте нахождения клапана отсутствует. Поэтому организация слива ограничивается трубкой надетой на штуцер клапана и ведущей к полу, так как и емкость тоже со временем убирают, но это не будет чем-то недопустимым…

Манометр

Применяется специальный манометр для бытовых систем отопления с максимальными показателями обычно в 4 атм.

С твердотопливным котлом манометр, вместе с предохранительным клапаном, а также и с автоматическим воздухоотводчиком устанавливается на едином отводе от подачи, в самой верхней точке системы – в группе безопасности.

В автоматизированных котлах манометры встроенные.

Все пользователи систем отопления должны следить за показаниями давления, принимать меры, в случае отклонений от нормы в большую или меньшую стороны.

Требования к установке – должен быть хорошо виден, не заслонятся ни с какого направления осмотра.
Перед включением манометра, клапана не допускается ни каких кранов.

Группа безопасности, где и как устанавливается

• Некоторые модели твердотопливных котлов имеют специальный разъем для установки группы безопасности — манометра, воздушного клапана, аварийного клапана давления на одном тройнике. Тогда приборы должны быть установлены в соответствии с инструкцией к котлу.
• Если разъема нет, значит группа безопасности устанавливается на подаче, на выходе из котла, до установки шарового отключающего крана. Недопустимо между аварийными приборами и твердотопливным котлом устанавливать шаровый кран.
• Обычно выход подачи из котла является и самой верхней точкой системы. Здесь должен быть установлен воздушный клапан.
• Давление срабатывания аварийного клапана обычно 3 атм. Манометр должен быть хорошо виден. Подтекание воздухоотводчика допустимы для отдельных маделей, устраняется разборкой и очисткой игольчатого клапана.

Типы расширительных баков

Расширительные баки могут быть открытыми (атмосферными) или закрытыми, работающими под давлением. Первый применяются в самотечных системах отопления, давление в которых не повышенное, а жидкость просто вытесняется при нагревании в открытую емкость.

Некоторые доисторические котлы, могут работать только при атмосферном давлении с открытыми расширительными баками, тогда предохранительный клапана и манометр в системе не устанавливаются.

Сейчас рекомендуется создавать только замкнутые системы отопления с принудительной циркуляцией. Для них выбираются мембранные, работающие под давлением.

Как устроен мембранный бак

Устройство для предупреждения сверхнормативного повышения давления в системе отопления разделяется мембраной из прочной технической резины на две половины. Одна предварительно накачивается воздухом. В другой находится теплоноситель, который может сжимать воздух при расширении жидкости.

Со стороны системы отопления находится штуцер для подключения, со стороны воздушной половины – воздушный ниппель под обычный автомобильный насос.

Расширительные баки внешне похожи гидроаккумуляторы для водопроводной сети, у которых вода попадает только в грушу из пищевой резины и не контактирует с другим частями.

Чаще окрас устройств для технических нужд и отопления – красный. Для пищевой воды – синий. Но это не обязательно, и отличить устройства точно можно разве что по характеристикам.

• Для воды – давление до 12 атм, для отопления – только до 4 атм.
• Для воды – температура до 80 град, для отопления – уже до 120 град.

Какой бак для отопления выбрать

Важно отличить бак для отопления от гидроаккумуляторов. Мало проконсультироваться с продавцом, желательно и самостоятельно разобраться в вопросе.

Второй нюанс выбора – какой объем нужен? Это важно, малый объем (более дешевое устройство) не справится с поддержанием давления в норме и оно будет опасно повышаться.

Рекомендуется, в том числе и производителями котлов, не озадачиваться какими-то сложными расчетами и подобрать бак исходя из объема залитого теплоносителя.

Паспортный объема расширительного бака должен быть не меньше 1/10 от системы отопления. Но здесь могут быть некоторые проблемы с определением этого значения – вычислить его не просто. Тогда лучше слить систему и померять в грубом приближении просто ведрами.
Чаще выбираются устройства объемом 6 – 15 литров.

Особенности установки

Есть определенные требования к установке расширительного бака.

• Устройство устанавливается всегда так, чтобы воздушная камера была сверху. Если произойдет растрескивание резины, что обычное явление, то устройство останется работоспособным – воздух будет вверху заполнять свой объем.
• Подключается обычно к обратной магистрали, отводом подальше от насоса. Нормирования по этому вопросу нет, но специалисты не рекомендуют устанавливать на подаче, где пульсация давления от нагрева и насоса выведет мембрану из строя скорейшим образом.

Какое давление в баке, как эксплуатируется

После установки производится накачивание бака воздухом до давления на 0,2 меньше, чем в холодной системе отопления, — обычно до 1,3 атм. После чего система заливается теплоносителем до давления 1,5 атм. Но как указывалось, для некоторых котлов могут быть меньшие ограничения, установленные производителем.

Во время эксплуатации, при уменьшении давления в системе отопления, прежде всего проверяют давление в воздушной камере расширительного бака и накачивают его при необходимости, приводя таким образом систему отопления в норму.

Но часто падение давление будет слишком ощутимым, и возобновить его с помощью накачки невозможно. Это происходит скорее не потому что есть течь, а вследствие выхода растворенного в теплоносителе воздуха через воздухоотоводчик. Систему просто нужно долить до нормы.

Таким образом подобранные и установленные бак, манометр и клапан обеспечат нормальную эксплуатацию системы отопления.

Как сделать ручную и автоматическую подпитку системы отопления

Рабочий объем теплоносителя в отопительной сети может уменьшиться из-за ряда причин – утечки, испарения, сброса пара через автоматический клапан, выполнения ремонтных работ. В схеме открытого типа главный стояк опорожняется и заполняется воздухом из расширительного бака, закрытого — существенно снижается давление. В любом случае необходима подпитка системы отопления, которую можно сделать несколькими способами.

Признаки критической нехватки теплоносителя

Далеко не все хозяева частных домов отслеживают техническое состояние водяного отопления, работает – и ладно. Когда образуется скрытая протечка, система продолжает функционировать некоторое время, пока количество теплоносителя не снизится до критического уровня. Этот момент отслеживается по следующим признакам:

1. В открытой системе сначала опорожняется расширительная емкость, затем наполняется воздухом основной стояк, поднимающийся от котла. Результат: холодные батареи при перегреве подающего трубопровода, включение максимальной скорости циркуляционного насоса не помогает.
2. Недостаток воды при самотечной разводке проявляется аналогичным образом, вдобавок слышно бульканье воды в стояке.
3. На газовом отопителе (открытая схема) наблюдаются частые запуски / включения горелки — тактование, ТТ-котел перегревается и кипит.
4. Нехватка теплоносителя в закрытой (напорной) схеме отражается на манометре – давление постепенно снижается. Настенные модели газовых котлов автоматически останавливаются при падении ниже порога 0.8 Бар.
5. Напольные энергонезависимые агрегаты и твердотопливные котлы продолжают исправно греть остатки воды в закрытой системе, пока освобожденный теплоносителем объем не заполнится воздухом. Циркуляция остановится, возникнет перегрев, сработает предохранительный клапан.

Важное уточнение. При кипении ТТ-котла, работающего в открытой гравитационной системе, взрыва не последует, поскольку теплоноситель сообщается с атмосферой. Нагреваемая отопителем вода испарится, затем в котельной начнется пожар. Хотя описанный процесс занимает немало времени, подобные ситуации – далеко не редкость.

Для чего нужна подпитка системы, мы пояснять не станем – это очевидная мера для сохранения работоспособности отопления. Остается выбрать способ пополнения теплосети.

Выбор варианта дозаправки

Для пополнения запаса теплоносителя используется несколько методов:

1. Ручная подпитка – самый дешевый и универсальный вариант, подходящий для всех типов разводок.
2. Автоматическое пополнение из водопровода практикуется только в системах, работающих под давлением.
3. Для заправки закрытой сети незамерзающим теплоносителем тоже применяется ручной опрессовочный насос. Устройство автоматизированной схемы с электрической насосной станцией, подключенной к емкости с антифризом, практикуется в промышленных котельных.

В домашних условиях антифриз подкачивают в тепловую сеть с помощью опрессовочного насоса

Примечание. Если радиаторная сеть и теплые полы заполнены антифризом, простая подпитка делается небольшим ручным насосом. Но чаще всего в системе отопления используется фильтрованная водопроводная вода, почему – из-за цены незамерзающих теплоносителей (особенно, безвредного пропиленгликоля).

Принцип действия автоматического подпиточного узла основан на срабатывании редукционного клапана, реагирующего на снижение давления в теплосети. Когда оно падает ниже установленного значения, клапанный механизм открывается и запускает воду из магистрали. Аналогичным образом действует насосная станция, закачивающая антифриз из отдельного бака.

Узел с редуктором (слева) и станцией, качающей теплоноситель из бака (справа)

Возьмем на себя смелость рекомендовать использование ручной схемы подпитки. Причины:

1. Узел состоит из 2—3 недорогих элементов и никогда не включится без ведома домовладельца.
2. Как бы надежно и качественно ни была смонтирована тепловая сеть, вероятность протечки и срабатывания клапана существует.
3. Ситуация: прорыв трубы, длительное вытекание теплоносителя в отсутствие хозяев. Полностью автономная «умная» подпитка зальет весь дом, испортит напольное покрытие и дорогостоящий ремонт.
4. Представьте идентичную ситуацию в многоквартирном доме — утечка из индивидуальной системы и включение автоматизированного пополнения затопит соседей снизу.
5. Под седлом клапана накопится мельчайший песок и элемент со временем потеряет герметичность. Под давлением со стороны водопровода 4—7 бар начнется самопроизвольная подпитка. Самый безобидный сценарий – сброс лишнего теплоносителя через предохранитель на группе безопасности котла.

Чем ликвидировать последствия описанных неприятностей, лучше выделить толику времени для личного контроля над своим отоплением. Обнаружив признаки потери теплоносителя, вы самостоятельно примете решение – подпитывать систему сразу, искать протечку либо производить ремонт. Негативный пример использования подобной автоматики смотрите на видео нашего эксперта:

Схема ручной подпитки

Простейший вариант наполнения системы реализован в 90% двухконтурных настенных котлов, куда априори подведена труба холодного водоснабжения. Внутри корпуса установлен ручной вентиль, соединяющий эту магистраль с обратной линией отопления. Нередко кран подпитки котла встречается на твердотопливных теплогенераторах с водяным контуром и без такового (пример — отопительные агрегаты чешского бренда Viadrus).

Справка. На некоторые модели газовых отопителей, оборудованные теплообменником ГВС (в частности, Beretta), производители вместо ручного крана ставят автоматический клапан подпитки с электромагнитным приводом. Если давление теплоносителя падает ниже 0.8 Бар, котел сам набирает воду до требуемого уровня.

Для сборки классического подпиточного узла, подходящего к любому типу системы, понадобятся такие детали:

• тройник с боковым отводом Ду 15—20, соответствующий материалу трубы отопительной магистрали, — фитинг для металлопластика, полипропилена и так далее;
• тарельчатый (пружинный) обратный клапан;
• кран шаровой;
• соединительные муфты, фитинги.

Задача обратного клапана — не пускать воду из тепловой сети назад, в водопровод. Если речь идет о подкачке антифриза с помощью насоса, без клапана вовсе не обойтись. Арматура устанавливается именно в порядке перечисления:

1. Тройник врезается в обратку отопления после циркуляционного насоса.
2. К отводному патрубку тройника подсоединяется обратный клапан.
3. Следом ставится шаровой кран.

Совет. Если на входе водопровода в частный дом отсутствует фильтр тонкой очистки, таковой желательно предусмотреть на линии подпитки. Элемент предохранит теплосеть от попадания мелкого песочка и частиц ржавчины, накапливающихся на тарелке обратного клапана и в седлах трехходовых вентилей.

Принцип действия узла простой: при открытии крана вода из централизованной магистрали поступает в трубопроводы отопления, поскольку ее давление выше (4—8 Бар против 0.8—2 Бар). Процесс наполнения закрытой системы отслеживается по манометру котла или группы безопасности. Если вы случайно превысили давление, воспользуйтесь краном Маевского на ближайшем радиаторе и стравите лишнюю воду.

Чтобы контролировать количество теплоносителя в расширительной емкости открытой теплосети, расположенной на чердаке дома, бак нужно оснастить 2 дополнительными трубками диаметром ½ дюйма:

Контрольный трубопровод, заканчивающийся краном в котельной, врезается в боковую стенку примерно на половине высоты резервуара. Открыв данный вентиль, вы сможете определить наличие воды в баке, не забираясь на чердак.

В процессе подпитки воздушные пузыри выходят через крышку бачка, максимальный уровень отслеживается по истечению воды из верхнего штуцера через трубу

Трубка перелива врезается на 10 см ниже крышки бака, конец отводится в канализацию либо просто на улицу под свесом кровли. Находясь в топочной и открывая кран подпитки, вы должны видеть этот патрубок, когда оттуда потечет вода, заполнение прекращается.

Замечание. Если вас интересует расчет минимального объема расширительной емкости, перейдите по выделенной ссылке.

Схема с обратным клапаном и запорным краном также применима для заливки гелиосистем (солнечных коллекторов) и геотермальных контуров тепловых насосов антифризом. Как пользоваться котловым вентилем подпитки, рассказывается на видео:

Автоматический подпиточный узел

Если вы твердо уверены в надежности и качестве сборки системы, можете смонтировать автоматизированную схему, добавляющую воду из трубы ХВС. Что нужно купить:

• редукционный клапан (проще – редуктор);
• 3 шаровых крана;
• 2 тройника;
• труба для устройства байпаса.

Важный момент. Поступающая в редуктор вода должна предварительно очищаться грубым сетчатым фильтром, иначе клапан станет быстро засоряться. Если на вводе в здание такой фильтр не предусмотрен, установите его перед блоком подпитки.

В данной схеме манометр показывает давление на стороне тепловой сети, байпас и краны нужны для обслуживания модуля подпитки

Главный исполнительный элемент схемы – редуктор – состоит из следующих деталей:

• фильтр тонкой очистки на входном патрубке;
• пружинный седельный клапан с резиновыми уплотнителями;
• рукоятка регулятора давления с нанесенной шкалой, диапазон – 0.5…4 Бар (или выше);
• ручной запорный вентиль;
• обратный клапан на выходе.

Примечание. Существуют более дорогие модели подпиточных редукторов со встроенным манометром, измеряющим давление на стороне системы отопления. Поскольку данный прибор уже стоит в группе безопасности либо котле, тратить лишние деньги и дублировать его нет смысла. Исключение – ситуация, когда подпитка врезана далеко от источника тепла (читайте следующий раздел).

Как видите, редукционный автомат уже содержит все необходимые элементы – фильтр, обратный клапан и регулятор. Осталось собрать простую схему с байпасом и сервисными кранами, предназначенными для снятия и обслуживания редуктора.

Управлять вентилем просто – с помощью регулятора настройте минимальный порог давления в теплосети, откройте краны прямой магистрали, а байпас закройте. Как правильно отрегулировать автоматический клапан, показано в коротком видеосюжете:

Совет. Если планируете ставить перед редуктором грубый фильтр, предусмотрите дополнительный сервисный кран, дабы очищать сеточку, не отключая воду во всем доме.

Для организации автоматического добавления антифриза в систему можно приспособить «гидрофор» — водяную станцию с электронасосом, предназначенную для водоснабжения из колодца. Реле давления агрегата нужно перенастроить под минимальный напор 0.8 Бар, максимальный – 1.2…1.5 Бар, а всасывающий патрубок направить в бочку с незамерзающим теплоносителем.

Целесообразность такого подхода весьма сомнительна:

1. Если «гидрофор» сработает и станет подкачивать антифриз, вам все равно придется искать и устранять причину проблемы.
2. При длительном отсутствии хозяев подпитка тоже не спасет ситуацию в случае аварии, поскольку размер емкости ограничен. Насосная станция продлит работу отопления на какое-то время, но потом котел отключится.
3. Ставить большую бочку опасно – можно затопить токсичным этиленгликолем полдома. Неядовитый пропиленгликоль слишком дорог, как и устранение последствий разлива.

Примеры организации автоматической дозаправки из емкостей разной вместительности

Вывод. Вместо дополнительных насосов и автоматических редукторов лучше приобрести электронный блок типа «Кситал». После относительно недорогой инсталляции вы сможете контролировать работу отопления через сотовый телефон либо компьютер и быстро реагировать на возникновение аварийных ситуаций.

Как подключить к системе отопления

При закрытой схеме нет большой разницы, куда подсоединять трубопровод подпитки — к подаче или обратке. Мы рекомендуем пользоваться классической проверенной методикой — точка врезки должна располагаться на обратной линии рядом с котлом, после циркуляционного насоса и расширительного бачка. Причины:

• узел располагается в помещении топочной, рядом с оборудованием и приборами;
• подкачка воды в обратку сразу отражается на манометре, установленном на подаче за котлом;
• врезка располагается в самой нижней точке, поток распределяется по 2 направлениям – в котел и радиаторы, воздух выдавливается равномерно.

Классическая схема врезки подпиточного модуля

Обвязка твердотопливных агрегатов предполагает устройство контура защиты от конденсата с трехходовым вентилем. Нельзя делать подпитку перед этим клапаном – от холодной воды он сразу закроется и котловой манометр начнет запаздывать с показаниями. Врезайтесь внутри контура, между 3-ходовым вентилем и теплогенератором.

Аналогичным образом подпитка врезается в обратную магистраль открытой системы. Второй вариант – добавление теплоносителя прямо в бак, недостаток метода – прокладка подающей трубы на чердак.

Слева показано правильное подключение — внутри первичного котлового контура

Подключение подпиточной линии допускается и в других точках:

• к отдельному штуцеру твердотопливного котла, предусмотренному заводом – изготовителем;
• к нижней части гидрострелки;
• к обратному коллектору распределительной гребенки;
• к выходу бойлера косвенного нагрева.

Указанные варианты обычно реализуются в сложных и разветвленных системах загородных коттеджей. Подключение подпитки к бойлеру демонстрируется в очередном видео:

Напоследок о безопасном добавлении теплоносителя

Выполняя заливку воды либо частичную подпитку, соблюдайте наши рекомендации:

1. Разогретую систему пополняйте медленно, открыв вентиль на четверть хода рычага. Таким способом удастся избежать образования воздушных пробок и предохранить теплообменник котла от температурного шока.
2. Заправку с нуля делайте при неработающем теплогенераторе и отключенном циркуляционном насосе.
3. Проверьте давление в расширительном баке и пройдитесь по всем радиаторам, открывая краны Маевского для выпуска воздуха.
4. Если ваш котел оборудован современной электроникой, обязательно изучите пункты инструкции, касающиеся подпитки. Зачастую в агрегате необходимо активировать специальный сервисный режим.
5. Лишнее давление легко стравливается через ближайший воздухоотводчик.

Модуль подпитки сложной системы можно подключать к гидравлическому разделителю и гребенке

Справка. Чугунные теплообменники запросто дают трещины от резких перепадов температур, а стальные топки покрываются изнутри конденсатом. Последний смешивается с сажей и образует плотный налет.

Закачка антифриза ручным насосом не таит подводных камней. Опрессовочные установки оснащены собственным манометром, позволяющим контролировать актуальное давление в точке врезки.