Какое давление должно быть в расширительном бачке системы отопления

Расширительный бачок, гидробак или демпфер в системе теплоснабжения если и не является основным устройством, то он очень важный элемент, который обеспечивает безопасность отопительной системы в целом. Данный аппарат выполняет компенсацию температурного расширения сетевой воды в момент пуска системы. По законам термодинамики, любая жидкость при нагревании увеличивается в объеме.

Для того чтобы закрытая система теплоснабжения работала, ее запитывают водой и полностью стравливают воздух. Без этого циркуляционный насос работать не будет.

При включении горелочного устройства котла, тепло от сгорания топлива передается нагреваемой воде, которая расширяясь, переходит в специальное устройство, где аккумулируется. При охлаждении системы она опять поступает во внутренний отопительный контур.

Устройство

В торговой сети имеются два вида расширительных баков, — настенный, баллонного типа и, работающий, по мембранному принципу. Первые устанавливаются в низкотемпературных водопроводных системах, их окрашивают в синий цвет, а вторые, с красной маркировкой, используются в высокотемпературных водяных системах.

Гидробак выполняют в форме закрытого сосуда, в нем установлена разделительная мембрана, из особого резинового материала с повышенной эластичностью и прочностью.

За начальное рабочее давление в расширительном бачке отопления закрытого типа принимается давление (Р) в воздушном отсеке при 18 °С в пустом агрегате. Оно будет равняться статическому в заполненной внутридомовой трубной системе, при отсутствии воздушных пробок в трубах.

В этот момент, мембрана находится в равновесном состоянии, поскольку давление воздушной среды в камере стабилизируется водяной системой теплоснабжения, демпфер не может заполняться из сети, а рабочая емкость будет свободна для будущей температурной компенсации среды.

Функции расширительного бачка закрытой системы отопления. Компенсация увеличенного объема воды в системе теплоснабжения во время пусковых процессов. Благодаря своим физическим свойствам, при достижении Т воды порядка 100 C ее объем в трубах увеличивается на 4.30 %. Этот процесс сопровождается ростом Р, воздействующего на трубную систему и подключенное оборудование.

Давление может быть разрушительным и вывести систему теплоснабжения из строя.

Для предотвращения разрывов трубной системы, на обратный трубопровод перед котлом устанавливается гидробак, который наполняется излишками сетевой воды. Конструкция его гасит гидроудары в трубах отопления, возникающих при завоздушивании или резкого отключения сетей от котла арматурой на подающей линии.

Какое давление должно быть в демпфере

Важной характеристикой гидробака является рабочий объем устройства, пропорциональный Р и не превышающий сброс сетевой воды, при максимально допустимом температурном режиме. Прежде чем установить, какое давление должно быть в расширительном баке системы отопления, собирают технические данные отопительной системы.

Исходные данные для определения рабочих параметров демпфера:

• Суммарный объем теплоносителя, литр;
• водяной объем труб внутридомовой системы, литр;
• объем батарей, литр;
• водяной объем котла, литр.

Полученный общий объем умножают на поправочный коэффициент, установленный для конкретной жидкости. Таким образом определяют, какое давление должно быть в расширительном бачке системы отопления.

Так для трубной системы с объемом 100 л потребуется гидробак с объемом:

• для водяного теплоносителя: 100х0,2 = 20 л;
• для антифриза: 100х0,15 = 15 л.

Р начальное в гидробаке настраивают на заводе-изготовителе — 0.75 атм, но этого не достаточно для безаварийной работы сетей. Условия производителей оборудования определяет предельное давление, при котором допустимо эксплуатироваться твердотопливный котел и вспомогательные устройства — не выше 3 атм.

Если объём теплоносителя в демпфере «гуляет» от 20% до 80%, при том, что Р в сосуде = 3 атм., то это считается нормальным режимом эксплуатации. Расчет давления в расширительном баке газового котла, зависит от фактического показателя в трубах. Если Р = 1.4 атм, то демпфер должен заполняться при Т теплоносителя 18-20 С:

Р демпфера =1.4×0.8 = 1.12 атмосфер.

Это и будет являться рабочим параметром для гидробака, который обеспечит безаварийный режим работы при запуске отопления дома.

Как проверить давление

Проверку давления в демпфере проводят стандартным ручным манометром. Специально в нем производитель оборудовал вывод, оснащенный велосипедным ниппелем. Проверка согласно эксплуатационным нормам должна проводиться не реже 1 раза в году, лучше всего, если это будет выполнено в период проведения обязательного технического обслуживания теплового оборудования, во время которого будет проверяться работоспособность основного и вспомогательного котельного оборудования.

Ниппель располагается напротив входного патрубка котла. Для контроля или регулировки показателя используют стандартный автомобильный насос, идущий в комплекте с манометром. Перед тестированием уточняют единицы измерения на шкале прибора, если они указаны в МПа, результат потребуется рассчитать, сколько будет давление, выраженное в атмосферах:

1.0 ат =1.0 кгс/см2= 0.1 МПа

Важно! Если в процессе замеров, выяснится, что Р низкое, например, ниже 1.12 атмосфер проводят настройку гидробака. Иначе произойдет мгновенный рост его во внутридомовых трубах, что вызовет аварийную остановку котлоагрегата и всего вспомогательного оборудование. В данном случае сработает автоматика безопасности или выброс сетевой воды в помещение котельной произойдет через предохранительно-запорный клапан.

Как настроить давление

Выполняют «подкачку» демпфер при пустой рабочей емкости. Поскольку он устанавливается на обратной линии перед котлом, для этого достаточно с него слить воду. Подкачка выполняется стандартным велосипедным насосом, процесс контролируется манометром. Если устройство не может компенсировать Р в водяной сети, скорее всего аппарат неисправен, поскольку произошел разрыв мембраны/клапана.

Алгоритм измерения рабочего давления:

1. Отключают котел и циркуляционный насос.
2. Перекрываю запорно-регулирующую арматуру на участке, где размещен гидробак.
3. Сливают воду через сбросную линию котла.
4. Если бак размещен на котле, перекрывают подающую и обратную линию на входе/выходе из агрегата.
5. Снимают ниппельный колпачок и подсоединяют автомобильный насос.
6. Нагнетают воздух до 1.5 атмосфер и ожидают, пока с устройства не сольются все остатки воды, затем спускают воздух.
7. Перекрывают запорно-регулирующую арматуру и насосом циркуляции доводят давление в демпфере до рабочего. Если оно в устройстве выше допустимого стравливают лишнее с использованием золотника.
8. Снимают насос, одевают колпачок на ниппель и перекрывают дренажную линию.
9. Открывают запорно-регулируюшие вентиля. Подпитывают систему и проверяют работу гидробака.

Последнюю операцию выполняется во время пусковых процедур на котлоагрегате. Во время этих процессов, стрелка манометра на подаче сетевой воды не должна вибрировать, а Р сети должно подниматься плавно, без рывков.

Рекомендации

Если настройка демпфера выполнена правильно, гидроударов в сети и не будет.
Тем не менее, если аварийная работа будет иметь место, необходимо воспользоваться советами и рекомендациями специалистов.

Причинами гидроударов при установленном бачке могут быть: неправильно подобранное устройство по давлению и объему, деформация или разрыв мембраны, неисправность ниппеля, нарушение монтажа при установке отопления на даче.

Обратите внимание! При покупке модели гидробака нужно обращать внимание на возможность регулировки аппарата, в противном случае устройство не стоит покупать.

Настройку проводят с учетом реальных водяных объемов в сети в соответствии с рекомендациями изготовителя демпфера и установленного котельного оборудования

Таким образом, демпфер в системе нагрева частного дома — важное устройство, отвечающее за безопасность эксплуатации котельной установки. Для теплоснабжения приобретают гидробаки красного цвета, имеющие встроенную систему регулирования. Такие устройства легко встраиваются в действующее отопление, просто настраиваются для конкретных температур, тем самым обеспечивают безаварийную работу теплосилового оборудования.

Настройка расширительного бака для отопления

Какое давление должно быть в расширительном бачке

При обустройстве отопительной системы необходимо уделять внимание абсолютно всем моментам, начиная от проектировки теплового блока и заканчивая его комплектацией. Среди всего многообразия функциональных элементов вакуумный расширительный бачок для отопления играет немаловажную роль в создании качественно работающего обогревательного оборудования. Благодаря этому аппарату осуществляется регулировка объема теплоносителя, что позволяет исключить разрыв тепловой магистрали, радиаторов и запорной арматуры.

Принцип работы и типы компенсаторных аппаратов

Если вы собираетесь обустраивать обогревательный блок в загородном доме, то бачок расширительный для отопления (экспанзомат) должен в обязательном порядке фигурировать в нем.

Схема работы компенсационного бака для отопления проста: при увеличении температурного режима теплоносителя, его объем (речь идет о воде, поскольку именно она чаще всего используется для обвязки обогревательных узлов) увеличивается. В силу того, что контур закрытый, жидкость не испаряется и не сжигается, что, в свою очередь, провоцирует увеличение давления в магистрали, которое необходимо уменьшить во избежание аварийной ситуации. Вот такая стабилизация давления в системе отопления именуется компенсацией и именно для этих целей используется расширительный бак для отопления.

Виды экспанзоматов

До недавнего времени широко использовались обогревательные узлы, которые работали посредством гравитационной циркуляции теплоносителя, то есть без центробежных насосов. Для них устанавливались расширительные резервуары открытого типа. Но вместе с тем, такие приборы имели массу недостатков, поэтому сегодня их практически не применяют для обвязки тепловых блоков.

Расширительный бак отопления открытого типа

А все дело в том, что в открытые экспанзоматы попадал воздух, который провоцировал развитие коррозии на внутренних поверхностях теплообменников. Кроме этого, жидкость из системы регулярно испарялась, что требовало постоянного контроля ее количества, поскольку это могло привести к снижению эффективности функционирования всего обогревательного узла. Да и к тому же, такие баки должны располагается в наивысшей точке системы, что не всегда удобно и практично.

Современные же отопительные блоки характеризуются применением насосных установок и расширительных баков закрытого типа. В этом случае превосходство в том, что тепловой контур полностью герметичен.

Компенсатор закрытого типа

Схема работы мембранного компенсаторного резервуара системы отопления строится на следующем принципе: внутри него располагается мембрана, которая делит экспанзомат на две части. В одной половине находится воздух или газ, которые закачиваются в него под давлением. Тогда как за счет другой части осуществляется непосредственно регулировка количества жидкости. Мембрана для расширительного бачка выполняется из эластичного материала, что обуславливает сокращение воздушной камеры при попадании воды внутрь нее, давление в ней увеличивается, компенсируя тем самым повышенное давление в тепловом контуре. Когда же теплоноситель охлаждается, то происходит обратный процесс.

Экспанзоматы зарытого типа могут быть фланцевыми (со сменным мембранным блоком) и цельными (с несменной мембраной). Второй вариант является наиболее предпочтительным в силу выгодной стоимости. Но вместе с тем фланцевые компенсаторы по эксплуатационным характеристикам во много лучше, поскольку при разрыве мембраны ее можно без проблем заменить новой.

Выбираем расширительный бачок

Выбор компенсатора системы отопления – дело достаточно важное, поэтому нужно отнестись к нему со всей серьезностью. Немаловажным аспектом выбора компенсатора является:

• тип – закрытый или открытый;
• типоразмер;
• свойства мембраны:
• устойчивость к диффузионным процессам;
• рабочая температура;
• эксплуатационный срок.

Все эти данные вы сможете узнать непосредственно в магазине, где будете приобретать экспанзомат.

Как рассчитать объем компенсатора?

Сперва определим зависимость требуемой кубатуры и параметров, которые на него влияют. При вычислении необходимо принимать во внимание тот факт, что чем больше будет объем теплового контура и чем выше максимально допустимый температурный режим будет в нем, тем размер компенсаторной емкости должен быть больше.

Итак, для определения объема расширительного бака можно использовать следующую формулу:

• К_ов – коэффициент, который показывает размер увеличения кубатуры теплоносителя при его нагреве.

Согласно данным исследований, на каждый 10°С повышения температуры воды в магистрали становится на 0,3% больше. В упрощенных расчетах используется показатель в 5%. В том случае, если по тепловому контуру циркулирует нерзамерзайка (антифриз), то это значение будет составлять от 8 до 10% в зависимости от типа незамерзающей жидкости.

Эти данные берутся из расчетов проекта, которые выполнялись на этапе составлении схемы обогревательного узла. В том случае, если вы не владеете такими данными, то придется определять кубатуру теплоносителя самостоятельно. Это можно сделать путем слива жидкости из трубопровода. Количество воды измеряется ведрами или расходомером, который устанавливается на потоке.

• Р_дк – максимально допустимое давление котла и всего контура в целом. Это значение берется из паспортных данных нагревательного элемента.
• Р_дб – показатель давления в воздушном отсеке регулятора, которое указывается производителем в техническом паспорте агрегата.

По результатам расчета вы получите точное значение.

К полученному значению специалисты рекомендуют прибавлять к полученному значению еще 3-5 единиц. Это позволит избежать нестандартных ситуаций, когда кубатура воды в магистрали будет по той или иной причине увеличена.

Монтаж и обслуживание экспанзомата

Монтаж расширительного бака системы отопления выполняется по всем правилам установки подобного оборудования, которые регламентируются проектом и инструкцией производителя техники. Установка компенсатора открытого типа осуществляется в наивысшей точке тепловой магистрали. Тогда как закрытые резервуары размещаются в любом месте, но не непосредственно после насосной установки.

При монтаже компенсирующих емкостей необходимо уделить особое внимание его крепежу, поскольку его масса вместе с жидкость достаточно велика.

Как правило, подобная техника комплектуется всеми необходимыми крепежные элементами, однако, согласно отзывам пользователей, они далеко не всегда способны обеспечить надежную фиксацию бачка.

Кроме этого, во время монтажа этого функционального прибора стоит задуматься и о том, что вам должно быть удобно им пользоваться.

Особенности обслуживания компенсирующей емкости

• регулярные проверки на наличие коррозии, вмятин и подтеков – не реже одного раза в 6 месяцев;
• проверка начального давления газового пространства на соответствие расчетному показателю – не реже одного раза в 6 месяцев;
• проверка мембраны на предмет обнаружения деформаций и повреждений — не реже одного раза в 6 месяцев;
• хранение неиспользуемого бачка осуществляется в сухом месте.

Вот, собственно и все тонкости устройства этого функционального оборудования. Надеемся, эта публикация поможет вам обустроить жилье эффективно работающей отопительной системой.

ВИДЕО: Обзор расширительных баков объемом 2-12500 литров с фиксированной и сменной мембранами и автоматические расширительные системы, управляемые компрессорами

Как выбрать и настроить расширительный бак

Подбираем объем бака.

Подобрать расширительный бак поможет понимание основных функций, которые он выполняет.

Основная задача экспанзомата (как еще его называют от англ. «expanse» — расширять) — забирать на себя избыточный объем теплоносителя, который образуется в результате теплового расширения.

На сколько же увеличивается в объем воды, как основного теплоносителя при нагревании?

При нагревании воды с 10 о С до 80 о С ее объем увеличивается примерно на 4%. Нельзя также забывать, что закрытый расширительный бак состоит из двух частей, в одну из которых поступает избыток расширяющегося теплоносителя, а в другую под давлением закачан газ или воздух.

Учитывая устройство расширительного бака, его объем рекомендуется подбирать как 10 — 12% от объема всей воды в отопительной системе дома:

• в трубах;
• в отопительных приборах;
• в теплообменнике котла;
• небольшой начальный объем воды, которая с начальной температурой под давлением попадает в сам бак (статическое давление в системе обычно выше, чем давление воздуха в экспанзомате).

Как подсчитать объем воды в системе?

Воспользуйтесь небольшой программой, которая поможет рассчитать объем воды в трубах. (Скачать )

Данные об объеме воды в отопительных приборах и в котле можно взять из паспортов конкретного производителя на эти изделия.

Настраиваем бак для работы в системе отопления.

Для настройки экспанзомата воспользуемся рекомендациями известного немецкого производителя подобного оборудования компании Reflex.

Здесь же мы приведем основные принципы настройки бака.

Настраивая бак, мы имеем дело с разными видами давлениями, которые нужно согласовать друг с другом:

P_ст— статическое давление системы (равно высоте столба воды, обусловленное, в свою очередь, высотой системы отопления от точки подсоединения бака до верха последнего самого верхнего элемента);

P₀— давление воздуха в воздушной камере бака;

P_нач — начальное давление подпитки;

P_расш— давление, создаваемое в системе в результате расширяющейся в объеме воды;

P_кон— давление, которое создается в результате дополнительной подпитки во время выведения системы отопления на верхний рабочий режим по температуре. (Когда в системе участвует давление расширения);

P_кл— давление предохранительного клапана (для частных домов 3 бара);

P_макс— максимальное рабочее давление, на которое рассчитан самый чувствительный элемент системы (обычно теплообменник котла).

Что нужно сделать перед настройкой бака

Все перечисленные виды давления должны быть представлены в барах (1 бар = 10 м). Возьмем за основу двухэтажный дом с высотой отопительной системы 4 м.

Бак должен быть отсоединен от системы отопления или перекрыт краном. Давление в водяной камере должно быть сброшено. При закачке воздуха, давление системы не должно оказывать своего влияния, в противном случае бак не удастся настроить.

То же самое обязательно нужно сделать, когда перед началом отопительного сезона вы проверяется давление в баке, или же когда у вас есть подозрения, что бак перестал работать — прохудилась резиновая груша.

Слева мы предлагаем схему подключения бака к системе отопления.

Есть ли разница, как устанавливать бак: водяным патрубком вверх или вниз? С точки зрения его работы и динамики изменения давления в системе отопления разницы никакой нет. Но вот с точки зрения его работы: в случае неисправности мембраны (когда она прохудилась) — разница есть.

Если бак подключить к системе отопления водяным патрубком вверх, то в случае неработоспособности мембраны бак не сможет отдать воду системе, хотя будет наполнен водой.

А если его подключить наоборот (водяным патрубком вниз), то даже в неисправном виде расширительный бак все еще сможет отдать теплоноситель.

Настройка бака.

Начинаем с P_ст = 4 / 10 = 0,4 бар;

Далее нам нужно создать давление P ₀ (накачать воздух в соответствующую камеру расширительного бака).

Какое давление P₀ необходимо накачивать? Воспользуемся формулой от компании Reflex:

Согласно рекомендациям Reflex P₀ > или = 1 бар.

Поскольку высота дома у нас небольшая и сумма P_ст и P₀ меньше 1 бара, принимаем значение P₀ = 1 бар.

Устанавливаем бак в систему или открываем запорную арматуру.

Затем открываем вентиль подпитки и создаем начальное давление в системе P_нач.

До какого значения? В этом нам помогут следующие рекомендации:

P_нач > или = P₀ + 0,3 бара или P_нач = 1 + 0,3 = 1,3 бар.

Теперь включаем котел, разогреваем систему до расчетной температуры, предположим 80 о С, и удаляем воздух из системы, наблюдая по манометру за тем, как создается новое давление — давление расширения P_расш. которое достигнет некоторого значения.

И, наконец. снова включаем подпитку и доводим давление в системе до P_кон. которое должно быть согласно формуле: