Расширительный бак, клапан, манометр, их подбор

Разрыв трубопровода, радиатора или котла давлением горячей воды– опасная и дорого обходящаяся авария. В системе отопления должны присутствовать устройства, которые устраняют вероятность такого происшествия. Рассмотрим подробнее, как правильно сделать самое главное, создать безопасность системы отопления, предотвратить превращение в бомбу.

Почему возникают поломки

Жидкость при нагревании увеличивается в объеме. Если она замкнута в системе труб, то просто разорвет их. Поэтому системы отопления снабжаются расширительным баком. При нагреве, объем воды, который оказывается лишним, перетекает в эту емкость.

Но в домашнем отоплении случается следующее, чего нужно не допустить:

• Работа системы отопление без дополнительного расширительного бака вообще.
• Бак маленького объема.
• Повышение давления свыше норм с помощью накачки.
• Отсутствие предохранительного клапана, или беспрепятственного слива с него.
• Не проверка работоспособности клапана, его засорение.
• Отсутствие манометра и визуального контроля.

Любая система отопления должна быть снабжена указанными устройствами. Они обязательны, и не являются возможностью сэкономить.

Автоматизированные котлы снабжаются манометром и предохранительным клапаном снаружи на штуцере подачи, а зачастую в них имеется и аварийный расширительный бак, помимо устанавливаемого рядом.

Предохранительный клапан

Небольшое устройство, сбрасывающее воду из системы отопления при превышении давления в ней. Обычно рабочее давление в системе отопления с автоматизированными котлами составляет 1,5 атм (в холодном состоянии) – 2,0 атм (в разогретом). Предохранительный клапан подбирается на давление срабатывания 3,0 атм.

Но ряд простых котлов твердотопливных от малоизвестных производителей предназначены для работы с меньшим давлением – 1,1 – 1,5 атм. Тогда требуется клапан на 1,8 атм, например, что указывается в инструкции от производителя.

Клапан обязательно врезается в подающую магистраль на выходе из теплообменника (из котла).
Его работоспособность проверяется при техническом обслуживании не реже раз в год, открытием с помощью рычага. Не допускаются частые срабатывания, устройство для этого не предназначено, и выйдет со строя, будет течь.

Обеспечение слива с предохранительного клапана

Обязательным условием безопасности является также и организация слива с клапана определенным образом. Здесь нормами являются:

• Отвод струи в емкость или канализацию с помощи трубы.
• Возможность визуального контроля за струей жидкости, возможно с помощью прозрачной колбы.
• Сливная труба не должна иметь запорной арматуры, более одного уголка, и длины более 2,0 метра.

На практике чаще канализация в месте нахождения клапана отсутствует. Поэтому организация слива ограничивается трубкой надетой на штуцер клапана и ведущей к полу, так как и емкость тоже со временем убирают, но это не будет чем-то недопустимым…

Манометр

Применяется специальный манометр для бытовых систем отопления с максимальными показателями обычно в 4 атм.

С твердотопливным котлом манометр, вместе с предохранительным клапаном, а также и с автоматическим воздухоотводчиком устанавливается на едином отводе от подачи, в самой верхней точке системы – в группе безопасности.

В автоматизированных котлах манометры встроенные.

Все пользователи систем отопления должны следить за показаниями давления, принимать меры, в случае отклонений от нормы в большую или меньшую стороны.

Требования к установке – должен быть хорошо виден, не заслонятся ни с какого направления осмотра.
Перед включением манометра, клапана не допускается ни каких кранов.

Группа безопасности, где и как устанавливается

• Некоторые модели твердотопливных котлов имеют специальный разъем для установки группы безопасности — манометра, воздушного клапана, аварийного клапана давления на одном тройнике. Тогда приборы должны быть установлены в соответствии с инструкцией к котлу.
• Если разъема нет, значит группа безопасности устанавливается на подаче, на выходе из котла, до установки шарового отключающего крана. Недопустимо между аварийными приборами и твердотопливным котлом устанавливать шаровый кран.
• Обычно выход подачи из котла является и самой верхней точкой системы. Здесь должен быть установлен воздушный клапан.
• Давление срабатывания аварийного клапана обычно 3 атм. Манометр должен быть хорошо виден. Подтекание воздухоотводчика допустимы для отдельных маделей, устраняется разборкой и очисткой игольчатого клапана.

Типы расширительных баков

Расширительные баки могут быть открытыми (атмосферными) или закрытыми, работающими под давлением. Первый применяются в самотечных системах отопления, давление в которых не повышенное, а жидкость просто вытесняется при нагревании в открытую емкость.

Некоторые доисторические котлы, могут работать только при атмосферном давлении с открытыми расширительными баками, тогда предохранительный клапана и манометр в системе не устанавливаются.

Сейчас рекомендуется создавать только замкнутые системы отопления с принудительной циркуляцией. Для них выбираются мембранные, работающие под давлением.

Как устроен мембранный бак

Устройство для предупреждения сверхнормативного повышения давления в системе отопления разделяется мембраной из прочной технической резины на две половины. Одна предварительно накачивается воздухом. В другой находится теплоноситель, который может сжимать воздух при расширении жидкости.

Со стороны системы отопления находится штуцер для подключения, со стороны воздушной половины – воздушный ниппель под обычный автомобильный насос.

Расширительные баки внешне похожи гидроаккумуляторы для водопроводной сети, у которых вода попадает только в грушу из пищевой резины и не контактирует с другим частями.

Чаще окрас устройств для технических нужд и отопления – красный. Для пищевой воды – синий. Но это не обязательно, и отличить устройства точно можно разве что по характеристикам.

• Для воды – давление до 12 атм, для отопления – только до 4 атм.
• Для воды – температура до 80 град, для отопления – уже до 120 град.

Какой бак для отопления выбрать

Важно отличить бак для отопления от гидроаккумуляторов. Мало проконсультироваться с продавцом, желательно и самостоятельно разобраться в вопросе.

Второй нюанс выбора – какой объем нужен? Это важно, малый объем (более дешевое устройство) не справится с поддержанием давления в норме и оно будет опасно повышаться.

Рекомендуется, в том числе и производителями котлов, не озадачиваться какими-то сложными расчетами и подобрать бак исходя из объема залитого теплоносителя.

Паспортный объема расширительного бака должен быть не меньше 1/10 от системы отопления. Но здесь могут быть некоторые проблемы с определением этого значения – вычислить его не просто. Тогда лучше слить систему и померять в грубом приближении просто ведрами.
Чаще выбираются устройства объемом 6 – 15 литров.

Особенности установки

Есть определенные требования к установке расширительного бака.

• Устройство устанавливается всегда так, чтобы воздушная камера была сверху. Если произойдет растрескивание резины, что обычное явление, то устройство останется работоспособным – воздух будет вверху заполнять свой объем.
• Подключается обычно к обратной магистрали, отводом подальше от насоса. Нормирования по этому вопросу нет, но специалисты не рекомендуют устанавливать на подаче, где пульсация давления от нагрева и насоса выведет мембрану из строя скорейшим образом.

Какое давление в баке, как эксплуатируется

После установки производится накачивание бака воздухом до давления на 0,2 меньше, чем в холодной системе отопления, — обычно до 1,3 атм. После чего система заливается теплоносителем до давления 1,5 атм. Но как указывалось, для некоторых котлов могут быть меньшие ограничения, установленные производителем.

Во время эксплуатации, при уменьшении давления в системе отопления, прежде всего проверяют давление в воздушной камере расширительного бака и накачивают его при необходимости, приводя таким образом систему отопления в норму.

Но часто падение давление будет слишком ощутимым, и возобновить его с помощью накачки невозможно. Это происходит скорее не потому что есть течь, а вследствие выхода растворенного в теплоносителе воздуха через воздухоотоводчик. Систему просто нужно долить до нормы.

Таким образом подобранные и установленные бак, манометр и клапан обеспечат нормальную эксплуатацию системы отопления.

Расширительный бак закрытого типа для отопления, установка, давление, неисправности.

Расширительный бак для отопления закрытого типа установка давление, принципы работы, неисправности и способы их устранения. Расширительные баки обеспечивают безопасную и надежную работу контуров с горячим и жидким носителем и являются обязательными элементами для закрытых систем водяного отопления и вспомогательными — для ГВС. Выбор конкретной модели зависит от объема циркуляции, давления и других параметров системы и обосновывается расчетом, правила подбора и монтажа учитываются заранее.

Содержание

Для чего нужен расширительный бак в системе отопления и водоснабжения

Данное устройство устанавливается в системах отопления и ГВС с двумя основными целями:

• Компенсации теплового расширения воды или антифриза, увеличивающихся в объеме при нагреве до +100 °С до 4,3%.

• Гашения гидроударов, возникающих при образовании в системе воздушных пробок или резком перекрытии запорной арматуры, и предотвращения их образования за счет выравнивание общего давления.

Рассмотрим вопрос расширительный бак для отопления закрытого типа установка давление, принципы работы, неисправности и способы их устранения.

Принцип работы

Принцип действия расширительного бака основан на заборе горячей воды внутрь при образовании избыточного давления в системе с последующим возвратом после его снижения к установленной норме.

Как следствие, изменение этого параметра не оказывает негативного влияния на состояние труб и не снижает работоспособность системы.

Дополнительный контроль и безопасность обеспечивают манометры и автоматические клапаны для сброса избытка воздуха, но при необходимости расширительные баки функционируют без них.

Виды (закрытого и открытого типа)

В зависимости от целевого назначения и конструктивного исполнения выделяют:

• Расширительные баки открытого типа , имеющие прямую связь с атмосферой и устанавливаемые преимущественно в системах отопления с естественной циркуляцией в верхней точке, после участка разгона теплоносителя. Чаще всего их изготавливают их листовой стали и оснащают люками для осмотра и двумя и более патрубками для ввода или отвода воды, соединения с приборами контроля или сброса. При всех плюсах (дешевизна, неограниченный объем, простота) установка открытого бака отрицательно сказывается на работе системы из-за испарения и необходимости периодического долива теплоносителя.

• Закрытые расширительные баки , в обязательном порядке устанавливаемые в системах с насосами. Данная группа представлена как обычными закрытыми емкостями большого объема (гидроаккумуляторами), так и устройствами с гибкими разделительными мембранами баллонного и тарельчатого типа, смещаемыми в сторону воздушной камеры при избыточном давлении в системе и возвращающимися в обратное положение при нормальных параметрах. Из-за ряда преимуществ баки с мембранами постепенно вытесняют остальные разновидности и устанавливаются во всех современных системах отопления и горячего водоснабжения.

В частности, закрытые расширительные баки с мембранами могут устанавливаться в любой точке системы отопления (предпочтение отдается обратным участкам с ламинарным движением, но это условие некритично, в выносе устройства в верхнюю точку после разгона нет необходимости), работать при избыточном давлении теплоносителя и реагировать на изменения его давления с высокой точностью.

В системы с такими баками не нужно доливать теплоноситель, что положительно сказывается на стабильности их работы и защищенности от коррозии. Закрытые мембранные баки не нуждаются в дополнительной изоляции и эксплуатируются при минимальных расходах.

Как правильно подобрать и устанавливать расширительный бак

При выборе модели расширительного бака учитывается ряд параметров:

• Рабочий объем, л, подбираемый по формуле V=(C∙E)/(1-Pmin/Pmax), где С – общий объем циркуляции теплоносителя включая теплообменники и котел в л., Е – коэффициент теплового расширения воды или антифриза, табличная величина, Pmin и Pmaх- начальное настроечное и максимально допустимое давление в баке, бар.

• Рабочую и предельную температуру и давление, выдерживаемые мембраной (пороговые значение водонагревателя и бака должны совпадать)

• Химический состав, количество циклов сокращения и возможность смены мембраны. Устройства со сменными фланцевыми мембранами обходятся чуть дороже, но признаны более окупаемыми.

• Выдерживаемую предельную концентрацию этиленгликоля (актуально при выборе бака для систем отопления с антифризом).

• Гарантийный срок выдержки коррозийной защиты корпуса расширительного бака.

• Присоединительные размеры патрубков, исполнение, потребность в дополнительном креплении и габариты бака.

Начальное настроечное и максимальное давление в системе в свою очередь рассчитываются по формулам:

Pmin =Ратм+Рст.max-0,1(H+h2+1),
Pmaх= Ратм+Pпк+ Рст.Б- Рст.пк-0,1h2,

где Ратм — атмосферное давление, Рст.max – статическое давление в нижней точке системы, Н – разница в высоте между точкой расположения бака и нижним уровнем системы, h2- разница между центром бака и точкой врезки, Pпк — настроечное давление предохранительного клапана, Рст.Б и Рст.пк – статическое давление на уровне монтажа клапана и установки бака, соответственно. Все показатели давления измеряются в барах, высоты – в м., при расположении бака ниже основной линии h2 ставится в формулу со знаком «-».

ВАЖНО! При отсутствии подробных данных объем расширительного бака подбирается ориентировочно – от 10% и больше от объема циркуляции теплоносителя в системе.

Последнее значение определяется опытным (сливом воды с системы) или расчетным путем (сложением объема котла, всех радиаторов и трубопровода или навскидку, от 15 л на 1 кВт тепловой мощности системы).

При использовании антифризов с большим чем у воды коэффициентом расширения объем бака увеличивают на этот процент. Отклонения в меньшую сторону (3-6% от объема циркуляции) допускаются лишь в контролируемых низкотемпературных системах.

Расширительный бак для отопления закрытого типа установка давление

Рассмотрим вопрос расширительный бак для отопления закрытого типа установка давление, принципы работы, неисправности и способы их устранения.

Оптимальным местом для врезки бака считается участок с самым спокойным движением теплоносителя в обратной магистрали, перед циркуляционным насосом.

Устройство подключается через шаровые отсекающие краны, позволяющие провести его быстрый осмотр, подкачку или замену. В идеале расширительный бак устанавливается одновременно со сборкой всего контура отопления, при необходимости внештатной замены монтаж проводится после отключения работы системы и слива теплоносителя.

1. На резьбу штуцера бака наматывается уплотнитель и прикручивается переходник для подключения крана.

2. На резьбу переходника наматывается уплотнитель и монтируется шаровой кран.

3. Процедура повторяется для резьбовой части крана.

4. На корпус бака надеваются хомуты дополнительного крепежа (чаще всего такая потребность возникает при превышении его объема свыше 8 л). Бак устанавливается на стационарное место с обеспечением удобного доступа и свободного пространства между ним и стеной.

5. Проверяются расположение и работа ниппеля для подкачки воздуха и качество всех соединений.

6. В систему пускается теплоноситель, после достижение давления расчетного значения стравливаются воздушные пробки и котел запускается на полную мощность.

ВНИМАНИЕ! Рабочее давление воздушной камеры бака настраивается на заводе и при необходимости меняется. Для обеспечения нормального функционирования системы оно поддерживается на уровне давления внутри контура при отклонении в меньшую сторону около 0,1-0,2 бар (или 80% от общего значения в системе, в свою очередь зависящего от модели котла и объемов циркуляции теплоносителя).

При таком начальном давлении около 20-25% емкости бака заполняется при первичном запуске системы (бак не является пустым и не создает зоны отрицательного давления) и остается достаточно пространства для расширения мембраны.

Самостоятельно настроить давление в баке перед его установкой можно с помощью автомобильного насоса или компрессора.

Расширительный бак для ГВС установка давление

В системах ГВС преимущественно устанавливаются баки со фланцевыми сменными мембранами из пищевого каучука, характеризующиеся химической инертностью и не меняющие вкуса и качества воды. Они не рассчитаны на длительную выдержку высоких (более 100 °С) температур, в отличие от давления – в разы превосходящее этот же параметр в системах отопления (до 4-4,5 бар в сравнении с 1,5-2,5).

Основным назначением этих устройств служит защита трубопровода и приборов системы ГВС от гидроударов, возникающих в случае перегрева воды, рекомендуемый объема бака составляет не менее 10% от объема бойлера.

Оптимальным местом установки бака в системах ГВС считается участок между обратным клапаном, защищающим линию холодного водоснабжения от проникновения горячей воды, и самим бойлером. Установка бака после бойлера не нарушает нормы, но в таких схемах первой в линию ГВС попадает остывшая вода из бака. Сечение присоединительных труб в таких системах в любом случае должно совпадать с диаметром патрубков бака, при выборе уплотнителей учитывается потребность в выдержке более высокого давления.

Нормативное давление в системах ГВС варьируется в пределах 0,3-4,5 бар, точное значение указывается в инструкции водонагревателя. Как правило, в частных домах оно составляет около 1-2 бар, реже – поднимается до 3 (особенно при наличии систем фильтрации воды).

Монтаж бака происходит по стандартной схеме, с применением уплотняющей ленты на резьбовых элементах. Порядок настройки давления немного отличается:

• До откручивания вентиля подпитки начальное давление бака приравнивается или слегка превышает рабочее давление в системе +0,3 бар.
• После запуска подпитки и водонагревателя давление отслеживается и доводится до конечного давления, рассчитываемого по формуле Ркон≤Рпк+0,5 бар, где Рпк – давление предохранительного клапана, ≈3 бар в системах ГВС частных домов.

Стоит отметить, что при установке современных бойлеров сравнительно малого объема с надежными системами защиты от перегрева и автоматическими клапанами сброса в монтаже расширительного бака в обычных частных домах нет необходимости. В системах ГВС данные устройства относятся к вспомогательным и устанавливаются лишь при высокой вероятности появления излишков горячей воды.

Неисправности в работе расширительного бака и способы их устранения

Стандартное обслуживание бака заключается в периодическом осмотре его корпуса (и закрашивании вмятин или пятен коррозии при необходимости), проверке давления в газовой камере раз в 2-3 месяца, отслеживании целостности мембраны и проведении его замены при обнаружении протечек.

В летнее время или при других длительных простоях системы с бака обязательно сливают воду, устройство во возможности хранится в сухом месте.

В целом качественные устройства редко выходят из строя, но в последнее время на рынке появилось много поддклок. Например на одном из моих обьектов, за два года мы уже поменяли баки, на новые. Так, что покупайте баки проверенного производителя.

Исключение составляют случаи залипания или износа встроенного предохранительного клапана (при наличии), случайные поломки крышки или механические повреждения корпуса бака, износ мембраны или резиновых уплотнителей.

К признакам неполадок или неправильной работы расширительного бака в контурах отопления относят:

• Резкие скачки давления в системе . В правильно настроенных и функционирующих контурах отопления разница в давлении холодного и максимально нагретого теплоносителя не превышает 0,5-1 бара. В системах с вышедшими из строя или неправильно настроенными баками, наоборот, показатели давления далеки от стабильности.

• Потребность в доливе теплоносителя при отсутствии других утечек.

• Вытечка воды , а не сброс воздуха, при кратковременном нажатии золотника пневматического клапана. Этот признак явно свидетельствует о повреждении и необходимости замены мембраны или самого расширительного бака.

Для проверки работоспособности бака после исключения других проблем (завоздушивания, неисправностей насоса, забивки сетевых фильтров, блокировки теплоносителя арматурой) устройство отключается от системы.

После этого давление камер бака проверяется с помощью манометра и автомобильного насоса. Показатели проверяются в обычном состоянии и после слива теплоносителя, при необходимости давление в баке поднимается до нужного значения.

После этого закрываются все сливные краны, убирается автомобильный насос и манометр, система отопления дополняется теплоносителем и запускается в работу.

При стабильных показаниях давления бак просто оставляется в покое с чуть более частым отслеживанием параметров системы.

Если подкачка камеры не помогла последовательно проверяется:

• Целостность золотника предохранительного клапана. Устройство продувается или заклеивается на некоторое время. В случае подтверждения проблемы изношенный золотник меняется на новый.

• Состояние мембраны. Если приведенные меры не дали результата, в системе постоянно возникают скачки давления вверх, а с воздушного клапана течет вода – мембрана или бак нуждаются в замене. Проявление этих же признаков в самом начале работы системы и хорошем состоянии расширительного устройства свидетельствует о его недостаточном объеме.

Для замены мембраны (при наличии такой опции) баки отключаются от системы, разгерметизируются и раскручиваются.

Как правило фланцы мембран размещаются на той же стороне, что и присоединительные патрубки, в ряде случаев каучук удерживают дополнительные крепления, также нуждающиеся в снятии.

Мембрана достается через специальное отверстие, после чего бак промывается от грязи и коррозийных отложений и просушивается.

Новая мембрана вставляется в обратном порядке, ее фланец закручивается после сборки всех дополнительных креплений.

Отремонтированный бак подключается к системе, при необходимости – с корректировкой начального и рабочего давления.

Визуальные признаки неисправностей бака в системах ГВС в целом схожи : в режимах нагрева воды показатели роста давления близки к аварийным, через предохранительный клапан часто сбрасывается вода.

Порядок действий также неизменный: при обнаружении неполадок последовательно проводится диагностика наличия и давления воздуха во внешней камере бака и целостности мембраны.

Поврежденные мембраны в баках для контуров ГВС меняются с учетом потребности использования изделий из пищевой резины, выдерживающих более высокое давление.

Теперь вы знаете ответ на вопрос расширительный бак для отопления закрытого типа установка давление, принципы работы, неисправности и способы их устранения.