Изготовление расширительного бака для отопления своими руками: расчет объема

Расширительный бак является незаменимым элементом отопительной системы. Он обеспечивает нормальное движение теплоносителя, а также защищает коммуникацию от протечек и разрушения. При нагревании жидкости происходит ее расширение, что в свою очередь приводит к возрастанию давления.

Компенсировать такое явление позволяет расширительный бак для отопления. Своими руками соорудить такое устройство очень просто. Чтобы решить вопрос о том, как сделать бак для отопления открытого типа, необходимо учесть некоторые нюансы.

Бачок открытого типа

Зачастую в больших системах монтируют баки закрытого типа. Резервуар имеет герметичный корпус, внутри которого размещена резиновая мембрана в виде перегородки. С ее помощью регулируется давление в процессе расширения жидкости. Для загородных домов подходящей альтернативой станут открытые резервуары. Для их изготовления и монтажа не нужны специальные навыки. Они очень просты в обслуживании и ремонте.

Чтобы обеспечить бесперебойную подачу теплоносителя, устройство должно выполнять такие функции:

1. Регулировать давление в контуре. Это достигается за счет забора излишков горячего теплоносителя. Вместо него подается холодная жидкость. Благодаря снижению температуры давление в системе падает.
2. Выводить воздух. Бачок устанавливается в верхней точке. Трубы же укладываются под небольшим уклоном. Все это обеспечивает самостоятельное поднятие воздуха к бачку, где производится его стравливание.
3. Возможность восстановления количества теплоносителя. В процессе длительной эксплуатации системы происходит испарение жидкости. Благодаря крышке, которая установлена сверху бака, есть возможность беспрепятственно восстановить недостающий объем жидкости.

Благодаря таким достоинствам и особенностям работы, открытые бачки пользуются большой популярностью среди специалистов. Их часто монтируют в отопление в частных домах.

Открытые емкости можно изготовить самостоятельно

Принцип работы

Расширительная емкость работает по довольно простой схеме. Весь принцип можно разделить на несколько простых этапов:

• в нормальном состоянии бачок на 70% заполняется жидкостью;
• в процессе нагревания теплоносителя количество жидкости в бачке постепенно возрастает до максимально возможного значения;
• когда температура снижается жидкость из бачка уходит в магистральную трубу, а далее к отопительным приборам;
• параллельно этому объем теплоносителя стабилизируется до первоначальной отметки (70%).

Работа устройства контролируется специальными приспособлениями, которые входят в конструкцию бачка. Также при необходимости проверить правильность функционирования можно с помощью отверстия в крышки емкости.

Важным является обустройство всех патрубков

Конструктивные особенности

Сегодня на рынке представлен широкий ассортимент расширительных бачков, которые имеют разную форму, размеры и конструкцию. Что же касается формы емкости, то она может быть круглой, цилиндрической или прямоугольной. Во всех моделях сверху расположена крышка, которая позволяет контролировать уровень жидкости и при необходимости проводить ее восполнение.

Зачастую для изготовления емкости используют листовую сталь. Самодельные баки могут создаваться из различных материалов, таких как нержавейка и даже пластик. Железные емкости покрываются специальным антикоррозийным слоем. Это позволяет защитить их от коррозии и тем самым продлить срок эксплуатации.

Открытые бачки имеют несколько патрубков, через которые проводится подключение различных труб:

• расширительная – по ней жидкость поддается в бак;
• переливная – используется для отвода излишней жидкости;
• циркуляционная – вода отводится в систему отопления;
• контрольная – используется для устранения воздуха из системы и регулирования уровня наполнения трубопровода.

Также есть запасное отверстие, которое предназначено для сброса воды. Это позволяет очистить емкость для проведения ремонтных работ.

Резервуар должен иметь нужный объем

Объем

При сооружении отопления и монтаже ее отдельных элементов нужно учесть некоторые факторы. Это касается и установки расширительного бачка. Большое значение здесь имеет объем емкости. От этого параметра зависит длительность эксплуатации коммуникации, а также функционирование ее отдельных деталей.

Если установить маленький резервуар, то предохранительный клапан будет часто срабатывать. В результате его срок службы значительно сократиться. Что касается большой емкости, то стоит она довольно дорого. Помимо этого на обогрев большого объема жидкости будет идти много ресурсов.

Важно! На работу системы будет влиять наличие свободного места внутри емкости.

Внешний вид

Бак представляет собой металлический резервуар с отверстием в верхней части, которое накрывается крышкой. Через верхнюю часть осуществляется долив недостающего количества теплоносителя. Корпус имеет круглую или прямоугольную форму. Достоинство прямоугольного резервуара заключается в простоте и надежности его крепления. Круглые же емкости имеют бесшовные стенки, что обеспечивает их герметичность.

При сооружении корпуса не стоит забывать об усилении. Особенно это касается больших резервуаров. Чтобы конструкции могла выдерживать большой объем воды, стенки должны быть прочными и надежными. В то же время такое усиление несколько увеличит вес бака. Это значительно усложнит его монтаж в верхней точке системы.

Несмотря на это, стоит выделить несколько преимуществ, которыми обладают самодельные конструкции:

1. Стандартная и простая форма. Соорудить и вмонтировать прямоугольный резервуар сможет каждый. При этом нет необходимости обладать особыми знаниями и навыками.
2. Простая конструкция. Бак не оснащается специальными устройствами или элементами. Бесперебойную работу оборудования контролируют через открытое отверстие.
3. Минимум соединений. Благодаря минимальному количеству соединений конструкция обладает высокой прочностью и надежностью в работе.
4. Невысокая цена. Сооружение прямоугольного корпуса не стребует больших временных и денежных затрат. Поэтому он является самым доступным вариантом.

Перед тем как монтировать элемент системы, стоит учесть, что он имеет некоторые недостатки:

• непривлекательный вид и отсутствие возможности скрыть резервуар за декоративным отделочным швом;
• довольно низкая продуктивность;
• нет возможности использовать другие теплоносители, кроме воды, так как антифризы будет быстро испаряться;
• корпус не герметичен;
• из-за испарения в процессе эксплуатации нужно периодически добавлять воду.

Немаловажным является и воздух в системе. Его наличие приводит к коррозии внутренних стенок трубопроводов, что снижает срок ее работы. Также воздух в системе часто стает причиной снижения теплоотдачи и возникновения шума в процессе циркуляции теплоносителя.

Где установить

Существует несколько мест установки бака:

1. На подаче. Распространенный вариант, при котором резервуар монтируется над котлом. В таком случае теплоноситель подается не только в контур, но и частично в бак, что сопровождается характерным звуком.
2. На обратной трубе. При такой схеме есть возможность снижения температуры жидкости, что исключает риск возникновения кипения в емкости.
3. Комбинированно. В данном случае речь идет об установке двух баков по предыдущим схемам. Достоинство варианта заключается в том, что можно предотвратить образование воздушных карманов.

В любом случае бак монтируют в верхней точке, что обеспечивается полноценную работу системы.

Что учесть при установке

При монтаже бака необходимо принять во внимание некоторые советы специалистов и провести следующие работы:

• врезать сливную трубку для слива лишней жидкости;
• утеплить резервуар;
• разместить емкость над котлом и соединить их вертикальной магистралью;
• теплоизолировать соединительную и отводящую трубку;
• внутри бака установить гибкий шланг, что позволит по максимуму использовать его объем.

Также не стоит забывать, что бак должен иметь соответствующий объем и все необходимые патрубки.

Резку металла нужно проводить очень аккуратно и внимательно

Бачок из нержавейки или пластиковой емкости

Расширительный бачок можно легко соорудить своими руками. Для этого достаточно просто сделать емкость, которая имеет нужный объем. Зачастую резервуар изготовляют из листовой нержавейки толщиной 2-4 мм. Также можно использовать готовые пластиковые тары. Перед тем как приступать к работам, необходимо подготовить нужный инструмент и материалы.

Разметка листа

На первоначальном этапе проводится разметка подготовленного листа металла. Предварительно на бумаге делают схему будущего бака. Это позволит минимизировать отходы. При раскрое стоит учитывать, что диск болгарки, заберет несколько миллиметров. После порезки все края тщательно зачистить.

Вырезания заготовок

Для порезки металла используют болгарку. На этом этапе нужно будет подготовить пять или шесть заготовок. Точное количество деталей зависит от наличия крышки. Если резервуар имеет большие размеры, то крышку можно разделить надвое. Одна часть наглухо крепится к корпусу, а вторая устанавливается на завесы.

Сварочные работы

Во время соединения заготовки устанавливаются под прямым углом. При этом сварка может проводиться разными технологиями. Все зависит от толщины металла. Для заготовок из 2-мм стали используют газовую сварку. Но, вот соединение стали толщиной 4 мм проводится с помощью электросварки.

Снизу в корпусе (дне) делается отверстие, к которому приваривается патрубок нужного диаметра. К нему в дальнейшем будет подсоединяться труба для подачи теплоносителя. Патрубок также подсоединяется к общему контуру коммуникации.

Сварка проводится разными способами

Теплоизоляция

Как уже было отмечено, бак устанавливается сверху системы. Зачастую его монтируют на чердаке. Особенность такого помещения заключается в том, что оно не отапливается. Поэтому температура в нем низкая, а иногда вовсе отрицательная. Это повышает риск замерзания воды в резервуаре. В результате система не будет работать и может повредиться.

Чтобы исключить возникновение такой проблемы, специалисты рекомендуют заранее провести теплоизоляционные работы. Для утепления системы рекомендовано использовать специальные материалы, такие как базальтовая вата. Она хорошо противостоит высокой температуре, которая создается при нагреве емкости.

Добавление масла

В корпусе бака помимо основного делаются и другие отверстия с патрубками, которые выполняют определенные функции. Так, необходимо обустроить дополнительный элемент, через который в резервуар будет доливаться теплоноситель. Еще одно отверстие служит аварийным сливом лишней воды или масла. Второй конец трубы подсоединяют к канализации или отдельного резервуара.

Так как бачок не герметичен, в процессе отопления дома будет происходить испарение воды. Помимо этого через крышку в систему может попасть воздух. Это чревато перегревом труб и нарушением нормальной циркуляции теплоносителя. Чтобы предотвратить это специалисты рекомендуют добавить в бак немного масла. Оно покроет поверхность воды тоненькой пленкой, которая защитит систему от воздуха.

Расчет объема

При расчете объема агрегата стоит учесть множество факторов. Размер бака составляет 5% от количества теплоносителя в системе. При этом суммируют 2% на испарение и 1% для запаса, что позволит предотвратить переливание воды через края. Если в системе используется другой теплоноситель, то значение будет несколько отличаться. Все зависит от коэффициента температурного расширения.

Чтобы определить объем системы, нужно суммировать объем труб, батареи и самого котла. Можно использовать и более упрощенную схему. Согласно ней котел с мощностью 1 кВт устанавливается в системах объемом 15 л.

Минимальные требования к агрегату

Самодельные и купленные бачки должны отвечать таким требованиям:

• прочность соединения;
• достаточный объем;
• правильно и надежно установить.

Соблюдение таких норм позволит обеспечить нормальную работу не только агрегата, но и всей системы.

Как сделать расширительный бак для отопления

Без расширительной емкости не обходится ни одна система водяного отопления. Не исключение и схемы, где теплоноситель движется естественным образом за счет конвекции, а бак ставится открытого типа. Тут появляется возможность сэкономить, если сделать расширительный бачок для отопления своими руками. Для тех, кто хочет так поступить, в данном материале тема изготовления бака будет раскрыта подробно.

Расчет расширительного бака

Для начала немного уточним информацию: расширительные емкости открытого типа (атмосферные) могут ставиться и на системы с принудительной циркуляцией, это выбор домовладельца. Мы заострили на этом внимание, поскольку изготовить в домашних условиях мембранный бачок закрытого типа вряд ли получится, а вот открытый – без проблем.

Но вначале надо понять, какие у него будут размеры, а для этого провести соответствующий расчет.Не вдаваясь в дебри формул, применим старый проверенный способ определения вместительности бачка. Зная, что при нагревании от 20 ºС до 80 ºС вода прибавляет в объеме ориентировочно 4—5%, посчитаем количество воды в системе. При этом следует учесть:

• объем котлового бака – по технической документации производителя;
• вместительность радиаторов – по паспорту на изделие;
• количество теплоносителя в трубах.

Расчет объема воды в трубах достаточно прост. Измеряются длины всех магистралей и подводок с распределением по диаметрам. Затем просчитывается площадь поперечного сечения трубы каждого диаметра и умножается на ее протяженность. Все результаты складываются и получается общее количество воды, к которому прибавляется объем теплоносителя в котле и батареях.

Взяв 5% от общего количества и прибавив еще 5% запаса, определяем, что расширительные бачки открытого типа должны вмещать десятую часть от того, что есть в системе. Ну а зная объем, нетрудно определиться с размерами емкости.

Конструкция емкости

Форму бака можно принять круглой или прямоугольной, это не имеет особого значения. Просто прямоугольный резервуар сделать немного проще. В то же время при больших объемах жидкости квадратный бак потребует усиления стенок, что утяжеляет всю конструкцию. А ведь ее надо поднять на чердак. Круглый сосуд можно изготовить из трубы, но к нему сложнее приладить крышку, да и вместительность его будет меньше. Выбирать вам.

Примечание. Часто домовладельцы, чтобы долго не возиться, делают расширительный бак открытого типа из всяких пластиковых емкостей – ведерок, обрезанных канистр и так далее. Но нам нужен добротный резервуар из металла, поэтому рассуждать о канистрах мы не будем.

В общем случае бак представляет собой металлическую емкость с открытой верхней частью, закрываемой крышкой. В корпус изделия врезаны патрубки для присоединения отопительной системы и шланга перелива. Есть и более совершенная конструкция, где патрубков – 4, функции каждого из них обозначены на схеме:

Тут есть подающая и обратная ветка, присоединяемые к обратной магистрали, чтоб вода не застаивалась, а также контрольный патрубок минимального уровня. Последняя функция очень удобна в эксплуатации, не нужно лезть на чердак, чтобы убедиться в наличии воды. Правда, при таком варианте усложняется и монтаж, придется прокладывать своими руками дополнительные трубки через перекрытия.

Многие домовладельцы обходятся двумя патрубками – для теплоносителя и перелива. При добавлении в систему воды открывают кран и следят за шлангом, выведенным на улицу. Кран подпитки закрывают, когда из шланга побежит вода, но тогда бак полон до краев и при нагреве из него еще долго вытекает теплоноситель через перелив.

Существует и другая конструкция самодельной емкости, хотя ее трудно назвать открытой. Внутреннее пространство бака не сообщается с атмосферой и заполнено водой только наполовину. Оставшаяся часть занята воздухом, играющим роль демпфера при расширении теплоносителя. Этот бак системы отопления имеет трубу для пополнения воды, слива и присоединения к сети трубопроводов. Конструкция показана на рисунке:

Изготавливать и применять такую емкость не стоит и вот почему. При работе системы внутри нее появится избыточное давление, так как выхода для воздуха нет, только аварийный клапан. Значит, под давлением начнется активная диффузия кислорода в теплоноситель, с чем постоянно борются производители полимерных труб. Насыщенная кислородом вода разрушает в первую очередь стальные детали котла.

Изготовление и установка

Чтобы самому изготовить расширительный бачок системы отопления, нужно иметь листовой металл, обрезки труб разных диаметров и пару уголков на тот случай, если надо усилить стенку или выполнить крепление емкости по месту. Из инструментов и приспособлений потребуются:

• сварочный аппарат;
• угловая шлифовальная машина;
• дрель;
• набор слесарного инструмента;
• рулетка, угольник.

Примечание. Часто можно услышать совет, что емкость лучше сварить из нержавейки. Совет дельный, он актуален, когда система смонтирована из полимерных или нержавеющих труб. Если же все сделано из металла, то беспокоиться не о чем, можно варить из простой «черной» стали.

Как сварить коробку, знает любой домашний мастер, имеющий навыки сварочных работ. Потом в открытый расширительный бак врезаются патрубки и герметично обвариваются. Крышка изготавливается неплотной, чтобы воздух свободно проходил внутрь. Когда все готово, остается лишь проверить сварочные швы на проницаемость и установить емкость на место, как показано на схеме:

Чтобы зря не обогревать чердачное пространство, после монтажа корпус бака нужно хорошо утеплить, для этой цели подойдут маты или плиты из минеральной ваты. Либо можно обклеить корпус листами пенопласта. Еще некоторые мастера-умельцы автоматизируют подпитку бака с помощью «унитазного» поплавкового комплекта, но это не слишком надежный вариант. Припомните, как часто журчит у вас дома унитаз и вы поймете, о чем речь.

Заключение

Если ваша система водяного отопления предусматривает использование атмосферного расширительного бака, то тратить деньги на его приобретение не всегда имеет смысл, проще сделать своими руками. Даже если вы далеки от сварочного дела, то за такую простую работу мастер возьмет меньше, чем придется уплатить за готовое изделие.