Расширительный бак для систем отопления. Виды. Рекомендации по выбору

В связи с постоянным удорожанием энергоносителей многие хозяева частных домов и коттеджей усовершенствуют свою систему отопления, внедряя новое, более экономичное оборудование. Одним из элементов такого оборудования является расширительный бак для систем отопления. В этой статье мы попытаемся как можно подробнее и доступнее рассказать о них – зачем, для чего и почём, избегая излишних технических терминов.

Для чего нужен расширительный бак?

Как мы знаем, вода имеет свойство расширятся во время нагрева. Да как и в целом любая другая жидкость. Теплоноситель в системе отопления не является исключением. При расширении жидкости ее избыток нужно куда-то девать. Для этих целей в отоплении и придумали расширительные баки.

Прежде всего, вспомним основной закон физики: при нагревании тела увеличиваются, а при остывании уменьшаются. Циркулирующий теплоноситель (вода) в системе при нагревании увеличивается в объёме в среднем на 3-5%. Для профилактики аварий и поддержании работоспособности отопительного оборудования нужна ёмкость, которая и будет сглаживать разность температуры и, как следствие – давление и объём воды. То есть, при нагреве бак заберёт на себя излишек жидкости, а при охлаждении – спустит её обратно в систему. Таким образом, давление в котле остаётся в пределах допустимых норм. В противном случае, срабатывает автоматика защиты и система встаёт. Что может быть небезопасно при сильных морозах.

Виды расширительных баков

Расширительный бак для систем отопления бывает двух типов: открытый и закрытый – по типу системы отопления в том или ином помещении.

Расширительные баки открытого типа

Такие баки применяются в системах, где не предусмотрена принудительная циркуляция теплоносителя, то есть, нет насоса и вода течёт самотёком под действием естественных законов. ОБЯЗАТЕЛЬНО их монтируют в самой высокой точке дома, как правило, это чердак.

Плюсы – относительная простота в изготовлении и использовании, лёгкий монтаж.

Минусы – контакт теплоносителя с воздухом, в результате чего увеличивается скорость коррозии труб, необходимость постоянного контроля уровня жидкости, исключение замерзания – последнее чревато трудноустраняемыми разрывами; большие размеры и необходимость утепления

На сегодняшний день такие баки используются всё реже

Расширительные баки закрытого типа

Устройство расширительного бака закрытого типа

Применяются в системах, где предусмотрена принудительная циркуляция, т.е. установлен специальный насос, рассчитанный на повышенные температуры, который и «гоняет» воду по системе.

Расширительный бак для систем отопления закрытого типа ещё называют мембранным. Основная его особенность от бака открытого типа – наличие специальной прокладки. Он состоит из ёмкости, которая разделена резиновой мембраной. В одну часть бака при нагревании поступает вода, в другой находится инертный газ или воздух, между ними резиновая прокладка-мембрана. При заполнении жидкостью выше определённого уровня, клапан стравливает лишний воздух во избежание разрыва.

Плюсы — быстрый и простой монтаж практически в любом месте, не требуется утепления, небольшие размеры, исключен контакт воздуха с водой, что замедляет процесс окисления труб.

Минусы – цена, необходимость вызова специалиста для монтажа и первичной настройки

Выбор расширительного бака

Условно процесс выбора того или иного расширительного бака для систем отопления можно разделить на части: определение нужной эластичности мембраны, объём и полезный объём рабочей ёмкости, наполнитель – газ или воздух. От этих трёх факторов будет зависеть модель и цена конечного продукта.

1. Эластичность мембраны. Где будет использоваться бак: в загородном доме, куда приезжают время от времени и надо быстро прогреть помещение или где живут постоянно и температурные колебания незначительны.

2. Объём и полезный объём. Тут надо остановиться подробнее. Для окончательного определения выбора ёмкости бака, который рассчитывается по формуле, вам надо знать исходные данные для расчета

С – объём и тип теплоносителя: вода или «химия» (антифриз), который находится в системе: трубы + котёл + все элементы, содержащие теплоноситель

Е – коэффициент теплового расширения теплоносителя. Приводится в специальных таблицах, с поправкой на максимальную температуру.

Рmin – это начальное давление в расширительной емкости, единица измерения — атмосферы. Значение не должно быть меньшим, чем гидростатическое давление всей системы отопления в месте расположения расширительного бака.

Pmax – это максимально допустимое значение давления, (тоже в атмосферах). Обычно совпадает с давлением настройки предохранительного клапана + вносятся поправки на перепад высот в месте монтажа мембранного бака.

Кзап – это коэффициент заполнения расширительного бака. Измеряется в процентном соотношении максимума объема всей жидкости от полного объема бака.

V = E x C /( 1 – Рmin / Pmax) / Кзап

3. Наполнитель. Газ или воздух. Первый дороже и предохраняет от окисления лучше. Второй дешевле, зато можно подкачивать насосом.

Как показывает практика, первичную настройку и пробный пуск системы отопления с расширительным баком лучше доверить квалифицированному специалисту, который сделает всё в соответствии с паспортами оборудования и объяснит конечному пользователю основные эксплуатационные характеристики и другие особенности пользования.

Расчет расширительного бака

Самый простой вариант расчета — это определить, сколько в вашей системе отопления находится теплоносителя и расширительный бак рассчитать, как 10%-15% от объема всей системы отопления.

Как работает расширительный бак

Например, в одном метре трубы теплого пола 110 грамм теплоносителя. Если Вы смонтируете 1000 метров теплого пола, то в Вашей системе будет примерно 70 литров воды. Соответственно бак нужен минимум 7 литров, но желательно 10-15 литров.

К чему приведет неправильно подобранный расширительный бак?

Если при нагреве теплоносителя в отоплении объема расширительного бака не хватит, то избыток теплоносителя будет сливаться через специальный аварийный клапан. После того, как система снова остынет, возникнет недостаток теплоносителя. Плюс ко всему упадет давление в системе отопления.

Котлы и другое оборудование имеют нижний порог по давлению, преодолев который, отопление попросту не запустится. Исправить эту ситуацию поможет обычный долив теплоносителя.

Если такая ситуация будет возникать постоянно, то повышается риск выхода из строя оборудования. Поэтому лучше подбирать расширительный бак правильно.

Давление в расширительном баке

Давление в расширительном баке обычно чуть меньше, чем в системе отопления. Если в системе давление 1,5 бара, то в баке давление уже 1,2 бара. Давление в баке можно замерить обычным манометром. Для этого есть отверстие с ниппелем. Через ниппель так же стравливается лишнее давление.

Увеличить давление можно так же через этот ниппель, воспользовавшись обычным автомобильным насосом.

Расширительные баки для газовых котлов: устройство и регулирование давления

Отопительное оборудование всегда рассчитывается на определенное давление и напор в системе. Не являются исключением из этого правила и газовые котлы. Поддерживать стабильность параметров им помогают расширительные баки для газовых котлов.

Особенности

Вопрос о том, как должны в норме работать эти баки, связаны или с нарушениями при эксплуатации, или с потребностью в техническом обслуживании. Главная цель использования бачка состоит в устранении эффекта расширения нагревающейся воды. Оно становится все больше, но объем труб, радиаторов и накопительных резервуаров конечен. В закрытых отопительных контурах обязательно заполнение на 100%, и это значит, что избыточную массу теплоносителя нужно куда-то сбрасывать. Подходящим местом как раз и становится бачок.

Если вдруг выхода не будет, жидкость непременно найдет путь, по которому наружу вырвется излишек. Таким местом обычно становятся предохраняющие клапаны, но все же это скорее аварийное оборудование. Даже если они отработают именно так, как полагается — придется устранять вылившуюся воду, вновь заполнять (доливать) систему. Установка бачков заранее помогает предотвратить такое развитие событий. И даже при закипевшем теплоносителе сохранить все в полном порядке.

Как устроена и работает система?

Расширительные баки — глухо закрытые сосуды, которые делятся на два фрагмента при помощи мембран из резины. Это не простая резина, поскольку она должна переносить значительный нагрев, при этом оставаясь эластичной и не теряя крепости.

Важно: давление должно быть определено внутри воздушной полости, входящей в пустую емкость, строго при температуре 20 градусов. Оно равняется статическому давлению заполненной до предела отопительной системы. Такое условие позволяет добиться равновесного состояния мембраны и возместить давление, оказываемое теплоносителем.

То есть к моменту запуска в работу бак окажется полностью пуст, и весь его объем может быть использован для коррекции теплового расширения воды или антифриза. Если датчик газового котла обнаруживает, что давление в отопительной системе понизилось до 0,7 бар и менее, он дает команду на отключение нагревателя. А среднестатистическое значение, обеспечивающее нормальную работу — 1,2 бар. Поскольку переходя из неравновесного положения в равновесное, мембрана может поднять давление еще, исходным уровнем его для пустого бачка принимается показатель на 0,3 бар (в среднем) выше стандартного для отопительной системы.

Вывод: при закрытой схеме обогрева газовым котлом давление должно быть от 0,8 до 1 бар; параметры любой отклоняющейся от стандартов системы рассчитываются индивидуально с учетом:

• предполагаемого объема воды или антифриза;
• КПД бачка;
• его требуемой величины;
• исходного давления при запуске.

Бачки на двухконтурных котлах Baxi, как следует из инструкции, должны работать при давлении 0,5 бар. Однако на деле этот показатель минимален, а гарантировать нормальное функционирование устройства позволяет все то же давление 0,8 — 1 бар. Встроенный расширитель вместимостью 6 л стабильно работает с отопительными системами емкостью 75 л (на воде). Либо 50 л (на антифризе).

Нужно ли использовать дополнительный расширительный бак, или хватит штатного оборудования, решают только специалисты в момент подготовки проекта.

Как контролировать систему и работать с ней?

Очень важно бывает проверить реальное давление в расширительных бачках. Почти всегда для этой цели используют ручные манометры, поскольку большинство воздушных камер оснащены типовыми ниппелями, подобно автомобильным или велосипедным шинам. Проблема может возникнуть, если котел настенного исполнения. Компенсирующие устройства чаще всего располагают на его задней стенке, и воспользоваться ими бывает затруднительно. Выходом становится применение компактного мобильного манометра.

Как только обнаружено отклонение показателя в меньшую сторону, следует правильно накачать воздух. Оставив все как есть, можно столкнуться с экстренными остановками котла. Трудно даже сказать, хуже ли такой исход или выбросы избыточной жидкости. Каждый изготовитель газовых котлов советует потребителям ежегодно замерять давление в бачке. Не будет никакого вреда, конечно, если делать это вдвое чаще.

Нужно помнить, что подкачка производится только при полностью пустом баке, для этого следует слить воду из котла. Самым простым способом оказывается применение велосипедного насоса при контроле результата через ручной манометр.

Последовательность действий такова:

• закручиваются краны отопительной системы;
• спускается вода из котла;
• накачивается бак до нужного давления;
• перекрывается кран для слива;
• насыщается отопительный контур до нужного уровня через предусмотренный кран;
• раскрываются краны, связывающие бак с отоплением.

Возможные проблемы

Не всегда удается закачать расширительный бачок до нужного числа атмосфер. Строго следящие за исправностью техники люди редко сталкиваются, конечно, с проблемами. Но неосторожность или безответственный подход могут преподнести ряд неприятностей. Нередко давление планомерно понижается, и после ряда подпиток котла бак выходит из строя. Даже до того доходит, что мембрана от прижатия к стенке деформируется золотником.

Ремонт в таком случае невозможен, расширитель получится только заменить полностью. Бывает и иначе: давление в отопительном контуре на максимально допустимом уровне, а бачок не обслуживался и остался без напора. Как только система обогрева остановится и начнет остывать, жидкость сожмется, изменение давления будет скорректировать невозможно. В результате котел попадает в «аварию». Проблемы такого рода могут быть спровоцированы длительным использованием нагревателя для горячего водоснабжения или перебоями в электросети.

Еще один вероятный сценарий — приходится систематически и без выраженных причин подавать новую воду. К примеру, работает контур горячего водоснабжения, и манометр показывает спад давления, котел прекращает работу. Поскольку тепловое расширение не компенсировано, прогрев теплоносителя приводит к сбросу его избытка предохраняющими клапанами. Если вовремя не заметить этой ситуации, можно столкнуться с серьезными неприятностями. Потому требуется обращать максимум внимания на состояние расширительно бака, регулярно отмерять давление внутри него.

Дополнительная информация

Расширитель помогает гасить гидравлические удары, создаваемые воздушными пробками и резким закрытием арматуры. Бачки смогут выполнять эту функцию, если ставить их на обратном ходе теплоносителя непосредственно перед котлом. Не стоит полагать, что выставленное на заводе давление будет идеальным для практических нужд. Перенастройка его производится золотником.

Важно: любой манометр при измерении давления в расширителе регистрирует только избыточную величину, для получения абсолютной цифры следует прибавлять 1 бар.

Перекачанный бак работает плохо, поскольку воздух будет выталкивать теплоноситель наружу. Если все настроено правильно, но предохранители продолжают сбрасывать периодически воду, скорее всего, проблема в излишне малом объеме расширителя. Потому стоит выбирать баки, вмещающие 10% всего теплоносителя, циркулирующего в системе, или даже больше. Так как в резервуаре не предусматривают штуцеров под манометры, подключать их надо к ниппелю. Размещается он на противоположной по отношению к заполняющему теплоносителем контуру стороне.

Так как автомобильный и велосипедный манометры измеряют давление в МПа, нужно сопоставить их показания с напором в отопительной системе (выражаемом в бар или кгс/кв. см). Один бар приравнивается к 100 кПа. При использовании автомобильного измерителя рекомендуют ждать 10 минут после отключения котла, чтобы циркуляция остановилась. Когда бак встроен в сам котел, полагается перекрывать не только запирающие вентили, но и подачу теплоносителя, и обратный ход его. Соблюдая эти рекомендации, можно существенно упростить себе жизнь.