Как правильно сделать выбор расширительного бака системы отопления, расчеты и особенности установки

Планирование системы отопления – это не только радиаторы и котел, но и другие элементы, входящие в общую схему отопления и обеспечивающие безотказную работу и полноценную функциональность. Выбор расширительного бака системы отопления является немаловажной частью такого планирования. Именно расширительный бак обеспечивает компенсацию температурных расширений и обеспечивает нормальную работоспособность всего оборудования.

При выборе расширительного бака необходимо сразу определиться с типом системы, принципом циркуляции теплоносителя, общим объемом воды. В некоторых случаях потребуется монтаж дополнительного оснащения, например, циркуляционного насоса.

Расширительный бак для отопления для чего он нужен и как работает

Что такое бачок отопительный, как выбрать расширительный бак для системы отопления? Такое оборудование выполняет компенсацию температурных расширений жидкости при ее нагреве или остывании. Ведь увеличение объема теплоносителя в системе отопления происходит при каждом ее запуске, то есть нормальное функционирование отопления полностью зависит от правильно выбранного расширительного бака.

При запуске системы нагретая вода увеличивается в объеме, ее излишек поступает в полость бака, предохраняя трубы от разрыва. При остывании «лишняя» вода возвращается в систему и поступает далее к котлу для нагрева, после этого цикл повторяется. В каких еще случаях расширительный бак необходим? Именно такое оборудование обеспечивает защиту системы от воздушных пузырей, которые могут остановить циркуляцию теплоносителя.

Разновидности и особенности расширительного бака

Конструкция расширительных бачков предполагает разделение оборудования на три вида:

1. Открытые бачки. Такое оборудование применяется для систем с естественной циркуляцией, это открытые емкости, которые соединяются с общей системой при помощи соединителя в дне бака. Монтируются они в самой высокой точке отопительной системы, обычно на чердаке.
2. Закрытые баки. Это оборудование предназначены для отопительных систем с принудительной циркуляцией без подпитки. Устройство расширительных бачков осуществляется в специально оборудованной котельной, дополнительной защиты от промерзания или обслуживания не требуется.
3. Мембранные расширительные бачки. Современный тип оборудования, работающий в автоматическом режиме. Принцип функционирования схож с закрытыми системами, но подобное оборудование имеет эластичную мембрану, что делает бак более надежным и удобным в использовании.

Открытая и закрытая системы отопления

Открытые баки используются для отопительных систем, где теплоноситель циркулирует самотеком. Емкость обычно имеет цилиндрическую или прямоугольную форму с открытым верхом, соединение с системой отопления осуществляется через выход на дне.

Подобные баки имеют следующие преимущества:

• система полностью энергонезависимая;
• конструкция бака предельно простая.

Недостатков использования открытых баков намного больше:

• необходимо регулярное обслуживание;
• теплопотери в системе довольно высокие;
• внутренние стенки бака подвержены коррозии;
• при монтаже требуется дополнительная прокладка труб;
• монтаж осуществляется на чердаке, что требует дополнительного усиления перекрытий из-за большого веса бака.

Пример расширительного бака открытого типа из нержавейки

Закрытые баки могут использоваться для любой отопительной системы, но обычно они востребованы для принудительного отопления. Бак закрытый, то есть контакт теплоносителя и окружающего воздуха исключен. Кроме того, герметичные бачки могут быть оснащены автоматическими или ручными клапанами, манометрами для замера давления в системе.

Преимуществ подобного оборудования множество:

• бак можно монтировать в котельной, он не требует защиты от промерзания;
• уровень давления в системе может быть довольно высокий;
• бак более защищен от коррозии, его эксплуатационные сроки большие;
• теплоноситель не испаряется;
• отсутствуют теплопотери;
• уход за системой более простой, нет необходимости следить за давлением, уровнем воды.

Закрытый мембранный бак

Для мембранной системы используется герметичный бак, функционирование которого схоже с обычным закрытым. Принцип работы очень простой – при нагреве теплоноситель расширяется, «лишняя» вода поступает в одно отделение бака, оказывая давление на эластичную мембрану. При остывании давление снижается, воздух из второй емкости выталкивает прохладную воду назад в систему, то есть происходит ее циркуляция.

Мембрана может быть съемной или несъемной, она не соприкасается с внутренними стенками устройства. Если мембрана повреждена, ее необходимо заменить, так как бак перестает функционировать.

Среди преимуществ использования такого оборудования необходимо отметить:

• компактные размеры бака;
• теплоноситель не испаряется;
• теплопотери системы минимальные;
• система защищена от коррозии;
• есть возможность работы с высоким давлением без опасения повреждения системы.

Мембранный расширительный бак

Особенности выбора расширительного бака для системы отопления, несколько нюансов

Выбирая расширительный бачок, необходимо обратить внимание на такие критерии:

• место установки;
• тип отопительной системы (с естественной и принудительной циркуляцией);
• рабочие параметры системы, включая давление (необходимо выполнить расчеты давления для бака, теплоносителя, теплообменника);
• объем расширительного бачка (не может быть меньше, чем 10% от общего объема воды в системе);
• необходимость автоматизированного управления;
• особенности работы бака (автономное энергонезависимое, с принудительной циркуляцией и подключением к электрической сети)

Одним из критериев выбора оборудования является расчет воды и ее давления. При таких расчетах системы отопления учитываются:

• объем воды в котельном агрегате (он указан в паспорте к котлу);
• объем воды для радиаторов (необходимо рассчитать отдельно для каждого радиатора и суммировать полученные значения);
• объем теплоносителя в трубах системы (рассчитывается для всех контурах при помощи формулы Vобщ = π × D2 × L/4, где D является диаметром трубы, L – это длина трубы).

Таким расчетом вычисляется, какой объем должен быть у бака. Обычно при проектировании закладывается, что объем расширительного бачка не может быть меньше 10-15%. Такого значения будет достаточно для вывода воздуха из отопительного контура и защиты оборудования от разрывов или протечек при температурном расширении.

Установка мембранного расширительного бака: тонкости работ

Для монтажа расширительных емкостей необходимо использовать следующий алгоритм действий:

• выбирается сам бак и его объем (для принудительных систем необходима модель мембранного типа);
• далее выполняется крепление устройства (место установки бачка должно быть ровным, требуется надежная фиксация, для открытых емкостей дополнительно прокладываются соединительные трубы);
• далее выполняется врезка в обратный трубопровод, для чего можно использовать пластиковые или стальные трубы соответствующего диаметра (он должен соответствовать диаметру камеры расширительного бака);
• после подключения труб и установки крана-американки, необходимо проверить давление и условия работы расширительного бака отопления (емкость заполняется водой, лишний воздух сам выходит из газовой камеры через специальный клапан);
• при необходимости можно установить аварийный слив, который будет находиться после крана-американки (для этого ставится тройник с ответвлением для установки полудюймового крана для слива излишки воды).

На этом установка расширительного бака для отопления завершена, можно приступать к настройке системы и ее запуску. Чтобы правильно определить рабочее давление, необходимо не только предварительно рассчитать объем бака, но и определить такие параметры, как показатели давления в общей системе, воздушной камере бака, для подпитки оборудования (при необходимости) и уровень максимально возможного давления.

Несколько важных замечаний

Для того, чтобы система и расширительный бачок нормально функционировали, необходимо учитывать такие моменты, как настройка, обслуживание и расчеты давления, объема теплоносителя.

Настройка бака для работы в системе отопления, учет перепадов и уровня давления

Как после монтажа запустить бачок? Необходимо правильно рассчитать уровень давления в сети, учитывая следующие показатели:

• Pст – это статическое давление, которое будет равно высоте столба воды, обусловленное высотой общей системы отопления от точки установки бака до верхнего элемента;
• P0 – это давление воздуха в газовой (воздушной) камере бака;
• Pнач – это начальное давление для подпитки оборудования;
• Pрасш – настройки для давления, создаваемого в системе;
• Pкон – уровень давления, которое создается в результате дополнительной подпитки;
• Pкл – уровень давления для предохранительного клапана (для частных домов такое давление может составлять 3 бара);
• Pмакс – уровень максимального рабочего давления, на которое рассчитан теплообменник котла (именно он самый чувствительный к этому параметру элемент всей отопительной сети).

Пример расчета

Особенности расчета системы включают в себя такие шаги:

1. Сначала надо определить давление: Pст = 4 / 10 = 0,4 бар.
2. Далее в камеру накачивается воздух, давление которого определяется по формуле P0 = Pст+ 0,2 бар, или P0 = 0,4 + 0,2 = 0,6 бар.
3. Для одноэтажного дома значение Р0 можно принимать равным «1», так как расчетное значение 0,6 бар.
4. Затем бак подключается к системе, в его полости создается начальное давление Р нач., рассчитываемое при помощи формулы: Pнач> или = P0 + 0,3 бара или Pнач = 1 + 0,3 = 1,3 бар.
5. Далее включается отопительный котел до температуры в 80 градусов, из системы полностью удаляется весь воздух, теплоноситель, поступая в бак, создает определенное давление. Для расчета необходимого конечного давления в системе надо воспользоваться формулой Pкон

Расширительный бак для отопления открытого типа: устройство, назначение, основные виды + советы по расчету бачка

В сегодняшних реалиях расширительный бак для отопления открытого типа давно и бесповоротно проиграл конкурентную борьбу более современной и эффективной закрытой емкости.

Тем не менее морально устаревшее оборудование активно используется. А в ряде ситуаций даже имеет некоторые преимущества перед технологичными мембранными резервуарами.

В этом материале разберем его назначение и конструкционные особенности, а также ознакомимся с принципом работы и правилами расчета такого типа бачка.

Назначение бака в системах открытого типа

Указанное приспособление используется в системах отопления для предотвращения ее поломок при увеличении объема и давления теплоносителя, что происходит при нагревании.

Если быть точным, то при повышении температуры воды, циркулирующей в системе, от 5 до 100 °C ее объем становится на 4% больше. И это много, так как деться ей в трубах и радиаторах некуда — там нет свободного места.

В результате несколько сот грамм в небольшой системе отопления или несколько литров в достаточно крупной повышают давление до критических значений и приводят к возникновению мощных гидроударов.

Что влечет за собой выдавливание прокладок, поломку фитингов, радиаторов и дорогостоящий ремонт – все это в самый неподходящий момент.

А после того как температура теплоносителя снизится, его излишки опять становятся необходимыми для эффективного функционирования системы, поэтому они должны быть возвращены, причем в полном объеме. В случае испарения запасы жидкости необходимо пополнять.

Характерные черты открытого бака

Такие резервуары являются крайне простыми – в качестве расширительного бака всегда может использоваться обычное ведро, специально изготовленная емкость из подручных материалов, канистра, что-либо подобное.

Конструкционные особенности емкости

Главными требованиями к конструкции являются:

• наличие достаточного объема;
• отсутствие герметичности.

То есть допускается даже отсутствие крышки, хотя она желательна – защищает от попадания в систему отопления частиц грязи.

Резервуар, который планируется использовать в качестве расширительного бака, должен быть оснащен патрубком, к которому подводится труба от системы отопления. Это единственное обязательное приспособление.

Но для комфорта и исключения мелких неприятностей желательно использовать следующие аксессуары:

• Переливной шланг или трубу — такой элемент конструкции необходим в случае переполнения расширительного бака. То есть этот элемент конструкции, отводя жидкость в канализацию или просто за пределы здания, исключает возможность его затопления.
• Трубу водоснабжения — она необходимо для пополнения системы отопления водой. Без нее вполне возможно обойтись, но следует понимать, что указанную процедуру придется производить с ведром в руках. Хотя в последнем случае конструкция будет более дешевой.

Поскольку расширительные емкости нередко устанавливаются на чердаках, то следует позаботиться о ее теплоизоляции. Что исключит замерзание жидкости и выход всей системы из строя.

В качестве теплоносителя может использоваться только обычная вода. Потому что современные эффективные антифризы в открытых резервуарах быстро испаряются. Что ведет к существенному удорожанию всей процедуры отопления помещения.

Кроме того, испарения антифризов почти всегда являются токсичными, что сказывается на здоровье жильцов. Больше о видах теплоносителей для системы отопления и их особенностях мы рассказали в этом материале.

Форма и материал изготовления

Форма бака принципиального значения не имеет, поэтому может быть любой:

• круглой;
• прямоугольной;
• трапециевидной и т.д.

Материалом изготовления может быть любой металл или даже пластик, но поскольку теплоноситель может разогреваться до значительных температур, то он должен быть термостойким.

В продаже есть различные варианты открытых расширительных бачков, среди которых несложно подобрать наиболее подходящий. Или же смастерить из подручных материалов самодельный резервуар, который будет исполнять роль расширительного бака.

Принцип работы приспособления

Расширительный бак является частью простейших систем отопления, работающих согласно законов физики. Когда перемещение жидкости по трубам, радиаторам осуществляется самотеком, энергию для этого обеспечивает перепад давления.

Чтобы не нарушать естественный теплообмен и кругооборот воды расширительный резервуар следует установить в самой высокой точке всей системы отопления, при этом котел должен стать самой низкой. Детальнее об установке и подключении бака мы говорили в этой статье.

В противном случае наличие бачка не будет давать нужного эффекта. Что не защитит от повышения давления, гидроударов и последующих за ними поломок.

Сам резервуар при холодном теплоносителе никакого участия в работе системы отопления не принимает.

Все меняется, когда жидкость разогревается до значительных температур и создает избыточное давление в трубах, радиаторах, так как в таких ситуациях ее излишек активно создается и выдавливается в расширительную емкость. Где он находится до момента остывания теплоносителя, после чего самотеком опять попадает в трубы и радиаторы, котел.

Описанная процедура выполняется циклично, то есть на протяжении всего периода эксплуатации резервуара.

Из-за того, что система отопления является открытой, как и сам бак, то компенсация последствий расширения не может выполняться без участия человека.

Причина в том, что теплоноситель, пребывая в прямом контакте с воздухом, испаряется, причем, чем больше он нагревается, тем активней происходит такая процедура.

В результате пользователю приходится регулярно осуществлять контроль наличного уровня воды. И по мере необходимости доливать ее.

Выполняется указанная операция с помощью ведра или другой емкости с водой. Это малоприятно, поэтому систему можно автоматизировать, организовав подачу воды от системы водообеспечения, причем от любой: локальной или централизованной.

Кроме того, используя дополнительное оборудование описанную процедуру можно сделать полностью автономной.

Но в таком случае теряются важнейшие преимущества всех открытых баков и систем отопления:

• дешевизна;
• полная автономность, то есть независимость от работоспособности, исправности и наличия в помещении каких-либо инженерных систем.

Все процессы в открытом баке происходят согласно естественному круговороту, без помощи насосов и прочего оборудования.

В результате для того, чтобы расширительный резервуар гарантированно был полезным, габариты самой системы должны быть умеренными, то есть не стоит использовать ее для обогрева коттеджей и зданий, площадь которых превышает 100 м².

Если указанное правило игнорировать, то это может привести к существенным финансовым потерям, так как придется выполнять ряд переделок для обеспечения эффективности работы бака и всей системы, как одного целого.

Кроме того, должна быть ограничена высотность. Так как очень проблематично добиться ожидаемого результата при попытке обогрева таким способом более, чем двухэтажного здания.

Как произвести расчет?

Как указывалось выше, любой расширительный бачок, используемый для отопления открытого типа, отличается простотой конструкции, изготовления. А расчет габаритов такого изделия не более сложен.

Для чего можно воспользоваться формулами или же способом, заключающемся в приблизительном подсчете рабочего объема резервуара.

В реальности же, чтобы определить необходимую вместительность бака, владельцы небольшого дачного домика формулы используются крайне редко. Чаще всего вычисляют приблизительный объем расширительной емкости, к которому для страховки можно добавить любое количество литров.

Причина: в случае с открытыми баками лишние объемы влияют на стоимость не существенно, а в ряде случаев к удорожанию вообще не приводят.

В результате весь расчет емкости сводится к определению 10% от объема всего теплоносителя, которые должны быть его минимальным значением расширительного бака.

Проще всего это сделать в момент проектирования и создания системы отопления, когда известны все параметры радиаторов, труб и других элементов конструкции или их легко узнать, выполнив измерения. А затем просто сложив объемы всех комплектующих.

Если исходные данные неизвестные, то самым практичным способом исчислений является опытный. Для чего нужно слить всю воду из системы, а затем заполнить ее теплоносителем по новой.

При этом должен производиться замер, что можно делать с помощью счетчика или при использовании тары известного объема. После чего останется узнать нужные 10% объема теплоносителя, которые служат ориентиром при изготовлении или покупке бака.

Выводы и полезное видео по теме

Размещенный ниже ролик позволит лучше понять то, что представляют собой открытые расширительные емкости, как они изготавливаются, устанавливаются:

Следующий видеоролик посвящен самодельным бакам для системы отопления:

Открытый расширительный резервуар считается устаревшим приспособлением, как и вся разновидность отопительной системы, в которой он используется. То есть такое оборудование является малоэффективным, так как его работа сопровождается внушительными теплопотерями, а прогрев осуществляется крайне медленно.

Тем не менее полная автономность, независимость, простота в обслуживании, доступная стоимость делают открытый бак востребованным вдалеке от стабильных условий крупных городов – на дачах, в деревнях и т.д.

У вас остались вопросы по расчету бачка или вы хотите уточнить другие моменты, о которых мы не упомянули в этой статье? Спрашивайте об интересующих вас нюансах, задавайте свои вопросы в блоке ниже – наши эксперты и другие посетители сайта помогут вам разобраться.

Если вы недавно занимались изготовлением или монтажом бачка открытого типа, расскажите об этом в блоке комментариев – многим новичкам будет полезна ваша информация. Также добавляйте уникальные фото вашего расширительного бака.