Расширительный бачок для систем отопления

Производим точный расчет

Для того чтобы узнать какой именно бачок подойдет для вашего жилища можно воспользоваться следующей формулой:

V=vi*e:d.

Теперь расшифруем ее:

• Vi — значение суммарного объемом системы отопления, которое выражается литрах;
• e — коэффициент, присутствующий у расширения жидкости, который выражается в процентах;
• d — значение эффективности расширительного бака.

Чтобы узнать параметр Vi, нужно произвести несложные расчеты. Принято, что 1 кВт = 150 л. А это значит, что если мощность системы отопления, например, составляет 7 кВт, то тогда весь ее объем будет равен 1050 литров (150+7). Соответственно значение Vi составит 1050 л.

Схема подключения расширителя.

Чтобы рассчитать коэффициент расширения жидкости, нужно учитывать, что каждые 10 градусов увеличивают объем теплоносителя на 0,3%. При его максимальной температуре (95 о С) расширений составляет порядка 4%, а значит, нужно будет брать значение равное 0,04.

Теперь нужно получить эффективность расширительного бака. Для расчета данного параметра используется следующая формула:

d=(pv-ps)/(pv+1).

Она расшифровывается следующим образом:

1. Рv -максимальное давление, присутствующее в системе отопления (в загородных домах оно обычно составляет 2,5 бар).
2. Рs — давление зарядки, которое имеется у мембранного расширительного баска (его параметр равен обычно 0,5 бар).
3. Соответственно d при таких значениях составит 0,58 ((2,5-0,5)/(2,5+1)=0,58).

Теперь нужно подставить все полученные значение в имеющуюся формулу, чтобы понять какой объем должен быть у расширительного бака. Тут получается следующее:

V=1050*0,04/0,58=72,4.

Схема отопления с естественной циркуляцией.

Соответственно, подбор расширительного бака должен осуществляться на основе данного параметра. При этом следует немного округлить его и прибавить несколько литров. Таким образом, вместительность должна составить 75-78 литров. Такой бачок отлично подойдет для системы отопления вашего дома. Его емкости будет достаточно, чтобы производить регулирование давления и количества теплоносителя в трубах и батареях.

Как видно, выполнить правильный расчет объема для расширительного бака по данной формуле несложно. Конечно, нужно учесть ряд важных параметров, значение которых можно узнать в ходе вычислений, но произведя их, вы сможете получить наиболее точные цифры. На основе их можно выполнить расчет с минимальными погрешностями.

Установка расширительного бака в системе отопления

Монтаж расширительного бака системы отопления производится в соответствии с выбранным типом самого бачка. Мы уже говорили, что в замкнутых контурах он устанавливается вблизи газового котла (или любого другого), а в открытой – на самом верху, в самой высокой точке по вертикали. Для подключения используются металлические и пластиковые трубы на ½ или ¾ дюйма. Крепление выполняется с помощью специального настенного крепежа. Что касается самодельных бачков, то они крепятся произвольным образом.

Удобнее всего в эксплуатации плоские расширительные бачки – они кажутся не такими громоздкими, как их бочкообразные собратья.

Баки для закрытых систем крепятся аналогичным образом, с помощью подходящего настенного крепежа. Если вы собираетесь поставить именно такой бак, расположите его рядом с отопительным котлом и группой безопасности – так удобнее проводить испытания и регулировать давление в расширительном бачке отопления (как это делается – мы говорили в предыдущем разделе обзора).

Расширительный бак для отопления открытого типа: характеристика устройства

Открытый расширительный бак для отопления имеет простую конструкцию в виде прямоугольной или цилиндрической емкости, оснащенной крышкой, которая предотвращает попадание частиц грязи в систему. Расширитель должен иметь патрубок, к которому будет подводиться труба от системы отопления. Емкость также должна быть оснащена сливным краном, который понадобиться для отведения жидкости в канализацию, в случае накопления ее в больших объемах.

Для безопасной эксплуатации расширительный бак должен иметь переливную трубу для отведения лишней воды в сливную сеть в случае переполнения бака. Также к нему должна быть подведена труба водоснабжения для пополнения системы отопления водой.

Расширительные баки для отопления открытого типа могут быть изготовлены из любого материала. Это может быть листовая сталь, нержавейка или пластик. Главным условием является то, что он должен быть термостойким, поскольку теплоноситель нагревается до высоких температур.

Строение расширительного бака мембранного типа: 1 – металлический корпус, 2 – патрубок, 3 – мембрана между двумя камерами бака, 4 – камера, заполняемая теплоносителем, 5 – воздушная камера, 6 – ниппель

Принцип работы расширительного бачка системы отопления

Принцип работы бака заключается в следующем. Разогретая до значительной температуры жидкость начинает увеличиваться в объеме, тем самым способствуя повышению давления в системе. Излишки жидкости выдавливаются в расширительный бак, где она будет находиться до момента остывания, после чего самотеком возвратится обратно с систему отопления. Данный процесс выполняется циклично.

Расширительный бак для системы отопления открытого типа оснащен несколькими патрубками:

• для соединения расширительной трубы, через которую поступает теплоноситель;
• для циркуляционной трубы, что отводит воду из системы;
• контрольной трубы, предназначенной для регулировки наполненности системы и
• ликвидации из нее воздуха;
• переливной трубы, для удаления излишков жидкости.

Также конструкцией предусматривается запасной патрубок с краном, через который вода сбрасывается при ремонте системы.

Принцип работы расширительного бака системы отопления

В случае достижения жидкостью максимального уровня, вода будет поступать через переливную трубу в канализацию, в случае подключения к ней. Если на переливе установлен патрубок с краном, необходимо периодически проверять уровень воды в баке простым открытием запорной арматуры. При установке расширительного бака для отопления, его можно оснастить реле верхнего и нижнего уровней, которые могут подавать звуковой или световой сигнал, когда жидкость доходит до максимального уровня в точке перелива, или минимального.

Поскольку расширительный бак не является герметичным, часть жидкости, прибывая в контакте с воздухом, испаряется, что требует ее компенсации для нормальной работы системы. Это происходит при непосредственном участии человека, который должен контролировать объем воды в системе и, при необходимости, пополнять его.

Достоинства и недостатки открытого расширителя

Главными преимуществами расширительного бака системы отопления открытого типа является простота конструкции и полная автономность устройства, работа которого не зависит от работоспособности системы. Все процессы в нем происходят согласно естественному круговороту, без использования насосного и прочего оборудования. Также радует доступная цена расширительного бака для отопления открытого типа, которая стартует от 1500 руб.

К недостаткам такой емкости можно отнести:

• необходимость теплоизоляции бака для снижения потерь тепла;
• монтаж дополнительных трубопроводов, что портит эстетичный вид;

Расширительный бак имеет довольно простую конструкцию

• не герметичность резервуара;
• необходимость периодического пополнения воды в системе в результате испарения жидкости. Поскольку вода непосредственно контактирует с воздухом, это может стать причиной возникновения коррозии стальной емкости, что приведет к уменьшению теплоотдачи, появлению шума и снижению периода ее эксплуатации.

В частном доме расширительный бак отопления открытого типа устанавливается в чердачном помещении, лестничном проеме или специально оборудованном боксе, который устанавливается на крыше дома. При достаточной высоте здания его можно расположить внутри жилого помещения в санузле или хозкомнате.

Расширительную емкость устанавливают рядом с котлом отопления

Назначение расширительного бака для воды

Расширительный бак для котла является обязательным элементом системы отопления, который защищает ее от поломок. Они могут возникнуть в результате увеличения давления и объема теплоносителя, что происходит при его нагревании.

Расширительный бак служит для накапливания жидкости в процессе работы системы

При повышении температуры жидкости в системе во время ее циркуляции, объем теплоносителя возрастает на 4-6%. Это довольно большое значение, которое может стать причиной возникновения мощного гидроудара, поскольку для сбора избытка жидкости в системе из труб и радиаторов нет свободного места. Для ее накопления используется расширительный бак, где теплоноситель остывает, и снова возвращается в систему. Это необходимо для восполнения ее полного объема.

При возникновении гидроудара может произойти поломка радиаторов, фитингов, разрыв трубы и выдавливание прокладок, что потребует дорогостоящего ремонта. Расширительный бак представлен в двух разновидностях: открытого и закрытого типа. В первом случае конструкция представлена однообъемной емкостью, которая сообщается с атмосферой. Расширительный бак для системы отопления открытого типа устанавливается на самой высокой точке системы, что обеспечит естественное возвращение после остывания избытков теплоносителя обратно в сеть.

Расширительные баки закрытого типа представлены герметичными сосудами, у которых одна часть заполнена газом или воздухом, что находится под определенным давлением, а другая – жидкостью. При нагреве теплоноситель поступает в экспанзомат, сжимая при этом газ. После того как жидкость охладится, она снова возвращается в систему, а разница в объемах компенсируется газом.

Расширительный бак в обязательном порядке устанавливается в системах отопления, которые монтируются на больших площадях, которые характеризуются значительным объемом жидкости. Также расширитель необходим при большой длине труб для контроля давления в системе. Бак в обязательном порядке устанавливается при использовании газового котла, поскольку газ сильно нагревает теплоноситель, что способствует быстрому увеличению внутреннего давления.

Внутреннее обустройство расширительного бака объемом 25 л

Каким образом происходят перепады

Возможные варианты:

• повышение;
• понижение.

Оба процесса взаимосвязаны. Увеличение давления в контуре означает, что теплоносителю некуда деваться после того, как он увеличился в объёме. Одной из причин, не единственной, может быть неправильный расчет расширительного бака для отопления закрытого типа. Каким образом это происходит на практике? Возьмем, к примеру, контур,  вмещающий сто литров теплоносителя:

• в системе находится сто литров холодной жидкости;
• включается котел и нагревает теплоноситель;
• вода расширяется и ее становится уже не сто, а приблизительно сто пять литров;
• лишняя жидкость должна куда-то деваться. Для этого в контуре установлен расширительный бачок;
• после того как теплоноситель остыл, его в контуре стало не хватать, так как часть вытиснилась в бачок. Соответственно, воду в трубы надо вернуть, что и происходит, если все хорошо.

Перепады давления

Если же объем расширительного бака для закрытой системы отопления меньше необходимого, то вся жидкость, которая не вместилась, будет выведена наружу. В контуре предусматриваются специальные клапаны, которые выбрасывают теплоноситель в том случае, если давление повышается до критического уровня. Такими клапанами оснащены и современные котлы. Это необходимое условие для безопасной эксплуатации отопления. Повышение давления может привести даже к взрыву. Представьте себе последствия, когда трубы просто разрывает и горячая вода летит во все стороны. Помимо того, что можно получить травму от удара, такое чрезвычайное происшествие грозит ожогами находящимся поблизости людям и животным.

В дальнейшем, после остывания, вода уменьшается в объёме. Жидкость из бака вытесняется обратно в трубы, но теплоносителя все равно не хватает. Это потому что выведенная вода наружу не вернулась, она ушла безвозвратно. В результате давление в контуре резко падает. Это приводит к следующим результатам:

• остановка котла. У нагревателей есть определенный порог минимального давления, при котором он может работать. Если это значение не выдерживается, он просто не может включиться, автоматика не позволяет это сделать;
• размораживание системы. Если остановка отопительного оборудования произошла зимой, а вы не дома, может произойти серьезная авария. Система замерзнет за несколько часов, в зависимости от уровня теплоизоляции вашего жилья;
• необходимость подпитки. Надо подлить недостающее количество воды в контур.

Это результаты грубых ошибок, допущенный при расчете расширительного бака для отопления, или если вы понадеялись на резервуар, встроенный в котел.

Бывает и так, что бак полностью заполняется, давление продолжает расти, но не доходит до критического уровня. Стрелка манометра балансирует на грани рабочего максимума контура, при этом все функционирует. Таких случаев не счесть. Люди очень часто задают вопросы по поводу таких вот перепадов. Конечно, такие процессы их волнуют, так как они не являются нормой. При таких повышениях контур работает в экстремальных условиях, что приводит к его скорейшему износу. Также такие процессы неблагоприятно влияют на котел, а он денег стоит и не малых.

Основные разновидности расширительных баков и их функции

В настоящее время на отечественном рынке представлено огромное множество различных типов расширительных баков.

Следует отметить, что цена  на многие варианты доступная и совсем невысокая, а потому установка возможна в любую систему автономного отопления, где в качестве теплоносителя используется вода.

Среди основных типов расширительных баков, популярных на отечественном рынке, можно выделить несколько:

• Открытые – как правило, имеют квадратную или прямоугольную форму. Так как габариты подобных конструкций довольно внушительные, а эффективность сомнительная, то применяются они сравнительно редко. Основной особенностью можно назвать простой монтаж своими руками без лишних затрат времени и финансов;
• Закрытые – мембранные баки, представляющие собой плоскую или сферическую емкость, герметичную и прочную. Конструктивно это две половины термостойкой мембраны, выполненной в виде диафрагмы.

Типы расширительных баков в системе отопления

Инструкция предполагает, что функционирование данного типа баков происходит за счет попадания в них расширенного теплоносителя и деформации мембраны. Таким образом, количество воздуха в системе снижается, тогда как давление — повышается.

Выбирая расширительный бак для любой современной системы отопления важно учитывать тот факт, что изделие должно в обязательном порядке отвечать некоторым определенным требованиям – диапазону давления, отличаться высоким качеством мембраны, ее характеристиками. К тому же, важен расчет бака, ведь от полученных параметров во многом зависит функциональность и работоспособность системы в целом. К тому же, важен расчет бака, ведь от полученных параметров во многом зависит функциональность и работоспособность системы в целом

К тому же, важен расчет бака, ведь от полученных параметров во многом зависит функциональность и работоспособность системы в целом.

Как рассчитать расширительный бак: особенности процесса

В большинстве случаев процедура расчета мембранного расширительного бака автономной системы отопления подразумевает получение данных, касающихся объема, самого минимального диаметра труб системы, а также начального напора и давления.

Следует отметить, что использование всевозможных сложных методик расчетов может привести к ряду накладок, в том числе и многократной активации запорного клапана.

Работа мембранного бака при изменении давления

Выполняя расчеты расширительного бака системы отопления, важно помнить, что чем больше предельно разрешенное сжатие, тем меньше будут габариты самой емкости. В то же время, величина бака зависит и от температуры жидкости, ведь чем она будет значительнее, тем размеры конструкции возрастут. В то же время, величина бака зависит и от температуры жидкости, ведь чем она будет значительнее, тем размеры конструкции возрастут

В то же время, величина бака зависит и от температуры жидкости, ведь чем она будет значительнее, тем размеры конструкции возрастут.

Рассчитывается объем бака (как можно видеть на многих фото и видео) с использованием нескольких основных величин, в частности, объема используемого теплоносителя в системе, коэффициента его линейного расширения, а также эффективности бака.

В виде формулы такой расчет можно представить в следующем виде:

V=Vсис*К/D, где

Vсис – общий объем теплоносителя в системе,

К – коэффициент расширения теплоносителя;

D– эффективность работы бака.

В свою очередь, эффективность расширительного мембранного бака зависит от нескольких параметров: начального и максимального давления в системе, первоначального воздушного давления камеры.

Следует отметить, что именно на самое высокое давление производится наладка предохранительного клапана.

Как правильно рассчитать количество секций радиаторов отопления для системы обогрева здания — смотрите здесь.

Разнообразие объемов расширительных баков

Советы по выбору:

Выбор того или иного варианта бака выполняется с учетом множества показателей, в том числе, температуры и прочности. При всем этом параметры выбираемой конструкции не должны превышать полученные данные, ведь только в таком случае бак будет нормально работать, без сбоев и прочих проблем.

В большинстве случаев расширительные баки с объемом 15-30 литров работают в паре со специальным насосом. При этом мощность оборудования для таких баков может составлять 1,2 кВт и увеличиваться при росте объема, вплоть до 2 кВт.

Следует отметить, что в продаже сегодня можно найти баки, объем которых составляет даже 100-200 литров. Конечно же, применяются они в более крупных автономных системах отопления, в том числе, установленных на различных промышленных объектах.

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.

Рекомендации при выборе

Расширительный бачок — один из основных элементов, который влияет на качество, эффективность и безопасность работы отопительной системы. Отношение к нему должно быть самым требовательным. Рассмотрим перечень особенностей, которые помогут ответить на вопрос, как выбрать расширительный бак для системы отопления.

Определяясь с выбором конструкции, нужно учесть такие рекомендации:

Уделить должное внимание месту установки. Это должен быть горизонтальный, прямолинейный участок, расположенный на определенной высоте, чтобы исключить возможность гидроудара.

Большинство современных производителей выпускают продукцию, в паспорте которой указана схема расширительного бака для отопления, укомплектованность предохранительным клапаном

Если такового нет, рекомендовано приобрести его, как отдельную деталь. Когда клапан срабатывает часто, это говорит о недостаточном объеме, не правильно выполненном расчете. Здесь присутствуют два варианта выхода из положения: приобрести дополнительное оборудование, установив его параллельно малогабаритному, старому, или купить расширительный бак для водоснабжения, имеющий большие габариты.

Большинство современных настенных котлов уже имеют бачки, циркуляционные насосы в своей комплектации, что упрощает установку и расчеты.
Специалистами рекомендован минимальный объем расширительной емкости – это около десяти процентов от общего объема всей топочной конструкции. Причем не допустимы отклонения менее указанной цифры.
Чтобы обеспечить надежное функционирование системы, своевременно следить за давлением, необходимо установить манометр.

Уделим внимание качеству

Далее рассмотрим срок службы, на который рассчитан расширительный бак для отопления как выбрать более дешевый вариант, при этом не потерять на качестве. Приобретая продукцию сомнительного производителя, выполненную из ненадежных материалов, не следует рассчитывать на длительный срок эксплуатации. Поэтому лучше отдать предпочтение проверенной продукции. С другой стороны, высокая цена также не дает стопроцентной гарантии качества, некоторые реализаторы специально завышают стоимость.

Оборудование нужно проверить на наличие дефектов, расширительный бак для системы отопления цена которого явно занижена, говорит о наличии каких-либо изъянов. Не обязательно, что было допущено нарушение во время изготовления продукции, возможно перевозчики выполнили некачественную транспортировку. Качество товара должно подтверждаться документально, здесь можно проверить сертификаты европейского, международного образцов. Помимо этого, изделие должно полностью соответствовать гигиеническим нормам.

Особенности расчета

На то, как работает расширительный бак в системе отопления, оказывает прямое влияние грамотно выполненный расчет. Самый распространенный способ – выполнить замер по данным счетчика, установленного на трубе водопровода. Чтобы обеспечить выполнение данной процедуры, следует контролировать объем наполнение резервуара. Как только происходит избыток жидкости, через верх конструкции начнет поступать вода. Но этот способ актуален для бачков открытого типа.

Также можно применить метод теоретического расчета, учитывая, что на 1 киловатт приходится 15 литров воды. Для начала рассчитывается необходимая мощность прибора, на основании чего выполняются несложные математические вычисления. А именно перемножаются объем воды и максимальное давление, полученное произволение делится на разность максимального давления и давления воздушной камеры (последние три показателя можно узнать из технической документации – паспорта прибора).

Просчитать объем расширительного бака для отопления можно, учитывая размеры и характеристики используемых узлов – это наиболее точный способ, который предполагает учет таких показателей как: величина трубы, теплообменника, количество радиаторов (типа, материала изготовления).