Содержание
Выбираем расширительный бак для отопления: 5 рекомендаций
Защитить котел и трубы можно при помощи расширительного бака для отопления
Работа системы отопления нередко связаны с предельными повышениями давления, наличием гидравлических толчков.
Все это может привести к поломке дорогостоящего оборудования, быстрому износу ключевых элементов системы (таких как, например, котел). Для того, чтобы защитить отопительную систему используют специальные компенсирующие баки.
Что это такие, какие виды баков существуют, и как подобрать прибор – читайте ниже.
Для чего нужен расширительный бак
Расширительный бачок – это один из важнейших элементом системы отопления, который помогает продлить срок ее службы. Отсутствие этого элемента в системах отопления может привести к разрыву труб, поломке кранов и других комплектующих. Компенсационный бак справляется с несколькими важными задачами.
Расширение при нагреве свойственно всем жидкостям и материалам. Объем теплоносителя из-за температурного расширения может увеличиваться вдвое. Это, в свою очередь, повышает давление в отопительной системе. Расширительное приспособление, в этом случае, выталкивает теплоноситель, выравнивая давление.
Это связано с тем, что насос может выключаться и включаться. При этом, давление в системе резко поднимается, что может привести в гидравлическому удару. Расширительный бак, в свою очередь, компенсирует этот удар.
Расширительные бачки хорошо подходят для установки в системах:
- Автономного отопления;
- Замкнутого контура;
- Отопления, работающего на солнечных аккумуляторах или тепловых насосах;
- Независимых системах, подключенных к центральному отоплению.
Существует несколько типов расширителей, которые подходят для системы конкретного типа. Сделать бачок можно и самостоятельно. Некоторые умельцы приспособили под самодельный бак ресивер.
Какие особенности имеет расширительный бак для отопления открытого типа
Расширительный (компенсационный) бачок открытого образца устроен просто: это резервуар простой формы с крышкой наверху. Такая конструкция редко применяется в системах отопления.
Связано это с отсутствием герметичности емкости: воду в систему можно долить, открыв верхнюю крышку бака. При этом, в систему попадает воздух, что приводит к образованию в ней ржавчины.
Кроме того, за счет испарения идет большая потеря теплоносителя.
Тем не менее, установка такого бака позволяет решить множество проблем:
Ставить резервуар открытого типа следует в наивысшей точке контура. Можно расположить бак на обратке: это позволит уменьшить теплопотери и обильное испарение теплоносителя.
Обратите внимание
Но, в этом случае, следует предусмотреть конструкцию для отвода воды: при повышении давления вода будет выталкиваться через крышку бака, заливая пол и все, что расположено в радиусе прибора.
Если же вода будет отводиться в специальную емкость, это позволит значительно сократить потери теплоносителя.
Закрытое устройство представляет собой герметичный резервуар, выполненный из стали с внутренней перегородкой из резины.
Одна часть резервуара отводится под заполнение водой, а вторая – азотом или воздухом.
При повышении давления (при нагревании теплоносителя), резиновая перегородка растягивается, и вода выталкивается в часть с воздухом. Понять как работает бак может помочь схема его строения в разрезе.
Зависимо от типа мембраны закрытые баки делятся на такие виды:
Более надежным считается мембранный компенсационный бак закрытого типа с баллонной перегородкой. Он имеет и больший объем. Перегородку в виде диафрагмы, в случае ее износа, заменить не получится.
В отопительных системах мембранный бачок может выполнять такие функции:
- Позволяет сделать систему более гибкой и легко управляемой;
- Предотвращает попадание воздуха в систему и его распространение по трубам (защищает трубы от образования ржавчины);
- Обеспечивает минимальные теплопотери;
Кроме того, ремонт баллонного мембранного бака можно легко провести своими руками.
Выбираем расширительные баки для системы отопления закрытого типа
Подбор компенсационного бака следует выполнять, учитывая качество металла, устойчивость устройства к проникновению одного вещества в другое, тип мембраны и возможность ее замены, диапазон эксплуатационных температур, расчетный срок службы прибора (показательным в этом случае может быть срок гарантии от производителя).
Для того, чтобы подобрать качественный и эффективный бак, необходимо следовать таким рекомендациям:
Перед покупкой бачка убедитесь в том, что расчетные значения давления в котле и компенсаторе совпадают, проверить отвечает ли мембрана стандартам качества и гигиеническим нормам. Осуществить подбор можно с помощью консультанта в магазине, четко сформулировав свои требования.
Расчет расширительного бака для закрытой системы отопления
Расчет компенсирующего бака под отопительную систему делают для того, чтобы определить его объем. Именно от этого зависит насколько хорошо будет справляться прибор с поставленными перед ним задачами.
Кроме того, помимо объема, рассчитывают и минимальный диаметр трубопровода для присоединения прибора, уровни исходного эксплуатационного давления в системе.
Технология расчета баков достаточно сложна, и имеет множество нюансов.
Поэтому, при расчетах, следует соблюдать такую корреляцию между объемом бака и эксплуатационными характеристиками системы:
- Чем выше максимальные температурные экспоненты теплоносителя, тем больше должен быть размер бака;
- Если отопительный контур вмещает большой объем, то и компенсационный бак нужен большой;
- Чем больше рабочее давление в системе, тем меньше нужен бак;
- Чем меньше расстояние от места монтажа прибора до наивысшей точки в системе, тем меньше нужен бак.
Для расчета размеров бака существует множество способов и формул.
Вычисляем объем расширительного бака для закрытой системы отопления
Объем компенсационного бака – это одна десятая объема теплоносителя в отопительном контуре. По некоторым данным объем бака под систему с водой – это 15% от объема теплоносителя, с антифризом – 20%. В качестве грубого вычисления можно взять каждые пятнадцать литров бака на каждый 1000 ватт тепловой мощности котла. Рассчитать размер бачка можно и более подробно.
Для этого необходимо знать ряд таких факторов как:
- Диапазон температур, в которых будет работать система;
- Объем теплоносителя в системе;
- Степень увеличения теплоносителя в объемах;
- Высоту расположения бачка в системе;
- Степень резерва бака (в среднем составляет 1,2%).
Степень расширения теплоносителя можно найти в физических таблицах: она является постоянной, и зависит от диапазона температур.
Объем бака будет равен произведению объема расширяемой жидкости и объема резерва. Кроме того, найти объем можно и при помощи специальный онлайн-калькуляторов.
Следует помнить, что полученная величина – это ориентировочное значение. Выбирать бак по объему лучше с запасом.
Менять вакуумный расширитель для отопления, при этом, не обязательно. Чтобы решить проблему, нужно будет приобрести еще одно, небольшое устройство, и подключить его параллельно.
Какой выбрать расширительный бак для отопления (видео)
Расширительный или компенсирующий бачок – это важный элемент любой отопительной системы, который позволяет защитить трубы от разрыва, котлы, краны и другие комплектующие от поломки.
Установка бачка позволит вам максимально увеличить время износа системы. Выбор бачка зависит от объема теплоносителя в системе, технических и эксплуатационных характеристик, типа компенсирующего устройства.
Воспользуйтесь нашими рекомендациями, и вы сможете выбрать наиболее качественный и эффективный прибор!
Мембранный расширительный бак для отопления
Мембранный расширительный бак предназначен для компенсации температурного расширения теплоносителя и поддержания необходимого давления в закрытых системах отопления.
Жидкости, которые используются в системах отопления, при нагревании, за счет теплового расширения, увеличивают свой объем. Например, объем воды при нагревании до 90 оС увеличивается на 3,55%. Если в качестве теплоносителя в системе отопления применяют антифриз на основе этиленгликоля, то объем жидкости увеличивается еще более.
Мембранный расширительный бак для отопления. Устройство и схема работы. Через воздушный клапан (ниппель) воздушную камеру автомобильным насосом наполняют сжатым воздухом.
В закрытой системе отопления без расширительного бака даже незначительное повышение температуры приведет к резкому росту давления и срабатыванию предохранительного клапана.
Избыточная часть теплоносителя через клапан выльется наружу.
Важно
Мембранный расширительный бак для отопления представляет собой сосуд, разделенный на две части подвижной мембраной. Одна часть сосуда соединена с системой отопления и заполнена теплоносителем. В другую часть сосуда закачивается воздух под определенным давлением.
При изменении объема жидкости в системе отопления, мембрана в баке перемещается в ту или другую сторону. В результате объем, занимаемый жидкостью в баке, тоже меняется. Сжатый воздух по другую сторону мембраны действует как пружина, поддерживая рабочее давление теплоносителя и не допуская срабатывания предохранительного клапана.
Эксплуатационные ограничения и требования безопасности
В зависимости от конструкции расширительного бака и применяемых материалов производители накладывают определенные ограничения на их использование в системах отопления.
Как правило, производители предъявляют определенные требования к составу и коррозионным свойствам жидкости — теплоносителю в системе отопления. Например, ограничивают содержание этиленгликоля в растворе антифриза.
Запрещается использование расширительного бака при давлениях, превышающих допустимые величины, указанные в технической документации производителя. В месте присоединения расширительного бака к системе отопления, обязательно требуется установка группы безопасности, которая контролирует и ограничивает давление в баке.
В системах отопления частных домов и автономного отопления квартир используют баки и другое отопительное оборудование с рабочим давлением не менее 3 бар.
Не допускается расширительный бак для отопления использовать в системах питьевого водоснабжения.
Установка, монтаж и подключение расширительного бака
Расширительный бак подключают к обратному трубопроводу отопительной системы со стороны всасывания циркуляционного насоса.
1 — мембранный расширительный бак; 2 — присоединительная запорная арматура и сливной кран; 3 — циркуляционный насос; 4 — кран подпитки
Расширительный бак устанавливают в отапливаемом помещении.
Бак размещают в месте, легко доступном для обслуживания. Монтаж производят так, чтобы имелся доступ к воздушному ниппелю, фланцу и присоединительной арматуре.
Рекомендуется расширительный бак устанавливать вертикально, присоединительным патрубком вниз, а воздушным ниппелем вверх.
Расширительные баки небольшого размера обычно крепятся к стене с помощью кронштейна. Детали крепления, как правило, в комплект изделия не входят и заказываются отдельно. Баки большого размера устанавливают на пол, на ножках.
Совет
Расширительный бак подключают к обратному трубопроводу отопительной системы со стороны всасывания циркуляционного насоса.
Присоединительная арматура для расширительного бака позволяет отключать бак от системы, сливать воду из бака, пломбировать запорный кран.
В месте подключения, на линии к баку необходимо устанавливать запорную арматуру, защищенную от случайного закрывания. Кроме того, следует установить сливной (дренажный) кран для опорожнения бака.
Производители баков обычно предлагают специальную присоединительную запорно — дренажную арматуру для своих изделий. Такие комплекты необходимо заказывать отдельно.
Для присоединения бака к обратному трубопроводу следует использовать трубы с внутренним диаметром, равным диаметру присоединительного патрубка бака.
Расширительный бак соединяют с системой отопления после промывки системы.
Встроенный мембранный расширительный бак расположен на задней стенке двухконтурного газового котла
Мембранные расширительные баки иногда встраивают в котлы.
Например, двухконтурные газовые котлы, как правило, уже имеют встроенный расширительный бак определенной емкости.
Если объем встроенного расширительного бака оказался мал для отопительной системы, то необходимо установить новый бак снаружи перед котлом на обратном трубопроводе. Объем нового бака выбирают как обычно, без учета емкости встроенного бака.
Настройка давления в расширительном баке
Перед вводом в эксплуатацию системы отопления, до заполнения бака теплоносителем, в расширительный бак через воздушный клапан — ниппель автомобильным насосом закачивают воздух.
Величину давления воздуха контролируют автомобильным же манометром, встроенным в насос или отдельным прибором. Многие производители продают расширительные баки уже заполненные воздухом или азотом до определенного давления, указанного в техдокументации.
В любом случае необходимо проверить достаточность начального давления воздуха в баке.
Начальное давление в воздушной камере расширительного бака — Ро :
Po > Pст + 0,2 бар,
Обратите внимание
где Рст — статическое давление системы отопления в месте установки бака — равно высоте столба воды от точки подсоединения расширительного бака до верхней точки системы отопления (высота столба 10 м = 1 бар)
Начальное давление в воздушной камере обязательно проверяют и регулируют при отсутствии в баке жидкости — открыть присоединительный штуцер и вылить остатки теплоносителя из бака. Встроенные в котел расширительные баки тоже освобождают от жидкости.
В системе отопления частного дома удобно устанавливать расширительный бак с заводским наполнением воздушной камеры воздухом или азотом давлением Ро = 0,75 — 1,5 бар.
Такую величину выставленного на заводе давления можно оставить без изменения, даже если она будет значительно больше рассчитанной по формуле Ро.
В большинстве случаев такого давления для систем отопления частного дома или квартиры вполне достаточно.
Встроенные в котел расширительные баки обычно уже заполнены воздухом или азотом до давления, указанного в инструкции к котлу. Перед установкой котла необходимо проверить давление воздуха в расширительном баке и, при необходимости, отрегулировать — закачать или спустить воздух.
Превышение начального давления над статическим минимум на 0,2 бар. необходимо для создания в системе давления, при котором снижается риск образования вакуума, парообразования и кавитации.
На следующем этапе бак присоединяется к системе отопления. Затем открывается вентиль подпитки и система отопления и бак заполняются теплоносителем с начальным давлением подпитки — Рнач.:
Рнач > или = Ро + 0,3 бар
(например, если Ро = 1 бар, то Рнач >= 1,3 бар)
Ро — начальное давление в воздушной камере расширительного бака.
Часто производители котлов, например газовых, указывают в технической документации рекомендуемое начальное давление подпитки теплоносителя в системе. В инструкции также указывают минимальное давление теплоносителя, ниже которого котел просто не будет включаться в работу. В этом случае заполняют систему с начальным давлением, указанным в инструкции к котлу.
Далее, включаем котел и разогреваем систему отопления до максимальной рабочей температуры (например, 75 оС). При нагревании из воды выделяется растворенный в ней воздух. Удаляем воздух из системы отопления. Следим за показаниями манометра и фиксируем величину давления в системе с расширившейся водой — Ррасш.
В заключении отключаем циркуляционный насос и снова включаем подпитку и доводим давление в системе при максимальной температуре теплоносителя до конечного — Ркон:
Ркон < или = Ркл — 0,5 бар,
Важно
где Ркл — давление открытия предохранительного клапана системы отопления.
(например, если Ркл = 3 бар, то давление в системе доводим до Ркон 0,5 бар.
где: Pk — давление срабатывания предохранительного клапана.
В заключении расчета определяют необходимый объем мембранного расширительного бака для отопления по формуле:
Vn = (Ve + Vv) x (Pe + 1)/(Pe — Po)
Выбирают бак с номинальным объемом больше расчетного.
Пример расчета расширительного бака
Выполним расчет расширительного бака для системы отопления с исходными данными:
Общий объем Vs = 270 л.
Высота водяного столба 6 м., отсюда начальное давление Po = 6/10 = 0,6 бар.
Максимальная рабочая температура теплоносителя (воды) 90 оС. По таблице определяем коэффициент расширения n% = 3,55%.
Предохранительный клапан настроен на срабатывание при давлении Pk = 3 бар.
Производим расчет:
Ve = 270 л. x 3,55% = 9,58 л.;
Vv = 270 л. x 0,5% = 1,35 л., так как 1,35 < 3, то принимаем Vv = 3 л.;
Po = 0,6 бар.;
Pe = 3 бар. — (3 бар. х 10%) = 2,7 бар., так как обязательно выполнение условия Pk — Pe => 0,5 бар., то принимаем Pe = 2,5 бар.
Vn = (9,58 л. + 3 л.) х (2,5 бар. + 1) / (2,5 бар. — 0,6 бар.) = 23,18 л.
Результат:
Принимаем к установке расширительный бак с номинальным объемом 24 литра.
Кроме объема, при выборе конкретного типа расширительного бака, необходимо учитывать максимальное рабочее давление, на которое рассчитан бак.
Еще статьи на эту тему:
Расширительный бак: зачем нужен, место установки, расчёт объема
Расширительный бак — важное звено отопительной системы. В данной статье мы расскажем о предназначении этого устройства, принципе его работы и способе подключения, а также рассмотрим ключевые критерии выбора мембранного бака для частного дома.
Расширительные баки разных объемов
Предназначение и принцип работы
В процессе функционирования системы отопления наблюдаются частые изменения температуры теплоносителя: она то скачет вверх, то, наоборот, уменьшается. При этом изменяется и объем жидкости. Когда жидкость нагревается, показатели давления в сети увеличиваются, подобное явление может спровоцировать образование гидроударов и разрушение отопительного прибора.
Во избежание таких неприятных ситуаций, излишнее количество теплоносителя вытесняется в расширительный бак. Нужно установить предохранительный клапан безопасности, через который будет уходить лишнее количество воды.
Принцип функционирования расширительного бака базируется на том, что когда показатели температуры теплоносителя увеличиваются на 10°С, его объем возрастает на 0,3-0,4 %. Поскольку жидкость не сжигается, образуется избыток давления, который направляется именно в расширительный бак.
Виды расширительных баков
Для разных систем отопления применяются различные виды расширительных баков, которые отличаются между собой формой, габаритами и расчетом. Однако, главный критерий, на основе которого выделяются типы расширительных баков — тип отопительной системы.
Виды мембранных расширительных баков
В закрытой системе отопления движение теплоносителя происходит благодаря циркуляционному насосу. Он не образует вспомогательного давления, а просто направляет воду по трубам.
В подобной отопительной системе монтируется расширительный бак для отопления закрытого типа. Внешне он напоминает герметичную емкость, которая поделена на две части. Между ними расположена эластичная мембрана.
В одном участке помещен воздух, другой предназначен для излишнего теплоносителя.
Совет
В открытой системе отопления циркуляционный насос отсутствует, поэтому здесь в качестве расширительного бака может выступать абсолютно любая емкость, к которой подведены трубы отопления.
Самый обычный вариант такого бака — это металлическая емкость, устанавливаемая на чердаке. Однако, у подобного варианта выделяется значительный изъян. Из-за того, что бак негерметичный, теплоноситель испаряется.
Поэтому за ним постоянно нужно следить и в случае необходимости доливать.
Вы можете осуществлять это собственноручно, но это не совсем удобно, потому что можно забыть пополнить запасы воды, что чревато поломкой системы.
Поэтому рекомендуется использовать автоматизированный контроль уровня воды.
Выбор мембранного бака
Чтобы подобрать наиболее оптимальный расширительный бак для системы отопления в вашем доме, следует учесть несколько рекомендаций, которые дают специалисты.
Если в вашем жилище смонтирована схема с естественной циркуляцией, то наиболее оптимальным вариантом станет — расширительный бак открытого типа. Открытую емкость можно как приобрести, так и изготовить собственноручно. Главное, произвести правильные вычисления объема бака.
Расширительный (мембранный) бак на отопление 24 л
Вопрос с выбором мембранного расширительного бака немного сложнее. Выбирая емкость, главное не спутать бачок для отопления с гидроаккумулятором для водоснабжения.
Внешних различий у этих емкостей практически нет, поэтому будьте внимательны и обязательно читайте надписи на шильдике. На отопительном баке будет указана рабочая температура до 120°С и давление до 3 Бар.
На гидроаккумуляторе температура до 70°С и давление до 10 Бар.
Помимо вышеописанного, выбирая расширительный бак для системы отопления, следует обратить внимание на такую составляющую, как возможность заменить “грушу” в случае ее поломки. Габариты устройства выбираются только после предварительного расчета бака закрытого типа.
Расчет объема
Для того, чтоб ответить, какой объем расширительного бака нужен для отопления, следует прибегнуть к расчету. Для этого нужно высчитать 10 % от объема теплоносителя в системе. Эти данные обычно рассчитываются на этапе разработки проекта.
Если они отсутствуют, то значение объема можно получить следующим образом: необходимо слить теплоноситель, а затем заполнить бак новым, при этом произвести его замеры (пустить через счетчик). Другой вариант — можно просто высчитать объем труб в системе и приплюсовать объем радиаторов, полученный результат и будет объем системы отопления. И уже от этой цифры рассчитать 10 %.
Еще один способ вычисления объема расширительного бака для отопления — воспользоваться формулой.
Вам понадобятся данные:
- объем системы — С;
- максимальное рабочее давление системы — Pмакс;
- начальное давление, с которого система начинает функционировать (этот показатель указан в паспорте) — Pмин;
- коэффициент расширения теплоносителя (для воды 0,4, для антифризов показатель указывается на этикетке, чаще всего в пределах 01,-0,13) — Е.
Зная все вышеописанные показатели, можно произвести расчет объема расширительного бака по формуле:
V= E*C* (Pмакс + 1) / (Pмакс + Pмин)Объём расширительного бака
Расчеты не сложные, но если вы имеете дело с системой отопления открытого типа, вы и без этих значений можете подобрать расширительный бак, поскольку объем подобных емкостей практически не влияет на стоимость.
Обратите внимание
А вот расчет объема расширительного бака для закрытых отопительных системы лучше произвести, т.к. цена напрямую зависит ото объема.
Выбирайте бак с запасом объема, т.к. из-за недостаточного количества, система может быстро износиться или вовсе перестать функционировать.
Монтаж
Процесс установки расширительного бака в системе отопления находится в непосредственной зависимости от того, открытый или закрытый тип отопительной системы.
Открытая система
По большому счету открытое отопление — это один большой сосуд, в котором осуществляются конвекционные потоки.
Монтаж расширительного бака должен выполнять следующие функции:
- он должен быстро направлять нагретый теплоноситель вверх;
- должен обеспечивать свободную циркуляцию воздуха.
Исходя из вышеизложенных требований к расширительному баку, его размещение должно быть выполнено вверху конструкции. Обычно в частных домах, в качестве места расположения для подобных емкостей выбирают чердак либо разгонный коллектор (в однотрубной системе).
Стоит отметить и основные особенности самого бака, применяемого в системе отопления открытого типа:
- не предполагает наличие запорной арматуры;
- нет необходимости в наличии резиновой мембраны и крышки.
В качестве расширительного бака используется обычная емкость, в которую в случае необходимости можно долить воду (например, когда она испарилась).
Закрытая система
В случае, если в вашем доме система отопления закрытая, то установка расширительного бака характеризуется рядом особенностей:
На примере рассмотрим, как осуществляется установка мембранной емкости.
Перед расширительным баком установите кран. Благодаря этой детали вы сможете ремонтировать устройство, при этом не нужно будет спускать воду с радиаторов.
Обслуживание расширительного бака
Для того, чтобы расширительный функционировал максимально долго, без сбоев и неполадок, нужно соблюдать требования, выдвигаемые к обслуживанию устройства:
- осуществляйте проверку бака на на случай образования возможных повреждений — подтеки, ржавления и т.д.;
- раз в несколько месяцев нужно проверять начальное давление газового пространства на соответствие расчетному показателю;
- следите за целостностью мембраны. Если обнаружите какие-либо нарушения, то сразу замените ее;
- если вы не эксплуатируете бак на протяжении длительного времени, то слейте из него воду и храните устройство в сухом месте.
Для того, чтобы осуществить проверку расширительного бака отопления, первым делом отключите его от системы отопления, затем опустошите его и к ниппелю газовой плоскости подсоедините манометр. Если показатели давления ниже того, что было установлено в процессе установки расширительного бака, то через этот же ниппель надо накачать бак компрессором.
Мембрана — важный элемент, поэтому ее проверкой не стоит пренебрегать. Если во время проверки давления газового пространства, после того как вы слили воду, через дренажный кран продолжает поступать воздух, а давление в газовой полости уменьшилось до атмосферного, то вывод очевиден -мембрана пробита.
Для осуществления замены этой детали, в первую очередь, нужно отсоединить бак от системы отопления, а затем дренировать его.
На следующем этапе надо сбросить давление газовой полости через ниппель и демонтировать фланец мембраны и достать саму мембрану.
После этого, проверьте внутреннюю часть корпуса на наличие загрязнений и коррозийных процессов. В случае обнаружения — промойте корпус водой и высушите.
Подводя итог, можно прийти к выводу, что расширительный бак является неотъемлемым звеном отопительной системы. Для того, чтобы устройство максимально эффективно функционировало, не стоит пренебрегать правилами установки и эксплуатации.
Мембранный расширительный бак системы отопления – особенности, расчет объема, процесс выбора и установки
Расширительный бак — очень важный элемент в системе отопления. С его помощью предотвращается повышение давления в отопительной системе, когда она нагревается. Баки могут быть открытого и закрытого типа.
Открытые баки имеют ряд недостатков, которых нет в мембранных. Они громоздки, имеют большую потерю тепла, не работаю под большим давлением.
Мембранные баки более совершенны, и у них нет тех недостатков, которые есть у открытых.
Важно
Расширительный бак — немаловажный элемент в отоплении, потому что он предотвращает закипание теплоносителя, что может привести к плохим последствиям.
Такие баки могут использоваться в разных системах:
- с тепловыми насосами и солнечными коллекторами;
- с автономным источником тепла;
- подключенных к сети центрального теплоснабжения по независимой схеме;
- с замкнутыми контурами.
Мембранные баки регулируют давление в системе отопления в случае его повышения и при перепадах давления, что предотвращает чрезвычайные опасные ситуации и раз разе неисправности отопительных систем.
Расширительный мембранный бак может быть с фиксированной и заменяемой перегородкой. Первые, сделанные с внутренней полостью, поделенной на две части надежно зафиксированной мембранной, которая находится по периметру сечения.
Баки с заменяемой перегородкой отличаются от фиксированных тем, что теплоноситель находится в мембранной емкости и не вступает в контакт со стальной поверхностью. Монтаж и демонтаж мембраны достаточно прост, через фланец, который крепится болтами.
Преимущества мембранных расширительных баков
Расширительные баки обладают огромным количеством преимуществ:
- не загрязняют воду;
- низкие расходы при эксплуатации;
- легкий монтаж;
- безопасность, надежность;
- установка в любой части дома;
- невозможность выливания воды из бака;
- отсутствие потерь тепла;
- минимальная подача воздуха;
- мембраны из натуральной резины и бутила могут применяться в питьевом водоснабжении;
- применяются при любом типе воды;
- удобны в использовании;
- радиатор и котел из-за отсутствия контакта воды и воздуха служат дольше, чем обычно.
Расширительные мембранные баки используются в закрытых отопительных системах и обеспечивают надежную работу котла.
Конструкция расширительного мембранного бака
Мембранный расширительный бак — плоский или баллонный металлический корпус, внутри разделенный мембранной из резины. В одной части находится воздух или газ, который сжимается до определенного необходимого уровня.
Уровень сжатия воздуха, можно найти в паспорте. Другая часть бака в рабочем состоянии будет наполняться водой и благодаря этому уровень сжатия газа будет таким же, как и во всей системе отопления.
Компрессор в баке поддерживает давление в воздушной камере.
Одним из самых важных элементом мембранного расширительного бака является мембрана, которая может быть двух типов:
- баллонного;
- диафрагменного.
Диафрагменный применяются в баках с маленьким объемом и их невозможно заменить. Баллонные можно легко заменить в случае необходимости и такой тип расширительного бака более надежный из-за того, что вода находится в мембране и не прикасается к корпусу бака.
В отопительных системах нагрузка мембраны, как и расширение воды, меняется не очень значительно, но температура нагрева жидкости может быть примерно 90 °C.
Выбирая расширительный мембранный бак, особое внимание нужно уделить материалу, из которого изготовлена мембрана. Материал должен быть качественным, надежным и устойчивым к высоким температурам и перепадам.
Также следует обратить внимание на такие характеристики мембраны:
Расчет объема расширительного мембранного бака
Для того чтобы определить объем расширительного мембранного бака, нужно определиться с суммарным объемом отопительной системы, который складывается из нескольких объемов:
- трубопровода;
- отопительного прибора;
- котла.
Самый простой способ определения нужного объема бака, это вычислить 10% от суммарного объема системы отопления. Если он составляет 500 литров, то понадобится бак с объемом 50 литров.
Если объем расширительного мембранного бака будет меньше чем нужно, то это приведет к плохим последствиям. Начнут появляться трещины, будет утечка горячей воды через резьбу, да и сам бак может очень быстро испортиться и его придется менять.
Мембранный бак подбирается индивидуально для каждой системы отопления.
Установка расширительного мембранного бака
Для установки и подключения мембранного бака к отопительной системе понадобится умение и знания. За установку бака не следует браться самостоятельно, если нет уверенности, что все будет правильно сделано.
Для установки понадобится:
Устанавливая мембранный расширительный бак в систему отопления, нужно очень тщательно и внимательно проверять герметичность соединений.
Расширительный бак должен быть герметичным, его нельзя разбирать, открывать, он просто подсоединяется к трубопроводу, который находится ближе всего к котлу. Также для предотвращения повышения давления необходимо установить предохранительные устройства.
Устанавливая бак, необходимо учесть несколько правил:
- устанавливать мембранный бак до разветвления;
- в комнате должна быть постоянно температура выше 0;
- место крепления бака может получать огромную нагрузку, поэтому оно должно быть несущим;
- перепроверить расчеты перед установкой;
- Если объем бака больше 30 литров, то он не крепится к стене, а ставится на ножки;
- На выходе бака, следует установить манометр для контролирования давления, а на входе — обратный клапан, если нет насоса.
Возможные поломки
Самой распространенной поломкой мембранного расширительного бака считается разрыв мембраны в случае превышения допустимого давления и неравномерные нагрузки. Сменные мембраны рвутся намного чаще запрессованных, потому что для вторых, используются более прочные материалы, поскольку их можно в любой момент поменять, а вот запрессованные нет.
Из-за разрыва мембраны, если ее не заменить, бак со временем приходит в негодность, потому что вода попадает на внутреннюю поверхность бака и он под воздействием коррозии становится негодным.
На качество и надежность мембранного расширительного бака влияет также выбор материала, из которого его сделано. Качественный материал будет стоить намного дороже.
Мембранные расширительные баки — важная часть системы отопления, потому что именно благодаря им возможен контроль над давлением в отопительной системе. Чтобы выбрать бак, необходимо учитывать индивидуальные особенности системы и подбирать под нее.
Расчет расширительного бака для системы отопления: подбор типа, формула и методика вычислений
Ёмкости для расширения воды (или экспанзоматы) используются для поддержания давления в системе отопления на заданном уровне, что исключает возможность возникновения непредвиденных (аварийных) ситуаций. Эти бачки могут иметь два различных исполнения: открытое и закрытое.
К особенностям изделий открытого вида следует отнести наличие непосредственного контакта жидкости с атмосферой. В бачках закрытого типа теплоноситель изолирован от воздуха, а при расширении занимает дополнительный объём за счёт сжатия газа, отделённого от него гибкой мембраной.
Устройство расширительного бачка
Устройство расширительной ёмкости определяется её типом, а также особенностями обслуживаемой системы. Так, в оборудовании открытого типа расширение теплоносителя компенсируется за счёт поглощения избытков жидкости в свободных пространствах бака, предназначенных специально для этих целей.
Закрытые ёмкости выполняются в виде герметичного баллона, который разделён посредством мембраны на две механически изолированные части. При решении выбрать такую модель нужно иметь в виду, что в одну из них под давлением закачивается газ, а другая выполняет функцию приёмника теплоносителя.
По мере охлаждения жидкости в системе её объём уменьшается, вследствие чего она выдавливается из бачка газом, восполняя образовавшийся недостаток. При её нагреве наблюдается обратный процесс, при котором теплоноситель расширяется и занимает свободное место в баке, ограничиваемое давлением сжатого газа.
В отличие от закрытых бачков, резервуары открытого типа имеют определённые ограничения, связанные с местом их установки. Они должны монтироваться в верхних частях помещения, что обеспечивает возможность движения носителя самотёком при снижении его объёма. Независимо от типа и особенностей таких устройств перед их выбором потребуется обязательный расчёт основных показателей расширителя.
Исходные данные
Расчет расширительного бака возможен лишь при наличии следующих исходных данных:
- минимальный диаметр подводящей трубы;
- величина нормального давления в ёмкости для расширения;
- среднее (рабочее) давление в отопительной системе.
Такой расчёт может быть произведён программным или обычным (ручным) способом. В результате пользователь должен получить значение ёмкости расширителя, удовлетворяющее характеристикам отопительной системы и конструктивным особенностям самого бака.
Из-за указанных недостатков при выборе способа расчёта удобнее ориентироваться на ручной подход, реализуемый с помощью обычных формул. В основу этого метода заложен принцип зависимости параметров жидкости от её температуры.
Формула для расчёта
В соответствии с указанным выше принципом воспользуемся следующей формулой и рассчитаем объем расширительного бака для отопления:
V бака = (V сист. * К) / N, где:
V сист. – общий объём трубопроводов отопительной системы.
К – коэффициент, учитывающий особенности используемого носителя.
N – показатель, определяющий эффективность работы бачка.
Известные методики расчёта отопительной системы частного дома предполагают следующие подходы. Согласно одному из них в трубы сначала закачивается вода или гликолевый антифриз, после чего всё это сливается с последующим измерением объёма слитой жидкости.
Более простой вариант расчёта основывается на использовании следующих опытных данных. Известно, что на единицу мощности котельной установки приходится ёмкость труб отопления, равная примерно 15 литрам. С учётом этого при имеющемся в частном доме котле мощностью 30 киловатт общий показатель для всей системы будет равен 450 литрам.
Совет
Величину коэффициента (К) можно подобрать в специальных справочниках (для воды его значение составляет 4%). Эффективность бачка (N) обычно указывается в прилагаемых к изделию документах. Ее можно рассчитать также по формуле:
(Р1-Р2)/(Р1+1), где Р1 – максимальное давление для предохранительного клапана, а Р2 – давление внутри бачка (обычно 1,5 бар). При Р1=8 бар получаем N=0,72, а V бака=25 л.
Можно также исходить из того, что объем воды в системе при нагреве увеличивается на 5-10%. В результате получаем диапазон от 23 до 45 л.
На практике расширительный бак на 25 л может быть установлен при мощности насоса 1,2 кВт. Можно использовать несколько небольших баков вместо одного очень объемного.
Особенность мембранного бака
При подборе расширительного бака необходимо обратить внимание на следующие особенности мембранных изделий. Поступающие в продажу экспанзоматы этого класса могут оснащаться мембранами двух типов: заменяемой и несменной (фиксированной).
Спецификой первой из этих моделей является то, что поступающий в расширительный бачок теплоноситель располагается в границах мембранного объёма, не имея контакта со стальной поверхностью самого изделия. При необходимости ремонта или замены перегородки доступ к ней обеспечивается через специальный фланец, фиксируемый на корпусе двумя болтовыми соединениями.
В изделиях второго типа внутренняя полость бачка посредством жёстко закреплённой на основании (фиксированной) диафрагмы делится на две части, расположенные внутри корпуса изделия. Снять такую мембрану с расширительного бака нельзя, но рвется она от превышения давления значительно реже.
В заключение обзора отметим, что при выборе того или иного типа бачка в первую очередь должен учитываться объём обслуживаемой им системы, определяющий суммарную массу циркулирующего в ней теплоносителя.
Расширительный бак для отопления дома – как рассчитать объем и подобрать бак
Расширительный бак для отопления (РБ) — это элемент отопительной системы, позволяющий компенсировать изменения состояния теплоносителя и предупредить гидродинамическое нарушение целостности трубопроводов, приборов и запорных элементов.
От правильного подбора, монтажа и регулировки расширительного бака зависит эффективность, безопасность и надежность всего отопительного комплекса.
Емкости для расширения жидкости различных конструкций устанавливаются во всех видах индивидуальных отопительных систем и практически полностью исключают ее потери в результате испарения. Рассмотрим виды таких баков.
Виды, устройство и принцип работы расширительных баков
Расширительный бак для отопления открытого типа
В открытых отопительных системах роль РБ может выполнять любая емкость, расположенная в наивысшей точке по отношению ко всем остальным элементам. В малоэтажном домостроении штатным местом расположения бака является чердак или мансардное помещение.
С целью максимального уменьшения потерь жидкости при испарении в окружающую среду, на бачок монтируется крышка. На случай понижения температуры до отрицательных значений и предотвращения замерзания жидкости, бак утепляется со всех сторон.
Чтобы теплопередающая жидкость в баке не закипала, предусматривается соединение емкости с трубой, выведенной в обратный контур.
Для предотвращения перелива жидкости и ее сброса в канализацию в большинстве конструкций предусматривается шланг или труба.
Обратите внимание
Существенным недостатком открытых контуров является необходимость периодического долива испарившейся в атмосферу жидкости. Проблема решается установкой механизма автоматизированного контроля с автоматическим пополнением, однако подвод водоснабжения к баку усложняет конструкцию и ведет к ее удорожанию.
В открытом контуре через РБ осуществляется сообщение с атмосферой и удаляется образовавшийся в результате кипения жидкости воздух.
В данном случае в отопительных магистралях не создается повышенного давления, а циркуляция воды идет за счет конвекции.
В данном случае имеет место процесс естественной конвекции, при которой холодные слои теплоносителя опускаются вниз, а горячие поднимаются вверх.
Простым примером естественной конвекции является нагрев воды в чайнике, стоящем на зажженной кухонной плите. При монтаже открытого расширительного бака между ним и системой не предусматривается установка запорной арматуры.
Конструктивно бачок открытого типа может быть как цилиндрической, так и прямоугольной формы. В типовых конструкциях на крышке бака располагается смотровое окно для контроля над уровнем жидкости.
К недостаткам систем открытого типа можно отнести:
- увеличенные потери тепла через расширительный бак;
- повышенный уровень коррозии элементов системы за счет непосредственного контакта жидкости с воздухом;
- обязательность расположения РБ над всеми элементами контура.
Расширительный бак для отопления закрытого типа
Герметичный отопительный контур с принудительной циркуляцией воды или антифриза лишен недостатков, присущих открытым схемам. В герметичные системы нет проникновения воздуха, а компенсация изменения состояния носителя тепловой энергии происходит за счет применения мембранных герметичные резервуаров.
Технически мембранный расширительный бак выполнен в виде сосуда, внутренняя часть которого разделена эластичной перегородкой на два отдела: жидкостной и газовый. Газовая камера снабжается золотником для регулировки давления. Для предотвращения загрязнений золотник обычно снабжается защитным пластиковым колпачком или крышкой.
В жидкостной части монтируется патрубок подвода и отвода жидкости. Чаще всего мембранные баки имеют форму цилиндра, но для малых термосистем используются круглые емкости в форме таблеток. По внешнему виду РБ похожи на гидроаккумулирующие баки (ГА) для систем водоснабжения.
Важно
Как правило, ГА окрашены в синий цвет, а расширительные баки в красный. ГА и мембранные РБ не взаимозаменяемы и их назначение различно.
В ГА мембрана имеет форму «груши» и выполняется из материала допускающего безопасный контакт с питьевой водой. Соприкосновения с металлическими частями при этом исключен.
В РБ перегородка изготавливается из технического каучука и покрывается антикоррозионным составом, что увеличивает ее срок службы.
Особенности работы бака с мембраной
При увеличении объема жидкости в закрытом контуре значения давления увеличиваются, и происходит процесс воздействия на эластичную перегородку расширительного бака.
Она деформируется, воздействуя на газовую среду в воздушном отделе, освобождая место в жидкостной части сосуда, в которую постепенно притекает избыточное количество жидкости.
Необходимо заметить, что при эксплуатации РБ необходимо производить контроль давления в газовом осеке, и при необходимости производить его подкачку. Для контроля, обычно, ниппель снабжается стационарным манометром.
Каждая жидкостная отопительная система достаточно инерционна, а нагрев и охлаждение жидкости не проистекает одномоментно. Увеличение и снижение объема жидкостной камеры происходит постепенно, что позволяет избежать разрушительных для всех частей контура гидравлических ударов.
Как рассчитать расширительный бак для отопления
При вычислении объема расширительного бака принято, что при нагреве теплоносителя на каждые 10 ºC его объем становится больше на 0,3%. При бытовом подходе объем расширительной емкости должен равняться 8-10% от всего объема залитого в систему теплоносителя. Для расчета вполне достаточно воспользоваться простым методом:
При емкости отопительного контура равного 150 литрам получаем минимальный объем расширительного бака:
150х0,08 = 12 литров.
В профессиональной среде используются более сложные системы расчетов с учетом тепловой мощности, эффективности оборудования, и других постоянных и изменяемых величин. В случае получения не целых значений, выбирается бак большего объема с установленным изготовителем показателем.
Отсюда следует, что при подборе расширительного бака для закрытой системы отопления основными параметрами являются его объем и ремонтопригодность. Главным образом выбираются ремонтопригодные баки со сменными мембранами. В последнюю очередь баки выбираются по конструктивным особенностям и цене.
Монтаж расширительных баков открытого и закрытого типа
В отличие от установки расширительных баков в открытой системе отопления, мембранные емкости нет необходимости монтировать сверху отопительной системы. Открытый бак прост конструктивно и выполняет роль прибора для отвода воздуха, устройство расширительного бака системы отопления закрытого типа более технологичное, а установка осуществляется по другим принципам.
Схема подключения РБ в системе отопления может иметь различия в зависимости от проекта, но в любом случае при закрытом контуре бак запрещается устанавливать сразу за циркуляционным насосом.
Для удобства обслуживания, закрытые РБ часто выставляются рядом с отопительным котлом. Крепежные элементы могут фиксироваться как на стену, так и на пол и потолок. Производителями также предлагаются кронштейны, с установленными приборами, относящимися к группе безопасности, которые определяют точное положение и надежное крепление бака в системе.
Совет
Соединения бака с системой должны быть произведены с использованием термостойких герметических материалов и проходить при положительных температурных показателях. Давление в газовом отделе приводится в соответствие с заданными значениями при помощи обычного автомобильного насоса.
Про правильное подключение расширительного бака снято не одно видео, предлагаем посмотреть одно из них:
Поняв принцип работы и отличия одного типа баков от другого, вы с легкостью сможете подобрать расширительный бак именно под свои нужны и под свою систему отопления.
