Принцип работы расширительного бака

Принцип работы расширительного бака

Расширительный бак предназначен для поддержания давления в системе подачи воды.

Чаще всего для водоснабжения используется закрытое оборудование мембранного типа.

Оно представляет собой емкость, внутри которой установлена резиновая мембрана. Она делит устройство на две камеры: воздушную и водную.

После запуска системы электронасос заполняет последнюю водой.

Объем воздушной камеры при этом уменьшается.

Чем меньше объем воздуха в баке, тем выше давление.

В качестве расширительного бака для системы водоснабжения используется конструкция мембранного типа.

Резиновая диафрагма делит устройство на две камеры: воздушную и водную

Как только оно превысит запрограммированную отметку, насос будет автоматически отключен. Включится же он только после того, как давление упадет ниже минимальной запрограммированной отметки, при этом вода начнет поступать из водяной камеры бака. Цикл «выключение-включение» повторяется автоматически. Давление в системе можно проверить по манометру, который может быть установлен на оборудовании. Устройство можно настроить, выбрав предпочитаемый диапазон рабочего давления.Установленный в системе водоснабжения мембранный расширительный бак выполняет сразу несколько функций:

• Поддерживает давление при отключенном насосе.
• Защищает систему от возможного гидравлического удара, спровоцированного перепадами напряжения в сети или попаданием в трубопровод воздуха.
• Сохраняет под давлением некоторое количество воды.
• Защищает насосное оборудование от преждевременного износа.

Использование расширительного бака дает возможность при малом водопотреблении не включать насос, а покрывать потребности в воде за счет жидкости, хранящейся в баке.

Типы мембранных баков

Существует два основных типа расширительного мембранного оборудования.

Прибор со сменной мембраной

Главная отличительная особенность – возможность замены мембраны. Она вынимается через специальный фланец, который держится на нескольких болтах. При этом нужно учесть, что в приборах большого объема для стабилизации мембраны ее дополнительно закрепляют задней частью к ниппелю. Еще одна особенность устройства в том, что вода, заполняющая бак, остается внутри мембраны и не контактирует с внутренней частью бака. Что оберегает металлические поверхности от коррозии, а саму воду от возможного загрязнения и существенно продляет срок эксплуатации оборудования. Выпускаются такие модели, как в горизонтальном, так и в вертикальном исполнении.

Устройства со сменной мембраной отличаются более долгим сроком службы, поскольку наиболее уязвимый элемент системы можно заменить и вода не соприкасается с металлическим корпусом прибора.

Устройство со стационарной диафрагмой

В таких устройствах внутренняя часть бака разделена на две части жестко закрепленной мембраной. Она не подлежит замене, следовательно, при выходе ее из строя, оборудование придется менять. В одной части устройства содержится воздух, в другой – вода, которая напрямую контактирует с внутренней металлической поверхностью прибора, что может провоцировать ее быструю коррозию. Для предотвращения разрушения металла и загрязнения воды внутренняя поверхность водной части бака покрывается специальной краской. Однако такая защита не всегда долговечна. Выпускаются устройства горизонтального и вертикального типов.

Устройство мембранного бака

Начнем с того, что конструктивно аппараты, предназначенные для отопления и водоснабжения (гидроаккумуляторы), имеют некоторые отличия и путать их между собой нельзя.

В то же время принцип работы мембранного бака одинаков вне зависимости от его конструкции.

Общее устройство подобных резервуаров следующее: внутри герметичного металлического корпуса цилиндрической формы находится резиновая мембрана (в народе – «груша»).

Она бывает двух типов:

• в виде диафрагмы, разделяющей внутреннее пространство примерно пополам;
• в виде груши, своим основанием прикрепленной к входному патрубку для воды.

Примечание. Второй тип мембран подлежит замене, для этого надо раскрутить фланец патрубка. Первый тип заменить нельзя, только вместе с корпусом.

Различие между сосудами для разных систем состоит в том, что мембранные расширительные баки для систем отопления наполняются теплоносителем, контактирующим изнутри с металлическими стенками. В емкостях для водоснабжения вода никогда не соприкасается с металлом, а в некоторых моделях даже предусмотрена промывка «груши». Данные модификации рекомендованы к применению в сетях питьевого водоснабжения.

Еще одно отличие заключается в том, что мембраны для расширительных баков для воды изготавливаются:

• из пищевой резины;
• приспособленными к более высокому давлению, чем для отопительных.

Соответственно, «груша» в резервуаре для систем отопления адаптирована для работы при более высокой температуре. Сам же принцип действия аппаратов прост: под воздействием внешних сил (теплового расширения или воздействия насоса) емкость наполняется водой и растягивает мембрану до известных пределов. Увеличение «груши» с другой стороны ограничивает воздух, находящийся под определенным давлением. Для создания этого давления устройство бака предусматривает специальный золотник.

Когда внешнее воздействие прекращается и давление в сети трубопроводов падает из-за водоразбора или остывания теплоносителя, то мембрана постепенно выталкивает воду обратно в систему.

Расширительный бак для отопления

Виды расширительных баков

В различных системах отопления применяются разные виды расширительных баков.

Раньше в системах, не имеющих циркуляционных насосов, использовался открытый расширительный бак для отопления.

Но такие баки имели множество недостатков, поэтому в настоящее время их применяют очень редко.

Из-за того, что в такой расширительный бачок для отопления попадает воздух, появляется коррозия, а также жидкость испаряется быстрее и ее необходимо постоянно пополнять.

Такой бак должен быть поставлен в самой верхней точке системы отопления, а это не всегда можно легко и просто реализовать.

Открытый расширительный бак для отопления

В таких системах отопления, где носитель тепла циркулирует с помощью насоса, ставится закрытый расширительный бак для отопления, расчет здесь делается на то, что это герметичная емкость, которая обладает эластичной мембраной внутри. Мембрана (баллонная или диафрагменная) разделяет бачок на две части. В одну часть закачивается воздух или инертный газ под давлением, а другая часть предназначена для излишков теплоносителя. Мембрана внутри бака – эластичная, поэтому при попадании теплоносителя туда объем воздушной камеры становится меньше, давление в ней растет, таким образом компенсируя высокое давление в отопительной системе. При остывании же совершается обратный процесс.

Устройство закрытых расширительных баков

Закрытый расширительный бачок для отопления плоский бак может быть фланцевым (иметь сменную мембрану) и с несменной мембраной.

Второй вид пользуется достаточно большим спросом из-за относительно низкой стоимости. Но фланцевые расширительные баки во многом лучше – давление здесь может быть больше, а если разорвется мембрана, то можно ее заменить.

Фланцевый расширительный бак системы отопления может быть как вертикальным, так и горизонтальным.

Здесь жидкость, когда поступает в бак, не имеет контакта с металлической поверхностью, так как находится внутри мембраны. Если мембрана повреждается, заменить ее можно через фланец.

Вертикальные и горизонтальные фланцевые бачки

Баки, в которых не предусмотрена сменная мембрана, она закрепляется жестко по всему периметру. Диафрагма с самого начала прижата к внутренней поверхности, так как объем расширительного бака для отопления полностью заполнен газом. После этого давление в расширительном баке отопления увеличивается, а жидкость идет вовнутрь. Когда система запускается, давление может резко повыситься, поэтому именно в этот момент мембрана может повредиться.

Обслуживание расширительного бака

• Один раз в полгода необходимо проверять бак на внешние повреждения – коррозию, вмятины, подтеки. Если вдруг такие повреждения найдены, то обязательно нужно устранить их причину.
• Один раз в полгода нужно проверять начальное давление газового пространства на соответствие расчетному показателю.
• Один раз в полгода проверяется целостность мембраны. В случае обнаружения ее нарушения нужно заменить ее (если такая возможность предусмотрена).
• Если бак не будет использоваться долгое время, то нужно держать его в сухом месте, слив из него воду.

Показания манометров при правильной работе расширительного бака

Схемы подключения гидробаков

Для системы горячего водоснабжения установку расширительного бака проводят на участке циркуляционной магистрали, всасывающей линии насоса, ближе к водонагревателю.

• манометром, предохранительным клапаном, воздухоотводчиком — группа безопастности;
• запорным клапаном с устройством, которое предотвращает случайное перекрытие.

В водопроводной системе, где присутствует водонагревательное оборудование, устройство берет на себя выполнение функций расширительного бака.

Схема установки в системе ГВ: 1 – гидробак; 2 – предохранительный клапан; 3 – насосное оборудование; 4 – элемент фильтрации; 5 – обратный клапан; 6 – кран запорный

В системе ХВ главное правило при установке гидроаккумулятора — монтаж в начале обвязки, ближе к насосу. В схеме подключения обязательно присутствуют:

• обратный и запорный клапан;
• группа безопасности.

Схемы подключения могут быть очень разными. Поключенный гидробак нормализует работу оборудования, уменьшая количество включений насоса за единицу времени и этим продлевая срок его службы.

Схема монтажа в системе ХВ со скважиной: 1 – бак; 2 – обратный клапан; 3 – кран запорный; 4 – реле для регулировки давления; 5 – прибор управления насосным оборудованием; 6 – группа безопасности

В схеме с повысительной насосной станцией один из насосов работает постоянно. Такая система устанавливается для домов или зданий с высоким водопотреблением. Гидробак здесь служит в для нейтрализации скачков давления, а для аккумулирования воды устанавливают емкость как можно большего объема.

Расширительный бачок для отопления закрытого типа

Отопительная система — это сложная инженерная конструкция. Расширительный бачок является важным элементом системы. Рассмотрим подробно, для чего его используют в системе отопления, а также разберемся, как произвести расчет.

Особенности закрытой системы

В открытых контурах обогрева, которые контактируют с атмосферой, имеется проблема по расширению теплоносителя. Решить ее можно следующим образом:

1. В самой высокой точке доме производится устройство емкости.
2. При избыточном давлении лишняя жидкость будет перетекать в предварительно установленную емкость.
3. После остывания жидкости она будет перетекать обратно в систему под действием атмосферного давления.

Главным минусом является необходимость завоздушивания системы, так как происходит испарение воды. Такой недостаток можно избежать при герметично-замкнутой системе обогрева.

Расширительный бачок применяется для отопления закрытого типа, чтобы компенсировать расширение теплоносителя. В таком случае не будет прямого контакта с атмосферой.

Для чего устанавливают расширительный бачок в отопительную систему

В системе отопления повышается давление при нагревании теплоносителя. Вследствие этого может произойти разрушение трубопроводов и котла. Даже установка простого клапана, который может отводить избыточный объем теплоносителя в атмосферу не поможет решить проблему. Так как при охлаждении жидкость будет сжиматься, и на свободное место будет поступать воздух. А, следовательно, образовываться воздушные пробки, из-за которых будет нарушена циркуляция отопительной системы.

Единственным способом решения данной проблемы является установка расширительного бачка. Благодаря своему объему бачок может обеспечить качественную работу контура.

Расширительные бачки для отопления закрытого типа отличаются по размеру и форме. Они могут быть как цилиндрические, так и в форме таблетки.

Устройство и принцип работы бачка

В сравнении с открытыми сосудами наиболее удобными являются мембранные баки, которые полностью герметичные. Для стабилизации давления внутри системы ХВС выпускаются гидроаккумуляторы синего цвета. Для исключения завоздушивания контура в системе отопления закрытого типа в обогревательных контурах устанавливают расширительный бачок красного цвета. А также его устанавливают для вывода лишней воды при нагревании.

Мембранные баки сходи по строению, но имеют некоторые отличия:

• Расширительный бачок для отопления закрытого типа. Его разделяют резиновой перегородкой посередине. Обычно он имеет форму цилиндра. Но также выпускают бачки, которые имеют форму таблетки. Такие расширительные бачки применяют для небольших объемов теплоносителя. При нагреве воды происходит расширение теплоносителя, поэтому лишняя жидкость с легкостью перетекает в бак.
• В гидроаккумуляторе устанавливают резиновую грушу, которая с легкостью повторяет контуры внутренней камеры.

Следует знать о запрете устройства красного мембранного герметичного бака после циркуляционного насоса.

Материалы, из которых изготавливают мембранные бачки:

В расширительном бачке для изготовления мембраны применяют техническую резину, а внутреннюю поверхность покрывают антикорром. В гидроаккумуляторе мембраны изготавливают из пищевой резины, а форма должна не пропускать воды. Таким образом, контакт металлического корпуса с водой исключается.

Если установить красный мембранный бачок для системы ХВС, то вода не будет соответствовать санитарным нормам. А если устроить синий бачок, который не походит для горячей воды, то снизится работа системы.

Расчет расширительных бачков

Для того чтобы рассчитать расширительный бак необходимо посчитать общий объем всей системы. Он равняется сумме объемов: отопительного котла, трубопроводов и приборов отопления. Для того чтобы определить объем радиатора и котла не нужно производить никаких расчетов, так как значение указывается на паспорте оборудования. Чтобы рассчитать объем трубопроводов нужно узнать площадь внутреннего сечения труб, а затем умножить ее на длину. Если же в отопительной системе установлены трубопроводы с разным диаметром, то следует каждую трубу рассчитать по-отдельности, а полученные объемы сложить.

Расширительный бачок должен обеспечивать увеличение объема жидкости примерно на 10%. Если объем теплоносителя составляет 400 литров, то объем вместе с расширительным баком должен составить 440л. Следовательно, объем бачка должен быть 40 литров. Но такой расчет является приблизительным и может сильно отличаться от реального, поэтому лучше произвести точный расчет. В интернете есть много калькуляторов, которые в онлайн режиме произведут расчет расширительного бачка. Для более точного результата лучше использовать несколько калькуляторов.

Устройство бачка самостоятельно

Для предотвращения гидроударов внутри отопительной системы необходимо придерживаться следующим правилам при установке расширительного бачка:

1. Нельзя производить врезку после устройства циркуляционного насоса.
2. Для возможности регулирования давления необходимо обеспечить доступ к запорной арматуре.
3. В трубопроводах контура должно отсутствовать статическое давление.

Выгодным вариантом считается расширительные бачки на обратке впереди котла. Для установки напольного типа продаются специальные подставки, а для настенного следует применять кронштейны. Бывают кронштейны, которые заранее приварены к корпусу, а также бывают отдельные, которые входят в комплект и их нужно собрать самостоятельно.

Если понадобится заменить мембраны, то необходимо будет полностью разобрать всю систему. Чтобы этого избежать, можно накрутить шаровой кран на патрубок расширительного бачка. Таким образом, можно будет снять бачок без разборки.

Общая схема устройства выглядит следующим образом:

• В первую очередь распаковывается расширительный бак;
• Производится установка резьбового фитинга;
• Устройство шарового крана;
• Если кронштейн заранее не установлен, то необходимо собрать его и прикрепить ленточным хомутом;
• Установка бачка в зависимости от типа;
• Далее необходимо слить теплоноситель, а затем сбросить давление из отопительной системы;
• Обвязать композитной стальной или полимерной трубой;
• Произвести опрессовку рабочим давлением;
• Отрегулировать давление в воздушной камере при необходимости. Сделать это можно при помощи автомобильного насоса.

Для более точного положения расширительного бака изготавливают кронштейны с группой безопасности, которые облегчают монтаж.

Для качественной герметизации резьбовых соединений не рекомендуется использовать ленту ФУМ. Более качественным вариантом будет подмотка Унипак.

Расширительный бачок является незаменимой частью отопления закрытого типа.