Что нужно знать о расширительных баках для систем отопления?

Всем, кто учил в школе физику, прекрасно известно, что вода имеет одно весьма необычное свойство – при определенных условиях она может расширяться. Расширительный бак для отопления – это специальная емкость, основная задача которой сводится к поглощению избыточного объема накапливающейся жидкости. Вот зачем нужен экспансомат.

Отопительные системы обладают собственным уровнем вместимости. Учитывая тот факт, что данная система является замкнутой, появление дополнительного объема воды становится причиной повышенного гидравлического давления. Бездействие в таком случае может привести к непоправимым последствиям, вплоть до выхода приборов из строя.

Для предотвращения такого развития событий и используются расширительные баки для систем отопления. Подбор бака необходимого типоразмера осуществляется специалистами проектно-монтажных организаций в зависимости от типа отопления и количества циркулирующего в нем теплоносителя.

Задачи, функции и принцип работы

Чтобы понять необходимость установки подобных агрегатов, необходимо рассмотреть те функции, которые выполняют указанные экспансоматы. Повышение температуры внутри котла на каждые 10 градусов Цельсия приводит к увеличению объема нагревающейся жидкости приблизительно на 0,3%.

Простейшие математические подсчеты дают понять, что доведение жидкости-теплоносителя до температуры кипения (100 градусов) приведет к увеличению общего объема воды приблизительно на 3%. Это достаточно существенный объем, который может серьезно повлиять на функционирование всей системы в целом. Поэтому и используют специальное устройство, призванное компенсировать температурное расширение жидкости.

Устройство и принцип работы экспансомата.

Таким образом, расширительный бак для отопления выполняет сразу несколько важных функций:

• удаление лишних объемов воды в водосток при достижении определенного уровня наполняемости;
• пополнение объемов воды при ее утечке либо при падении температуры;
• сохранение необходимого уровня гидростатического давления посредством добавления или удаления соответствующих объемов теплоносителя;
• сбор воздуха и паров воды, которые выделяются в котле при повышении температуры жидкости.

В любой отопительной системе, которая в качестве жидкости-теплоносителя использует обычную воду, постоянно присутствует определенный процент воздуха. Как заявляют специалисты, в 1л трубопроводной воды содержится 40 мг воздуха, который находится в растворенном состоянии.

Однако при увеличении температуры растворимость его несколько ухудшается, что приводит к выделению порядка 90% в виде воздушных пузырьков. Бачки открытого типа позволяют вывести излишки воздуха в атмосферу.

Недостатки

При всем многообразии выполняемых функций, расширительный бак для отопления обладает некоторыми отрицательными качествами:

• большие размеры, что может затруднить их расположение в помещении;
• уменьшение стойкости различных приборов, труб и радиаторов к коррозии;
• стенки данного отопительного оборудования в определенных количествах расходуют тепло.

В зависимости от конструктивных особенностей расширительные баки подразделяются на две основные группы: открытые и закрытые. Как подобрать тот, который подходит вам, рассмотрим дальше.

Открытые

Относящиеся к первой группе, чаще всего монтируются на чердаках, то есть над верхней точкой системы отопления. Открытый расширительный бак представляет собой прямоугольную или цилиндрическую емкость, для производства которой применяется листовая сталь. После их установки необходимо произвести теплоизоляцию. Перед включением не требуется настройка.

Пример: для отвода жидкости служит циркуляционная труба. К раковине примыкает контрольная труба, на которой установлен запорный кран для регулирования уровня воды в емкости. Нельзя не отметить расширительную трубу, посредством которой жидкость поступает непосредственно в бак. Все эти и другие трубы присоединяются при помощи специальных патрубков.

Открытые экспансоматы имеют определенные отрицательные качества.

К примеру, владельцам данной вспомогательной системы постоянно придется восполнять объем жидкость, поскольку она обладает повышенной испаряемостью.

Перед тем как проверить уровень теплоносителя, необходимо поднять защитную крышку открытого бака. Кроме этого, потребуются дополнительные денежные затраты на его установку, так как монтировать бак придется в верхней части отопительной системы.

Также необходимо предварительно утеплить то место, где будет произведена установка. По причине того, что открытый расширитель функционирует при пониженном давлении, управлять такой системой несколько затруднительно.

И последнее – в экспансомат, имеющий вышеописанное устройство, поступает воздух, что приводит к повышенному уровню коррозии основных элементов.

Закрытые

Переходим к закрытым экспансоматам. Закрытый бак представляет собой специальную емкость, изготовленную из металла, овальной или шарообразной формы. Особенность данного оборудования заключается в том, что внутри он разделен на две камеры – воздушную и жидкостную – при помощи герметичной мембраны. Именно по этой причине такие экспансоматы называются мембранными.

Принцип работы у бака такой: воздушный отсек оборудован клапаном, задача которого заключается в спускании воздуха при существенном увеличении уровня давления. Благодаря этому теплоноситель способен заполнять внутренний объем камеры. При увеличении давления воды мембрана, произведенная из термостойкой резины, прогибается и освобождает воздух из отсека.

После того как давление полностью нормализуется, мембрана приходит в начальное положение, позволяя воздуху вновь поступать в бак для отопления.

Стоит отметить, что расширительные баки мембранного типа выпускаются в различных конфигурациях. В некоторых случаях бачок имеет одну из камер, заполненную азотом под большим давлением, другой же отсек предназначен для заполнения водой или другим теплоносителем. Особенность такой системы – жидкостная камера соединена с системой отопления.

После этого давление в каждом из отсеков стремится к установлению на первоначальном уровне. Настройка расширительного бака закрытого типа осуществляется в заводских условиях, поэтому приобретая данную продукцию, покупатель получает изделие полностью готовое к работе.

Монтаж и размещение также просты, но может возникнуть проблема с отсутствием свободного пространства, поэтому при недостатке свободного места можно использовать плоский бачок, габариты которого оптимизированы для установки в небольших помещениях.

В зависимости от вида мембраны выделяют два основных типа закрытых баков.

Экспансоматы с диафрагменной несменной мембраной

Для создания углеродистого корпуса данного агрегата применяется метод глубокой холодной штамповки. По периметру отсеков прочно закрепляется мембрана. Внутренняя поверхность корпуса покрыта эпоксидными влагостойкими красками, которые защищают поверхность от вредного воздействия воды.

Для покрытия внешней части корпуса применяется эмаль. В начальной стадии вакуумный бак на 100% заполняется воздухом, который под высоким давлением прижимает мембрану к внутренней поверхности.

По мере того как температура внутри бака возрастает, начинает увеличиваться давление и поступать теплоноситель, который отжимает мембрану в обратную сторону. В это же время воздух, находящийся во втором отсеке, начинает сжиматься.

Фланцевый со сменной мембраной

Такие устройства изготавливаются как в горизонтальном, так и вертикальном исполнении. К числу ключевых конструктивных особенностей модели можно отнести то, что теплоноситель не соприкасается с металлической частью расширительного бака, поскольку полностью расположен внутри мембраны.

Как следствие, использовать специальное покрытие для защиты его поверхности от воздействия жидкости не потребуется. Кроме этого, имеется возможность при необходимости проводить замену мембраны.

Зачастую закрытые устройства монтируются неподалеку от котлов. В систему отопления можно установить второй расширительный бак, поставив его рядом с бойлером, если схема также поддерживает аппарат горячего водоснабжения.

Основные преимущества закрытых экспансоматов

В зависимости от мощности котла, а также от объема используемой жидкости объем мембранного бака для отопления немного отличается.
Такое оборудование рекомендуется устанавливать в загородных домах, поскольку они обладают многочисленными положительными качествами, если сравнивать их с открытыми баками.

Теплоноситель не контактирует с воздухом, в результате чего не происходит испарение жидкости, по этой же причине трубы и радиаторы не окисляются воздухом, что способствует увеличению их срока службы.

В закрытых баках вероятность того, что жидкость выльется за пределы, равняется нулю, поэтому можно не переживать за отделку стен и полов. Установка может осуществляться в любом месте коттеджа, отсутствует вероятность появления воздушных пробок, которые в открытых устройствах возникают в результате повышенного давления в верхней точке отопительной системы.

Также отсутствует необходимость в подпитке отопительной системы теплоносителем. Вывод – эксплуатировать мембранный расширительный бак очень легко.

Закрытые баки – это экономичность, безопасность и надежность.

Установка

Монтаж расширительного бака осуществляется на любом участке отопительной системы, но предпочтительной является его установка перед насосом принудительной циркуляции. Монтаж может быть выполнен как с верхним, так и с нижним подключением.

Рекомендуется использовать именно верхний подвод, так как данная схема позволяет не допустить скапливания внутри бака пузырьков воздуха.

Если в процессе работы окажется, что проектировщик допустил ошибку и принятого объема бака недостаточно для компенсации теплового расширения жидкости, вместо замены экспансомата на более объемный осуществляется монтаж второго бака меньших размеров.

В случае установки в системе отопительного котла со встроенным расширителем монтаж отдельного бака может не потребоваться. Также при рассмотрении различных вариантов установки следует помнить, что для снижения теплопотерь лучше выбирать то крепление, при котором подводящая магистраль будет иметь наименьшую длину.

Как правильно установить расширительный бак в системе отопления

В процессе нагрева котла вода расширяется, избыток теплоносителя заполняет специальную емкость, расположенную в определенной точке отопительной сети. Отсюда наша задача – пояснить, как установить расширительный бак в системе отопления частного дома. Также уточним место подключения, способ опорожнения и настройки расширительного бачка.

Где устанавливается расширительный бак на отопление

Итак, установка бачка зависит от типа системы отопления и назначения самого резервуара. Вопрос не в том, для чего нужен расширительный бак, а в каком месте он должен скомпенсировать расширение воды. То есть, в тепловой сети частного дома может стоять не один такой сосуд, а несколько. Вот перечень функций, возлагаемых на различные расширительные емкости:

• компенсация теплового расширения воды в закрытых системах отопления;
• в открытых сетях резервуар выполняет 2 функции – воспринимает лишний объем теплоносителя и удаляет воздух из системы в атмосферу;
• в определенных условиях мембранный бак служит дополнением к штатному расширительному бачку газового котла;
• поглощать излишки нагретой воды в сети горячего водоснабжения.

Находясь в наивысшей точке системы открытого типа, бачок работает как воздухоотводчик

В открытых тепловых сетях вода в резервуаре контактирует с атмосферным воздухом. Поэтому установка расширительного бака предусматривается в наивысшей точке – на стояке, идущем от котла. Зачастую эти системы делаются самотечными, с увеличенными диаметрами трубопроводов и большим количеством теплоносителя. Вместительность бака должна быть соответствующей и составлять около 10% от общего объема воды. Куда, как не на чердак, ставить такой габаритный резервуар.

Справка. В одноэтажных домах старой постройки встречаются небольшие расширительные бачки для открытой системы отопления, установленные на кухне рядом с напольным газовым котлом. Так тоже правильно, находящуюся под потолком емкость проще контролировать. Правда, это не слишком хорошо выглядит в интерьере. Мягко говоря.

Отопительные системы закрытого типа отличаются тем, что мембранный расширительный бак для воды полностью герметичен. Оптимальный вариант монтажа – в помещении котельной, рядом с остальным оборудованием. Другое место, где иногда приходится устанавливать закрытый расширительный бачок для отопления – это кухня в небольшом доме, поскольку там размещен котел.

В системах закрытого типа, работающих на незамерзающем теплоносителе, объем резервуара следует увеличить до 15% от общего количества жидкости. Причина — повышенный коэффициент теплового расширения гликолевых антифризов.

О дополнительных емкостях

Производители комплектуют настенные теплогенераторы встроенными бачками, воспринимающими избыток нагретого теплоносителя. Размеры бака не всегда соответствуют домовой отопительной разводке, иногда вместительности не хватает. Чтобы давление теплоносителя при нагревании находилось в пределах нормы, производится расчет литража и ставится дополнительный расширительный бак для настенного котла.

К примеру, вы переделали открытую самотечную систему в закрытую без замены магистралей. Новый отопительный агрегат подобрали по тепловой нагрузке. Встроенной котловой емкости не хватит на расширение такого количества воды.

Другой пример: отопление теплыми полами всех помещений двух– или трехэтажного дома плюс радиаторная сеть. Здесь объем теплоносителя тоже выйдет внушительный, маленький бачок не справится с его увеличением, давление внутри системы вырастет. Нужен второй расширительный бак для котла.

Примечание. Второй резервуар в помощь котловому – это тоже закрытая мембранная емкость, размещается в помещении топочной.

Когда горячее водоснабжение дома обеспечивает бойлер косвенного нагрева, возникает аналогичная проблема – куда девать избыток санитарной воды из накопителя? Простое решение – поставить сбросной клапан, как это делается на электрических водонагревателях. Но бойлер косвенного нагрева объемом 200…300 л станет терять через клапан слишком много горячей воды. Правильное решение – подобрать и установить расширительный бак для бойлера.

Справка. В буферных емкостях (теплоаккумуляторах) некоторых производителей также предусмотрена возможность подключения компенсирующего бачка. Более того, специалисты рекомендуют ставить его даже на электрические бойлеры большой вместительности, что и показано на видео:

Как правильно поставить бак

При монтаже открытого резервуара в чердачном помещении следует соблюдать ряд правил:

1. Емкость должна стоять прямо над котлом и соединяться с ним вертикальным стояком подающей магистрали.
2. Корпус сосуда надо тщательно утеплить, дабы впустую не терять тепло на обогрев холодного чердака.
3. Обязательно организовать аварийный перелив, чтобы в нештатной ситуации горячая вода не залила потолок.
4. Чтобы упростить контроль уровня и подпитку, рекомендуется вывести в котельную 2 дополнительных трубопровода, как это показано на схеме подключения бака:

Примечание. Трубу аварийного перелива принято направлять в канализационную сеть. Но некоторые домовладельцы с целью упростить задачу выводят ее под кровлей прямиком на улицу.

Установка расширительного бака мембранного типа выполняется вертикально либо горизонтально в любом положении. Малые емкости принято крепить к стене хомутом или подвешивать к специальному кронштейну, большие – просто ставить на пол. Тут есть один момент: работоспособность мембранного бачка не зависит от его ориентации в пространстве, чего нельзя сказать о сроке службы.

Сосуд с закрытого типа прослужит дольше, если его смонтировать вертикально воздушной камерой кверху. Рано или поздно мембрана исчерпает свой ресурс, появятся трещины. При горизонтальном расположении бачка воздух из камеры станет быстро проникать в теплоноситель, а тот – занимать его место. Ставить новый расширительный бак на отопление придется в срочном порядке. Если емкость висит на кронштейне «вниз головой», эффект проявится быстрее.

В нормальном вертикальном положении воздух из верхней камеры будет медленно проникать через трещины в нижнюю, как и теплоноситель неохотно пойдет вверх. Пока размеры и количество трещин не возрастет до критичного уровня, отопление будет исправно работать. Процесс занимает длительное время, неполадку вы заметите далеко не сразу.

Верный признак критического износа и растрескивания мембраны в расширительном закрытом бачке – падение давления в домашней отопительной сети. Периодически отслеживайте показания манометра на группе безопасности.

Но как бы вы ни размещали сосуд, стоит придерживаться следующих рекомендаций:

1. Изделие надо располагать в котельной таким образом, чтобы его было удобно обслуживать. Не устанавливайте напольные аппараты вплотную к стене.
2. При настенном монтаже расширительного бака системы отопления не ставьте его слишком высоко, чтобы при обслуживании не пришлось дотягиваться до отсекающего крана или воздушного золотника.
3. Нагрузка от подводящих трубопроводов и отсекающей арматуры не должна ложиться на патрубок бачка. Крепите трубы вместе с кранами отдельно, это облегчит замену резервуара в случае поломки.
4. Не допускается прокладывать подводящую трубу по полу через проход или подвешивать на высоте головы.

Вариант размещения оборудования в котельной – бачок больших размеров ставится прямо на пол

Способы подключения

Гидравлически правильно подключать бак в точке, находящейся на обратной магистрали перед котлом и циркуляционным насосом (если смотреть по направлению течения воды). Бак можно врезать и на подаче, но при 1 условии: насос должен располагаться на подающей линии и все так же стоять впереди компенсирующей емкости.

Лучшее место подключения мембранного бачка – обратка отопления в котельной, но обязательно перед насосом, а не после него

Момент второй: при перегреве твердотопливного котла бачок, подключенный к подаче, начнет заполняться паром. Воздух и пар – это сжимаемые среды, в этом случае резиновая «груша» перестанет компенсировать расширение воды.

Правильное подключение расширительного бака к системе отопления всегда осуществляется через отсекающий шаровой кран с американкой. Тогда резервуар можно в любой момент вывести из эксплуатации и быстро поменять, не дожидаясь остывания теплоносителя. Если же установить на подводке тройник и второй кран, как изображено на схеме подключения, то емкость можно предварительно опорожнить:

Рекомендация. При обвязке бойлера косвенного нагрева с котлом и ГВС подключайте расширительный бак к линии холодного водоснабжения на входе в накопитель. Здесь применяется специальный бак, выдерживающий давление водопроводной сети. Емкость для отопления или гидроаккумулятор не годится. Как их различить, смотрите на видео:

Как проверить и накачать расширительный бак

Перед тем, как подключить и заполнить резервуар теплоносителем, необходимо проверить давление в воздушной камере бачка на соответствие давлению в отопительной сети. Для этого со стороны воздушного отсека откручивается или снимается пластмассовая заглушка, а под ней находится обычный золотник, знакомый вам по автомобильным камерам. Манометром измеряете давление и подгоняете его под свою систему, подкачивая насосом или спуская нажатием на шток золотника.

Бачок накачивается через штуцер обычным ручным насосом

К примеру, расчетное давление в сети после заполнения должно составлять 1.3 Бар. Тогда в воздушном отсеке расширительного бака надо сделать 1.1 Бар, то бишь, на 0.2 Бар меньше. Фокус в том, чтобы резиновая «груша» бачка была поджата со стороны воды. Иначе при остывании сжавшийся теплоноситель станет затягивать воздух через автоматические воздухоотводчики, что недопустимо. После настройки открываете кран, производите заполнение всей системы теплоносителем и спокойно запускаете котел.

Примечание. Некоторые производители указывают на упаковке своих изделий заводское давление в отсеке с воздухом. По нему можно подобрать подходящий бачок и не возиться с накачиванием.

Заключение

Все работы, связанные с монтажом, подключением и настройкой расширительного бака, не относятся к высококвалифицированным и могут быть выполнены своими руками. Более того, вам лучше знать, как проверять и корректировать давление в бачке при эксплуатации. Его снижение или скачки – одна из причин, по которой автоматика газового котла отключает горелку. Если нет серьезных протечек теплоносителя, то первым делом следует измерить манометром давление воздуха в камере резервуара.