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:

Как заполнить систему отопления закрытого типа любыми видами теплоносителей

Важный вопрос, возникающий по окончании монтажа отопительных приборов, касается того, как заполнить систему отопления закрытого типа и запустить её в эксплуатацию. Процесс несложный, хотя его особенности вызывают типовые затруднения у рядовых пользователей. К ним относятся выбор точки закачивания и величины давления теплоносителя.

Открытая и закрытая системы отопления: принцип заполнения

Открытая система оснащается расширительным бачком в своей верхней точке. Поверхность жидкости-теплоносителя в нем непосредственно соприкасается с атмосферным воздухом. Закрытая система оснащена мембранным расширительным бачком, герметически изолированным от атмосферы.

Отопительные системы любого типа можно заполнять следующим образом:

• водопроводной водой, подаваемой в нижнюю точку системы – через подпиточный вентиль;
• водой (дистиллированной) или антифризом, подавая жидкость из емкости (колодца, водоема):
• наливом вручную и/или посредством насоса в верхнюю точку (штуцер под воздухоотводчик или через открытый расширительный бак);
• закачиванием насосом через нижнюю точку – подпиточный вход.

Многим домовладельцам известен простейший (и наихудший!) способ заполнения открытых систем через расширительный бачок. Вода/антифриз заливаются внутрь с перерывами для выпускания воздуха. Повторять этот способ в закрытых системах, используя патрубки верхних воздухоотводчиков, не рекомендуется. Воздух, изначально заполняющий систему, проходит вверх через слой заливаемой воды, растворяясь в ней. Воздушные пробки, препятствующие току воды по трубам и радиаторам, будут вам гарантированы.

Тогда как заполнить систему отопления закрытого типа? Рекомендуемым способом заполнения любых систем отопления является подача жидкости под давлением (из водопровода или емкости посредством насоса) через нижний подпиточный вентиль.

Расположение узла подпитки системы отопления.

Когда выполняется заполнение теплоносителем

Известны всего две ситуации, требующие выполнения данной технологической операции:

• запуск отопления в эксплуатацию (в начале отопительного сезона);
• повторный пуск после проведения ремонтных работ.

Обычно воду-теплоноситель сливают поздней весной по двум причинам:

1. Вода неизбежно загрязняется продуктами коррозии (внутри радиаторов, металлопластиковые и полипропиленовые трубы ей не подвержены). Оставив старую воду на новый сезон, рискуете сломать циркуляционный насос твердыми загрязнениями.
2. Незапущенные залитые системы загородных домов могут «разморозиться» при внезапном похолодании – такие случаи нередки.
   В этом смысле предпочтителен теплоноситель-антифриз. Качественный состав обладает высокими антикоррозионными свойствами, повышающими «межсливной» интервал до 5-6 лет. Известны случаи бесперебойной работы отопления на одном и том же объеме антифриза 15-17 лет. Низкокачественный антифриз рекомендуется сливать через 2-3 года.

Закачка антифриза в систему отопления.

Технология заполнения: куда подавать теплоноситель

Необходимыми средствами являются емкость и насос, создающий требуемое давление жидкого теплоносителя. Вполне подойдут погружные типа «Гном» или «Малыш» (популярные у садоводов, использующих их для полива участков, расположенных выше уровней водоемов). Имеются свидетельства об успешном заполнении закрытых систем посредством ручных насосов – от используемых для опрыскивания защитными растворами огородных культур, до специализированных ручных насосов, применяемых для перекачки из бочек моторных топлив или жидких химических продуктов. Любую схему отопления можно успешно заполнить, контролируя давление по манометру.

Заполнение системы антифризом посредством погружного вибронасоса.

Первой операцией является выбор точки входа жидкости. Если напор, создаваемый насосом, поднимает жидкость до верха системы, следует подключаться в низшей точке котельной – патрубку подпитки теплоносителем, врезанному перед котлом в «обратку». Кроме входа подпитки необходим конструктивно отдельный выход слива (два разных узла системы). Первый оборудуется вентилем (шаровым краном) и обратным клапаном, второй – только вентилем (шаровым краном). Если низшая точка системы является штуцером слива воды из котла, то можно через него спустить/заполнить систему водой. Поскольку за котельным сливом (вообще за сливом) не устанавливается обратный клапан, любое выключение насоса повлечет вытекание закачанной жидкости – нужно быстро перекрывать кран перед штуцером.

Конструкция типового узла слива/подпитки.

Заполняем систему снизу

Итак, вернемся к закачке жидкости в систему. Используем емкость подходящего объема (хорошо подходит пластиковая бочка объемом 200 л). Опускаем в нее насос, создающий требуемое для закачки жидкости давление не выше 1,5 атм (типовое значение в диапазоне 1-1,2 атм). Такое давление требует создание насосом напора величиной 15 м (у погружного «Малыша» он достигает 40 м).

Заполнив бочку водой, запускаем насос, следя за уровнем жидкости, должным располагаться выше его входного патрубка для предотвращения «завоздушивания». Уровень снижается – доливаем воду. Закачивать антифриз следует из емкости меньшего объема (ведра), чтобы не погружать в жидкость корпус погружного насоса (и потом не мыть) – достаточно погрузить входной патрубок. Доливать антифриз придется часто, отключая периодически насос.

Заполнение системы выполняется при открытых кранах Маевского на установленных радиаторах отопления с подставленными емкостями для сбора воды. Когда жидкость пойдет из всех воздухоотводчиков, закрывают краны, продолжая процесс закачки.

Контролируем давление по манометру (подойдет прибор котла). Когда его величина превысит гидростатическое, равное давлению в столбе жидкости высотой от нижней до верхней точки системы (высота 5 м дает статическое давление 0,5 атм), продолжаем заполнять систему, отслеживая по манометру момент достижения давлением требуемой величены.

Закачивание антифриза насосом «Малыш».

Заполнив систему, выключаем насос, открываем воздушные краны (давление неизбежно упадет), после чего подкачиваем воду. Процесс повторяем несколько раз, вытесняя воздушные пузыри.

Завершаем заполнение осмотром системы на наличие подтеканий. После выключения насоса в шланге, подсоединенном к выходному патрубку, жидкость находится под давлением. Если закачивался антифриз, сначала отсоединяем шланг от входного патрубка насоса и сливаем жидкость в емкость, стараясь не облить корпус механизма.

Как правильно заполнить систему отопления закрытого типа сверху

Если нет электрического насоса, то заполнение системы, имеющей перепад высот нижней и верхней точек от 10 м, посредством ручного насоса является процедурой довольно утомительной. В этом случае закрытая система может заполняться через верхнюю точку (например, штуцер присоединения автоматического воздухоотводчика) самотеком с открытым сливным краном в нижней точке до начала вытекания из него воды. Сливной кран перекрывается, и мы имеем в нижней точке системы статическое давление, равное давлению в столбе жидкости до верхней точки (при 10 м давление будет 1 атм).

Теперь нужно повысить давление до расчетного уровня не выше 1,5 атм. К любому штуцеру системы подсоединяем через шаровый кран обычный поливочный шланг порядка 1,5 метра длинной. Придумываем на него легкосъемный переходник к шлангу обычного автомобильного насоса с манометром. Заливаем выпрямленный вертикально шланг водой, присоединяем через переходник насос и воздухом закачиваем воду из шланга в систему. Перекрываем шаровый кран. Достаточно 3-5 повторений процесса для повышения исходного статического давления в любой точке системы на 0,5 атм. Следует избегать накачивания внутрь нее воздуха.

Закачка антифриза ручным насосом.

Выбор величин давления в системе и расширительном бачке

Чем выше рабочее давление теплоносителя, тем меньше вероятность попадания воздуха в систему. Нужно помнить об ограничении рабочего давления величиной предельно допустимой для отопительного котла. Если при заполнении система было достигнуто статическое давление 1,5 атм (15 м водяного столба), то циркуляционный насос напором в 6 м вод. ст. создаст на входе в котел давление 15+6=21 м водяного столба.

Некоторые типы котлов имеют рабочее давление порядка 2 атм=20 м вод.ст. Будьте внимательны, не перегружайте теплообменник котла недопустимо высоким давлением теплоносителя!

Мембранный расширительный бак поставляется с заводским настроечным давлением инертного газа (азота) в газовой полости. Распространенная величина его равна 1,5 атм (или бар, что почти то же самое). Уровень этот можно поднять, подкачав в газовую полость воздух ручным насосом.

Изначально внутренний объем бака полностью занят азотом, мембрана прижата газом к корпусу. Именно поэтому закрытые системы принято заполнять до уровня давления не выше 1,5 атм (максимум 1,6 атм). Тогда установив расширительный бак на «обратку» перед циркуляционным насосом, мы не получим изменения его внутреннего объема – мембрана останется неподвижной. Нагрев теплоносителя приведет к росту его давления, мембрана отойдет от корпуса бака и сожмет азот. Давление газа повысится, уравновесив давление теплоносителя на новом статическом уровне.

Уровни давления в расширительном бачке.

Заполнение системы до давления в 2 атм позволит холодному теплоносителю сразу поджать мембрану, которая сожмет азот также до давления 2 атм. Нагрев воды от 0 °С до 100 °С увеличивает ее объем на 4,33 %. Добавочный объем жидкости должен поступить в расширительный бак. Большой объем теплоносителя в системе дает большое его приращение при нагреве. Слишком большое первоначальное давление холодного теплоносителя сразу израсходует емкость расширительного бака, ее не хватит для приема избытка нагретой воды (антифриза). Поэтому важно заполнять систему до правильно определенного уровня давления теплоносителя. Заполняя систему антифризом, нужно помнить о его большем, чем у воды, коэффициенте теплового расширения, требующем установки расширительного бака большей емкости.

Заключение

Заполнение закрытых систем отопления – не просто стандартная заключительная операция перед запуском в эксплуатацию. Правильное или неправильное выполнение этого этапа может серьезно повлиять на рабочие характеристики системы, в худшем случае даже вывести ее из строя. Соблюдение технологии заполнения – ключ к получению стабильно работающего отопления.

Статьи по теме:

Статья посвящена схемам и правилам выполнения лучевой разводки систем отопления многоквартирных и частных домов. Этот вид разводки отопительных труб.

Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией: основные моменты. «Обвязка» радиатора при однотрубном отоплении, особенности.

Над тем, как реализовать альтернативное отопление частного дома, задумываются многие владельцы недвижимости. Систем обогрева жилья, в том числе.