Роль расширительного бачка в системе отопления


Расширительный бачок для отопления закрытого типа: устройство и принцип действия

Система отопления, являясь сложной инженерной конструкцией, состоит из множества элементов, имеющих различное функциональное назначение. Расширительный бачок для отопления — одна из важнейших частей контура отопительной системы.

Для чего необходим расширительный бачок в системе отопления?

При нагревании теплоносителя, в котле и контуре системы отопления значительно повышается давление ввиду температурного увеличения объёма теплонесущей жидкости. Учитывая, что жидкость является практически несжимаемой средой, а отопительная система герметична, данное физическое явление может привести к разрушению котла или трубопроводов. Проблему можно было бы решить установкой простого клапана, который может стравливать избыточный объём горячего теплоносителя во внешнюю среду, если бы не один немаловажный фактор.

Жидкость при охлаждении сжимается и на место сброшенного теплоносителя в контур отопления проникнет воздух. Воздушные пробки – головная боль любой системы отопления, из-за них циркуляция в сети становится невозможной. Поэтому необходимо спускать воздух из радиаторов отопления. Постоянное же добавление нового теплоносителя в систему весьма затратно, подогрев холодной воды обходится гораздо дороже подогрева теплоносящей жидкости, пришедшей в котёл по обратному трубопроводу.

Эту проблему решает установка так называемого расширительного бака, который представляет собой резервуар, подключённый к системе одной трубой. Избыточное давление в расширительном бачке отопления компенсируется его объёмом и позволяет обеспечить стабильную работу контура. Внешне бачки расширительные для системы отопления, исходя из результатов расчёта и вида отопительного контура, различны по своим форме и размеру. В настоящее время выпускаются баки различных форм, от классических цилиндрических баков до так называемых «таблеток».

Виды отопительных систем

Существуют две схемы отопительных сетей здания — открытая и закрытая. Открытая (самотёчная) система отопления используется в централизованных отопительных сетях и позволяет напрямую забирать воду на потребности горячего водоснабжения, что невозможно в частном домостроении. Такой прибор располагают в верхней точке контура отопительной системы. Помимо нивелирования перепадов давления расширительный бачок отопления выполняет функцию естественной сепарации воздуха из системы, так как имеет возможность сообщения с наружной атмосферой.

Таким образом, конструктивно такое устройство представляет собой компенсационный бак системы отопления, не находящийся под давлением. Иногда по ошибке открытой могут называть систему с гравитационной (естественной) циркуляцией теплонесущей жидкости, что в корне неверно.

При более современной закрытой схеме применяют расширительный бачок системы отопления закрытого типа со встроенной внутренней мембраной.

Иногда такой прибор могут называть расширительный бачок вакуумный для отопления, что тоже справедливо. Такая система предусматривает принудительную циркуляцию теплоносителя, воздух из контура при этом отводится через специальные краны (клапаны), установленные на отопительных приборах и вверху трубопроводов системы.

Устройство и принцип действия

Конструктивно закрытый расширительный бак в системе отопления представляет собой резервуар цилиндрической формы с установленной внутри мембраной из резины, которая разделяет внутренний объём сосуда на воздушную и жидкостную камеры.

Мембраны бывают следующих типов:

Давление газа настраивается для каждой системы в индивидуальном порядке, который описывает прилагаемая к таким приборам как расширительный бачок для отопления закрытого типа инструкция. Некоторые производители в конструкции своих расширительных баков предусматривают возможность замены мембраны. Такой подход несколько повышает первоначальную стоимость прибора, зато впоследствии, при разрушении или повреждении мембраны стоимость её замены будет ниже цены нового расширительного бака.

С практической точки зрения форма мембраны никак не влияет на эффективность работы приборов, следует лишь отметить, что в баллонный расширительный бак закрытого типа для отопления вмещается несколько больший объём теплонесущей жидкости.

Принцип работы их также одинаков – при росте давления воды в сети за счёт расширения при нагревании, мембрана растягивается, сжимая находящийся по другую сторону газ и позволяет попасть внутрь бака излишкам теплоносителя. При остывании и, соответственно, падении давления в сети, процесс проходит в обратном порядке. Таким образом, регуляция постоянного давления в сети происходит в автоматическом режиме.

Нужно заострить внимание на том, что если купить расширительный бачок системы отопления наугад, без необходимого расчёта, то стабильности работы отопительной сети будет добиться весьма сложно. При значительно большем, чем необходимо, размере бака не будет создаваться требуемое для системы давление. В случае же если бак будет размера меньше требуемого, то он не сможет вместить избыточный объём теплонесущей жидкости, что может вылиться в создание аварийной ситуации.

Расчёт расширительных баков

Чтобы провести расчет расширительного бака для отопления закрытого типа сначала необходимо посчитать общий объём системы, складывающейся из объёмов трубопроводов контура, отопительного котла и приборов отопления. Объёмы котла и радиаторов отопления указываются в их паспортах, а объём трубопроводов определяется методом умножения площади внутреннего поперечного сечения труб на их протяжённость. Если в системе присутствуют трубопроводы разных диаметров, то следует определить их объёмы по отдельности, а затем сложить.

Дальнейший для таких приборов, как расширительный бачок для отопления закрытого типа расчет проводится по формуле V = (Vс х k) / D, где:

Vс – объём теплонесущей жидкости в системе отопления, k – коэфф. объёмного теплового расширения, принимаемый для воды 4%, для 10% этиленгликоля – 4,4%, для 20% этиленгликоля – 4,8%; D — показатель эффективности мембранного блока. Обычно он указывается производителем или его можно определить по формуле: D = (Рм – Рн) / (Рм +1), где:

Рм – максимально возможное давление в сети отопления, обычно оно равно предельному рабочему давлению предохранительного клапана (для частных домов редко превышает значения 2,5 – 3 атм.)

Рн – давление начальной накачки воздушной камеры расширительного бака, принимается как 0,5 атм. на каждые 5 метров высоты контура отопительной системы.

spetsotoplenie.ru

Зачем нужен расширительный бак в системе отопления?

Водяное отопление было и остается у нас самым популярным. Чтобы эта система работала как следует, нужно поддерживать в сети стабильное давление. Эту задачу решает расширительный бак

Создание отопительной системы — дело дорогостоящее, и каждый ее элемент влечет за собой новые расходы. Является ли расширительный бак обязательным? Быть может, без него можно обойтись? Для ответа на этот вопрос вспомним азы физики. Как известно, нагретая жидкость имеет меньшую плотность, нежели холодная. Благодаря разнице этих значений возникает гидростатический напор, продвигающий горячую воду к радиаторам. Но уменьшение плотности приводит к увеличению объема. А значит, в сети образуются излишки теплоносителя, из-за которых давление в трубах будет возрастать вплоть до критических величин. Куда же их девать? Ответ очевиден — в отдельную емкость, а именно в расширительный бак. Вода или антифриз остаются в нем до остывания (и уменьшения объема). После этого жидкость вновь возвращается в трубопровод. Понятно, что расширительный бак — необходимый компонент системы отопления.

Схема отопления открытого типа

На что же следует обращать внимание при его выборе? Прежде всего — на тип отопительной системы. Их всего два. Открытая (самоточная) предполагает, что теплоносителем служит вода, циркулирующая по трубопроводам естественным образом, без использования каких-либо принуждающих механизмов. В данных системах используют баки без крышки, устанавливают их в самой верхней точке контура. Так как вода из такой емкости неизбежно испаряется, ее уровень нужно постоянно контролировать. Если пренебрегать этим, в трубах будет скапливаться воздух, мешающий работе обогревательных устройств.

В системах открытого типа нельзя использовать антифриз, так как он будет быстро испаряться из бака

В закрытой (автономной) отопительной системе есть насос, побуждающий жидкость к движению. Вся система герметична, а потому испарение теплоносителя исключено. Это, в свою очередь, позволяет использовать не только воду, но и антифриз. Очевидно, что и бак в такой схеме используют закрытый.

Конструкция закрытого расширительно бака

Механизм действия расширительного бака зависит от конструктивных особенностей установленной в нем мембраны. Устройство с мембраной в виде диафрагмы представляет собой стальную бочку или плоский прямоугольный бак, разделенный пополам резиновой перегородкой. Еще на заводе в его верхнюю камеру закачивают воздух, создающий начальное давление. А после установки на объекте в нижнюю часть емкости поступает теплоноситель, приводя гибкую мембрану в движение. Когда она ложится на зеркало воды/антифриза, систему можно запускать.

Во время работы излишки разогретого теплоносителя сбрасываются в бак, сжимая содержащийся в нем воздух. Это заставляет мембрану сместиться в воздушную камеру, и таким образом освобождается больше места для избытка жидкости. Когда вода/антифриз остывает, уменьшаясь в объеме, давление на диафрагму снижается, и она принимает начальное положение. Так регулируется давление в системе.

В баках с мембраной баллонного типа установлена резиновая емкость для теплоносителя, окруженная по периметру резервуара воздухом. При поступлении нагретой жидкости она растягивается, как надуваемый воздушный шарик, и возвращается к исходному размеру, когда теплоноситель остывает.

У баков такого рода есть два заметных преимущества. Во-первых, они позволяют точно контролировать давление в системе. Во-вторых, их мембраны можно заменять по мере износа, чего нельзя сказать о диафрагменных баках.

Многие производители снабжают свои изделия предохранительным клапаном. Он открывается и сбрасывает излишки воды, когда давление в трубах поднимается выше допустимого. Если у выбранной модели клапана нет, его стоит докупить отдельно.

Надо знать: расширительные баки синего цвета оснащены мембранами из пищевой резины. Они предназначены для систем водоснабжения. Красные используют только для отопления

Давление в системе отопления

Система отопления закрытого типа

До заполнения водой давление в трубах равно 1 атм. При заливке теплоносителя этот показатель сразу же меняется, даже если жидкость пока холодная. Причиной тому служит различное расположение элементов системы: при увеличении высоты на 1 м добавляется 0,1 атм. Это воздействие называется статическим. На него ориентируются, когда проектируют сети с естественной циркуляцией теплоносителя. Одно из основных преимуществ данной системы в том, что можно быстро стабилизировать отклонения в давлении, если таковые возникают.

В закрытой же системе образуется избыточное давление, возникающее при нагреве и расширении теплоносителя в трубах. Оно может меняться на разных участках магистрали, поэтому важно еще на этапе разработки проекта предусмотреть стабилизирующие устройства. Иначе велик риск того, что система выйдет из строя.

Отметим, что для автономных отопительных систем нет строго зафиксированного уровня давления. Его рассчитывают индивидуально, исходя из технических характеристик оборудования, этажности дома и других факторов. Как правило, цифры варьируются в диапазоне от 1,5 до 2,5 атм.

Монтаж

Обычно расширительный бак ставят рядом с котлом на обратной магистрали, чтобы облегчить техническое обслуживание. Один из важных моментов, на который следует обратить внимание — направление впускного клапана. Если он смотрит вниз, это позволяет слить теплоноситель, даже когда мембрана повреждена. Это очевидное преимущество. С другой стороны, многие специалисты считают, что, если клапан направлен вверх, следовательно, теплоноситель поступает сверху, а значит, исключается проникновение воздуха в емкость, где должна быть только жидкость.

Слишком частое срабатывание предохранительного клапана говорит о том, что неверно определен объем бака. Заменять емкость необязательно — можно просто подключить еще одну

Во избежание резких скачков в напоре бак лучше всего ставить перед циркуляционным насосом. Чтобы он не «закипел», его соединяют с обратным трубопроводом. Для большей безопасности желательно установить манометр и клапан ручной регулировки давления. После монтажа необходимо проверить, соответствует ли рабочее давление устройства тому, которое необходимо для эффективной работы отопительной сети. Если нет, придется сбросить воздух и прокачивать емкость до тех пор, пока показатель не придет к нужному значению.

Распространенные ошибки при монтаже:

— неверно определенный объем расширительного бака;

— непродуманное место установки, при котором доступ к баку затруднен;

— применение уплотнителей, не рассчитанных на использование в системах водоснабжения.

Скачки давления

Скачки давления — верный признак неисправности отопительной системы. Почему они происходят и как решить проблему? Рассмотрим основные причины.

Давление снижается. Следует выключить насос и проверить статическое давление. Если оно остается прежним, значит, неисправны циркуляционные насосы. Если продолжает падать, где-то в трубах или теплообменнике котла происходит утечка. Найти ее можно, отключая различные участки. Там, где ситуация нормализуется, и нужно искать повреждение.

Давление растет. Приведем список наиболее распространенных причин:

  1. Терморегулятор полностью закрыл клапаны и заблокировал подачу теплоносителя от котельной, чтобы снизить температуру обогревательных устройств. Решение очевидно — перенастроить прибор.
  2. В системе слишком много теплоносителя. Нужно перекрыть линию питания и наладить автоматику.
  3. Неправильно подобран диаметр труб — они слишком узкие, что приводит к возрастанию давления. Чем меньше диаметр — тем больше давление. У выходного патрубка котла этот показатель должен быть самым большим.
  4. Увеличена мощность циркуляционного насоса, либо в нем есть неисправности.
  5. Забитые фильтры или грязевик мешают движению теплоносителя. Нужна очистка этих компонентов.
  6. В трубах возникла воздушная пробка. Ее следует найти и спустить.
  7. Где-то закрыт кран или задвижка, что блокирует движение теплоносителя.

www.zaggo.ru

Расширительный бак для системы отопления, давление, принцип работы

В системе отопления очень важным элементом является расширительный бак для отопления. Служит такое устройство для того чтобы принимать излишки теплоносителя в тот момент, когда он расширяется, таким образом предотвращая разрывание трубопровода и кранов.

Расширительный бак для отопления

Принцип функционирования расширительного бака для отопления состоит в следующем: когда температура теплоносителя поднимается на 10 градусов, то объем его увеличивается примерно на 0,3%. Так как жидкость – не сжигается, то появляется излишнее давление, которое нужно компенсировать. Именно для этого и устанавливается расширительный бак.

Виды расширительных баков

В различных системах отопления применяются разные виды расширительных баков. Раньше в системах, не имеющих циркуляционных насосов, использовался открытый расширительный бак для отопления. Но такие баки имели множество недостатков, поэтому в настоящее время их применяют очень редко. Из-за того, что в такой расширительный бачок для отопления попадает воздух, появляется коррозия, а также жидкость испаряется быстрее и ее необходимо постоянно пополнять. Такой бак должен быть поставлен в самой верхней точке системы отопления, а это не всегда можно легко и просто реализовать.

Открытый расширительный бак для отопления

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

Устройство закрытых расширительных баков

Закрытый расширительный бачок для отопления плоский бак может быть фланцевым (иметь сменную мембрану) и с несменной мембраной. Второй вид пользуется достаточно большим спросом из-за относительно низкой стоимости. Но фланцевые расширительные баки во многом лучше – давление здесь может быть больше, а если разорвется мембрана, то можно ее заменить.

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

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

Вертикальные и горизонтальные фланцевые бачки

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

Выбор расширительного бака

Выбор расширительного бака для отопления – это ответственное дело. При этом следует обязательно уделить внимание не только на его типу и размеру, но и на мембране – важны такие показатели: устойчивость к процессу диффузии, диапазон рабочей температуры, долговечность, соответствие санитарным требованиям.

Сегодня на рынке представлен большой спектр, расширительных баков для системы отопления.

Кроме этого, необходимо определить соотношение границ диапазона давления, которое предельно допустимо. Обязательно нужно уточнить перед покупкой бака, соответствует ли он существующим нормам качества и безопасности.

Расчет объема бака

Прежде всего, определим зависимость необходимого объема и параметров, которые на него влияют. При расчетах нужно учитывать, что чем более будет емкость отопительной системы и чем выше максимальная температура носителя тепла в ней, тем бак должен быть больше. Чем выше допустимое давление в расширительном бачке отопления, тем он может быть меньше. Конечно же, методика расчета достаточно сложная, поэтому лучше проконсультироваться со специалистом. Ведь ошибка в выборе расширительного бака может вызвать частое срабатывание клапана предохранения или другие неприятности.

Расчет объема производится по специальной формуле. Здесь основная величина – это суммарный объем теплоносителя, который присутствует в отопительной системе. Вычисляется эта величина с учетом мощности котла, количества и типов отопительных устройств. Приблизительные значения: радиатор – 10.5 л/кВт, система теплый пол – 17 л/кВт, конвектор – 7 л/кВт.

Чтобы произвести более точный расчет такого устройства, как вакуумный расширитель для отопления, применяется формула: Объем бака = (Объем воды системы отопления * Коэффициент расширения теплоносителя) / Эффективность расширительного бака. Коэффициент расширения для воды равняется 4% при ее нагреве до 95 градусов. Для определения эффективности бака применяется еще одна формула: Эффективность бака = (Наибольшее давление в системе – Первоначальное давление в воздушной камере) / (Наибольшее давление в системе + 1).

Коэффициенты полезного объема расширительного бака

Таким образом, вакуумный расширительный бак отопления подбирается с учетом характеристик прочности и температуры, которые не должны быть выше допустимых показателей в месте подключения. Объем бака может либо равняться, либо быть больше того результата, который получился в итоге вычислений.

Установка расширительного бака

Монтаж расширительного бака системы отопления делается в соответствии с проектом и инструкцией. Лучшим вариантом для вас будет, чтобы это осуществил специалист. Если такой возможности нет, то хотя бы проконсультируйтесь с ним. Установка расширительный бак для отопления, если он открытого типа, производится в самой верхней точке системы отопления. Закрытый бак можно ставить практически в любом месте, но не непосредственно после насоса.

Один из вариантов установки расширительного бачка в систему отопления

Необходимо особое внимание уделить такому вопросу, как крепление расширительного бака отопления, так как масса бака, который заполнен водой, существенно увеличивается. Также важный момент – это возможность и удобство обслуживание бака, свободный доступ к нему.

Обслуживание расширительного бака

Нельзя преуменьшать роль такого устройства, как расширительный бачок системы отопления инструкция этого прибора предоставляет перечень правил его обслуживания. К ним относят:

Далее о том, как проверить расширительный бак отопления – его начальное давление газового пространства. Для этого следует отключить бак от отопительной системы, дренировать с него воду, к ниппелю газовой полости подключить манометр. Если давление ниже, чем то, которое было установлено тогда же, когда происходила настройка расширительного бака для отопления – через этот же ниппель бак нужно накачать компрессором.

Показания манометров при правильной работе расширительного бака

Проверка целостности мембраны – это тоже важный момент. Если вдруг во время проверки давления газового пространства после того, как вы дренировали воду, через дренажный кран идет воздух, а давление в газовой полости уменьшилось до атмосферного – то мембрана пробита.

Чтобы заменить мембрану, нужно пройти несколько этапов. Первым делом, бак отсоединяется от отопительной системы, затем его нужно дренировать. Далее давление газовой полости сбрасывается через ниппель. Фланец мембраны демонтируется. Находится он в области патрубка для соединения с трубами. Мембрана, входящая в устройство расширительного бака для отопления, извлекается из отверстия внизу корпуса.

Затем нужно проверить внутреннюю часть корпуса, чтобы там не было загрязнений и коррозии, если они есть – нужно их удалить и промыть водой, после чего высушить. Чтобы убрать коррозию, нельзя использовать средства, включающие масла! Держатель мембраны вставляется в отверстие вверху мембраны. Болт вворачивается в держатель мембраны, она ставится в корпус, а держатель отводится в отверстие в дно корпуса. Затем держатель фиксируется гайкой. После этого на корпус ставится фланец мембраны.

otoplenie-doma.org

Принцип работы мембранного расширительного бака в системе отопления закрытого и открытого типа

Какой принцип работы расширительного бака в системе отопления закрытого и открытого типа? Какие они бывают и чем они отличаются? Хотите ли вы, чтобы ваша система отопления была надежной, эффективной и долговечной?

Если да, то эта статья для вас. Мы расскажем вам, какие бывают расширительные бачки, чем отличаются и где используются. Вы узнаете все об их расчете и монтаже. А также – на что обратить внимание при выборе расширительного бака.

Виды отопительных систем

Существует дав типа систем отопления – закрытая и открытая. В закрытой системе теплоноситель циркулирует по замкнутому кругу (см. рис. ниже).  В открытой он приходит в систему отопления, отдает тепло и уходит из нее.

Централизованное отопление в многоэтажных домах – пример системы открытого типа. В здание попадает горячая вода, которая проходя по радиаторам и отдает свое тепло. После этого она возвращается в котельную, тепловую станцию и т.д.

Отопление закрытого типа работает по такой схеме:

  1. Источник тепла (котел, тепловой насос, солнечный коллектор и т.д.) нагревает теплоноситель;
  2. Теплоноситель поступает в систему отопления;
  3. Проходя по отопительным приборам (теплый пол, радиаторы, фанкойлы) теплоноситель отдает тепло и охлаждается;
  4. После прохождения системы отопления теплоноситель возвращается к источнику тепла.

Также существуют системы с естественной и принудительной циркуляцией. В первом случае теплоноситель перемещается по трубам за счет естественной конвекции. Во втором – его прокачивает по системе циркуляционный насос.

Система отопления закрытого типа. Теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру от котла к отопительным приборам.

Зачем нужен расширительный бак

В закрытых системах отопления объем теплоносителя изменяется в зависимости от его температуры (см. таблицу). Например, если воду нагреть с +40°С до +85 градусов, ее объем увеличится на 2,5%. Вам это покажется небольшим значением, но для системы отопления — это опасно!

ºС Коэффициент расширения, % ºС Коэффициент расширения, %
0.013 65 1.98
10 0.027 70 2.27
20 0.177 75 2.58
30 0.435 80 2.9
40 0.782 85 3.24
50 1.21 90 3.59
55 1.45 95 3.96
60 1.71 100 4.34

Дело в том, что вода или теплоноситель не сжимаются – они оказывают давление на трубы, фитинги, отопительные приборы. Даже небольшое расширение может привести к протечкам. Чтобы его компенсировать используют расширительный бак.

Вода в центральных системах отопления не отличается качеством, в ней может содержаться воздух. Со временем он скапливается в верхних точках радиаторов, из-за чего они хуже отапливают помещение.

В замкнутых системах теплоноситель может вступать в реакцию с материалом системы отопления. из-за чего выделяется газ. Со временем некоторые компоненты теплоносителей также могут разлагаться с выделением воздуха или других газов.

Если по вашей замкнутой системе циркулирует обычная вода, она тоже может стать причиной появления воздушных пробок. В ней могут содержаться примеси, вступающие в реакцию с материалом труб, фитингов и отопительных приборов.

Расширительный бак служит своеобразным улавливателем и резервуаром для воздуха и газов. Попадая в него, они больше не возвращаются в общую систему. Установка бака помогает защититься от завоздушивания системы и вам не нужно будет спускать воздух из батарей отопления.

Как работает открытый расширительный бак

Открытый расширительный бак — это просто емкость, частично заполненная теплоносителем. Иногда в нем даже нет клапана для выхода воздуха, а просто отверстие.

У открытых расширительных баков есть два больших минуса. Первый – они подвержены коррозии, так как контактируют с открытым воздухом. Второй – их можно устанавливать только в системах с естественной циркуляцией.

Если у вас установлен циркуляционный насос, прогоняющий теплоноситель по системе, то дальше открытого расширительного бака он не пойдет. Теплоноситель просто заполнит бак и перельется.

Принцип работы закрытого (мембранного) расширительного бака

Конструкция закрытого расширительного бака отличается от закрытого наличием мембраны. Она непроницаема для воздуха и теплоносителя и делит емкость на две части.

Принцип работы мембранного расширительного бака прост. Когда теплоноситель нагревается, он увеличивается в объеме. Под давлением мембрана поднимается. Тем самым увеличивается общий объем системы отопления и на нее не оказывается дополнительного давления.

При охлаждении ниже заданной температуры теплоноситель сжимается. Мембрана опускается и объем системы отопления уменьшается. Так компенсируется вакуум, создаваемый сжатием теплоносителя.

Конструкция мембранного бака

Устройство расширительного бака закрытого типа весьма простое. В верхней части расположен ниппель, через который в камеру закачивается воздух. Он необходим чтобы уравновесить давление внутри емкости.

Прямо посередине бака расположена мембрана из резины или полиуретана. Она герметична, не пропускает воздух и теплоноситель. Мембрана делит бачок на две части. Нижняя камера предназначена для теплоносителя, который попадает туда из-за нагрева и расширения давления. Верхняя – для воздуха под давлением, который не дает теплоносителю сразу заполнить всю полость.

Внутреннее устройство расширительного бака мембранного (закрытого) типа.

Давление воздуха в бачке

Вода или теплоноситель в системе отопления всегда находится под давлением. В частных домах оно составляет 1.6-2 атм., в многоэтажных – в разы больше. Чтобы теплоноситель в нормальном режиме работы не терял давление, верхняя часть расширительного мембранного бачка должна быть заполнена воздухом.

Давление воздуха в верхней камере должно быть на 0,2 атм. ниже, чем давление теплоносителя в системе. Для закачки воздуха подойдет обычный велосипедный или автомобильный насос. Единственное что может понадобиться – переходник.

В верхней части расширительного бака находится ниппель с золотником. По принципу работы они такие же, как в автомобильных или велосипедных колесах. Чтобы спустить воздух достаточно нажать на небольшой язычок внутри него.

Некоторые производители заполняют бачок не воздухом, а азотом. На самом деле от этого эффективность его работы нисколько не изменится. Это рекламный ход – так вас пытаются принудить покупать более дорогое оборудование.

Расчет расширительного бака по формуле

Если вы не хотите вдаваться в тонкости, можно установить бачок емкостью 10% от всего объема теплоносителя. Но иногда лучше рассчитать все точно. При оборудовании большой системы отопления можно будет существенно сэкономить.

Чтобы рассчитать необходимый объем расширительного бака, нужно знать следующее:

Если вы собираетесь отапливать дом или дачу, в которых живете не постоянно, будьте внимательны с подбором типа теплоносителя. У них разная температура замерзания и коэффициент расширения.

Для расчета объема расширительного бака вам нужно воспользоваться формулой:

V = V1 x (Q – Q1)

В этой формуле:

Если в источнике тепла уже установлен расширительный бачок, то его нужно учесть. Для этого отнимите от полученного значения «V» емкость встроенного. Полученное число и есть необходимый объем вашего расширительного бака.

Если у вас система отопления с принудительной циркуляцией, минимальная общая емкость расширительного бака – 15 литров.

Коэффициент теплового расширения раствора этиленгликоля

t, °С 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
0.00013 0.0032 0.0064 0.0096 0.0128 0.016 0.0192 0.0224 0.0256 0.0288
10 0.00027 0.0034 0.0066 0.0098 0.013 0.0162 0.0194 0.0226 0.0258 0.029
20 0.00177 0.0048 0.008 0.0112 0.0144 0.0176 0.0208 0.024 0.0272 0.0304
30 0.00435 0.0074 0.0106 0.0138 0.017 0.0202 0.0234 0.0266 0.0298 0.033
40 0.0078 0.0109 0.0141 0.0173 0.0205 0.0237 0.0269 0.0301 0.0333 0.0365
50 0.0121 0.0151 0.0183 0.0215 0.0247 0.0279 0.0311 0.0343 0.0375 0.0407
60 0.0171 0.0201 0.0232 0.0263 0.0294 0.0325 0.0356 0.0387 0.0418 0.0449
70 0.0227 0.0258 0.0288 0.0318 0.0348 0.0378 0.0408 0.0438 0.0468 0.0498
80 0.029 0.032 0.0349 0.0378 0.0407 0.0436 0.0465 0.0494 0.0533 0.0552
90 0.0359 0.0389 0.0417 0.0445 0.0473 0.0501 0.053 0.0557 0.0584 0.0613
100 0.0434 0.0465 0.0491 0.0517 0.0543 0.0569 0.0595 0.0621 0.0647 0.0673

Коэффициент объемного расширения пропиленгликоля

t, °С 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
0.00013 0.00014 0.00015 0.00015 0.00017 0.000175 0.000185 0.00019 0.0002 0.00021 0.00023
10 0.00027 0.00029 0.00031 0.00032 0.00035 0.00036 0.00038 0.0004 0.00042 0.00044 0.00047
20 0.00177 0.0019 0.00203 0.00208 0.0023 0.00239 0.00252 0.00262 0.00275 0.00288 0.0031
30 0.00435 0.00467 0.005 0.00511 0.00565 0.00587 0.0062 0.00644 0.00676 0.00707 0.00761
40 0.00782 0.0084 0.00899 0.00919 0.01017 0.01056 0.01114 0.01157 0.01216 0.0127 0.01368
50 0.0121 0.013 0.01391 0.01421 0.01573 0.01633 0.01724 0.0179 0.01881 0.01966 0.02117
60 0.0171 0.01838 0.01966 0.02009 0.02223 0.02308 0.02437 0.0253 0.02659 0.02779 0.02992
70 0.0227 0.0244 0.0261 0.02667 0.02951 0.03064 0.03235 0.0336 0.0353 0.03689 0.03972
80 0.029 0.03117 0.03335 0.03407 0.0377 0.03915 0.04132 0.04292 0.04509 0.04712 0.05075
90 0.0359 0.03859 0.04128 0.04218 0.04667 0.04846 0.05116 0.05313 0.05582 0.05834 0.06282
100 0.0434 0.04665 0.04991 0.05099 0.05642 0.05859 0.06184 0.06423 0.06749 0.07052 0.07595

Для того чтобы определить количества теплоносителя в системе отопления, вам нужно учесть объем:

Вычислить объем труб можно по формуле:

V = L x 0,0785 x D x D

В этой формуле:

Объем теплоносителя в батареях вы можете посмотреть в спецификации или инструкции к ним. Если таковых нет, количество теплоносителя вы можете узнать в публикации статью «Объем воды в радиаторе отопления – алюминиевом, чугунном, биметаллическом».

Особенности выбора

Вам может показаться, что расширительный бачок имеет простую конструкцию и выбрать его можно только исходя из объема. Но есть еще несколько моментов, которые стоит учесть:

  1. Материал мембраны должен быть стойким к реактивам и присадкам, которые используются в теплоносителях;
  2. Внутренняя часть бака должна быть покрыта качественной краской или другим покрытием.
  3. Защитное покрытие внутренней части емкости не должно вступать в реакцию с теплоносителем;
  4. Мембрана должна быть устойчивой к высоким температурам;
  5. Максимально допустимое давление в емкости должно соответствовать характеристикам вашей системы отопления;
  6. Все соединения и швы должны быть стойкими к высокому давлению и гидроудару.

Установка и подключение

Если у вас есть навыки работы с сантехникой, то установить расширительный бачок не составит труда. Но перед тем как начать его монтаж, вам стоит ознакомиться с основными правилами установки:

  1. Расширительный бак открытого типа должен находиться выше любого элемента системы отопления;
  2. Мембранный бак объемом более 30 литров нежелательно крепить к стене, он должен стоять на подставке;
  3. Нельзя устанавливать расширительный бак в помещении, где температура может опуститься ниже 0 °С;
  4. Расширительный бак необходимо подключить к системе отопления до ее разветвления;
  5. Если в системе предусмотрено несколько отдельных контуров, на каждый из них нужен свой расширительный бак;
  6. Подключение расширительного бака к основной трубе должно производиться сразу перед насосом.
Читайте также:  Абсорбционный тепловой насос - принцип работыСхема подключения расширительного бака к системе отопления.

Теперь давайте рассмотрим пошаговый план действий:

В первую очередь нужно подсоединить к расширительному баку (1) тройник с сливным краном (2). Он понадобится чтобы сливать теплоноситель для обслуживания и снятия расширительного бачка. Для уплотнения всех резьбовых соединений используйте один из трех вариантов:

Обматывать резьбу лентой, паклей или шнуром нужно против ее направления. Начинайте обмотку от края резьбы в направлении корпуса фитинга. Если сделать по-другому – при вкручивании уплотнение пойдет вниз по резьбе и гарантированно будет протечка.

К тройнику (2) подключите шаровый вентиль (3). Он нужен для перекрытия подачи теплоносителя в емкость. От него дальше пойдет труба, которая будет соединять расширительный бак с основной магистралью отопительной системы.

В основную трубу системы необходимо врезать обычный тройник (4). Он должен располагаться до циркуляционного насоса (5). Обратите внимание на подбор места установки расширительного бака и расположением тройника. Расстояние между ними должно быть небольшим – так будет удобнее соединить их между собой.

Когда определились с местом монтажа бачка, установите кронштейны, подставку или крепления. Помните, что вес бачка с теплоносителем будет зависеть от температуры в системе. Чем она выше, тем больше теплоносителя входит в бачок и тем он тяжелее. Кронштейны и крепеж должны выдержать его при полном заполнении.

Перед установкой необходимо проверить уровень давления в баке. Оно должно быть на 0,2 атм. меньше, чем в системе отопления. В большинстве случаев расширительный бак поставляется с уже закачанным в него воздухом. Если он пуст – вам придется накачать его самостоятельно.

Для закачки и спуска воздуха, проверки давления в верхней части расширительного бака есть ниппель. Он может быть скрыт под пластиковой крышкой, или просто закручен колпачком. Чтобы закачать воздух и проверить давление вам понадобится насос и обычный автомобильный манометр.

После того как все готово, можно крепить расширительный бачок к кронштейнам. Затем останется лишь провести от шарового вентиля трубу или шланг к тройнику. После того как все сделано, можно включать систему отопления для проверки.

Единственная проблема, которая может возникнуть при работе системы отопления – протечки. Они возникают в местах резьбовых соединений. Если вода или теплоноситель протекают на стыках, варианта три:

В любом случае нужно разобрать проблемный стык и осмотреть его. Если проблемы с резьбой – ничего не поделать, придется покупать и ставить новый фитинг. Если с ней все в порядке, то достаточно заменить прокладки и сделать новое уплотнение.

В этой статье мы постарались максимально подробно рассказать принцип работы расширительного бака в системе отопления, закрытой и открытой. Если у вас остались вопросы – можете задать их в комментариях. Не забудьте поделиться публикацией с друзьями

vteple.xyz

Виды, функции и конструктивные особенности расширительных баков

Отопление частного дома » Котлы и котельное оборудование

Расширительный бак системы отопления

Из школьной программы физики всем известно, что вода при нагревании увеличивает свой объем. В системе отопления именно вода играет роль теплоносителя. Внутри системы она имеет высокую температуру, которая при некоторых условиях может понижаться или повышаться. Изменение объема требует присутствия в самой отопительной системе специальных емкостей. Это расширительный бак, или экспансомат (технически правильное название).

Существует два фактора, которые определяют необходимость установки расширительных баков. Это

Возможность увеличения объема воды в замкнутой системе способна привести к образованию гидравлического давления внутри самой системы. А это чревато разрывом слабых частей и узлов отопления. Чтобы этого не произошло, и устанавливается расширительный бак системы отопления.

Функции бака

Есть точный расчет, согласно которому повышение температуры воды на 10 градусов увеличивает ее объем на 0,3%. То есть, доведенная до кипения вода — а это +100 С — дает ее расширение на 3%.

Кажется, что величина небольшая, но для объема воды в одну тонну или в несколько тонн — что зависит от размеров отопительной системы — это достаточно высокий показатель. Такой объем воды может существенно повлиять на качество работы всей отопительной системы. И здесь без расширительных баков не обойтись.

Какие же функции выполняет этот агрегат?

  1. Удаляет излишки воды при ее нагревании.
  2. Пополняет систему водой при снижении температуры или при утечке.
  3. Контролирует гидростатическое давление внутри отопительной системы.
  4. Удаляет из системы отопления и собирает воздух и перенасыщенные пары, которые образуются внутри отопительного котла.

Устройство в разрезе

Откуда появляется воздух? Опять обратимся к физике. В 1 л воды растворено 40 мг воздуха. При повышении температуры растворимость воды сильно снижается, и воздух начинает выделяться из ее массы.

При высоких температурах выделение воздуха достигает практически 90%. А это достаточно большой объем. Выделенный воздух из воды перемещается с потоками теплоносителя вверх к расширительному баку, где собирается и выводится в атмосферу.

Как и у любого прибора, у расширительных баков есть свои недостатки, к которым относятся:

Виды расширительных баков

По конструктивным особенностям расширительные баки разделяют на закрытые и открытые.

Открытые

Это прямоугольные или цилиндрические емкости, которые обычно устанавливают в самой верхней точке отопительной системы. Идеальным местом для их монтажа является чердак. Изготавливают такие устройства из металлического листа способом сварки. Часто после установки их утепляют современными теплоизоляционными материалами.

Такой расширительный бак снабжен двумя патрубками: входным и выходным. Первый подсоединяется к системе водопровода для пополнения необходимым объемом воды. Второй связан с канализацией для сбора излишков теплоносителя.

Открытый тип устройства

В конструкции этого вида есть один неприятный недостаток — уровень воды придется периодически контролировать визуально, потому что площадь испарения открытого бака достаточно большая. Чтобы восполнять объем воды, придется открывать входной патрубок с помощью вентиля.

К тому же, место установки нужно будет утеплить, да и сам монтаж сложен — ведь поднимать тяжелый бак придется в чердачное помещение.

Испарения из открытой части также создают некоторые затруднения, связанные с проведением антикоррозионных мероприятий — а это тоже затраты. Приплюсуем и тот факт, что открытый расширительный бак работает при пониженном давлении, а регулировать такую систему затруднительно.

Закрытые

Такого вида металлическая емкость имеет шарообразную или овальную форму, разделенную внутри на две части. Одна предназначена для воды, другая для воздуха. Между собой они разграничены прочной мембраной, в которую и поступает вода из отопительной системы. Это своего рода мешок, который может расширяться и сужаться. Поступившая в мембрану вода расширяет ее, и окружающий воздух вытесняется из бака через специальный клапан.

Устройства закрытого типа

Этот мембранный мешок изготавливается из термостойкой резины. Как только давление в системе начинает падать, мешок под действием силы сжатия сужается и выдавливает теплоноситель обратно в систему отопления. Воздух в сам бак поступает извне через тот же клапан.

Существует несколько вариантов конструкций закрытых расширительных устройств, где вместо воздуха используется азот под большим давлением или вода.

Но в целом есть две основные модели закрытых экспансоматов:

  1. С диафрагменной несменной мембраной. Это очень прочная конструкция, изготовленная по технологии холодной штамповки. Кроме того, она имеет антикоррозийную защиту внешней и внутренней поверхности бака. Внутрь конструкции устанавливается мембрана, которая прижимается к верхней поверхности посредством нагнетенного под давлением воздуха. Вода, попадая в мембрану, расширяет ее, сужая воздушное пространство.
  2. Фланцевая конструкция. Ее особенность заключается в том, что мембрана крепится к входящему патрубку с помощью фланцевого соединения. Это дает возможность, во-первых, менять мембрану по мере ее износа, а, во-вторых, теплоносителю не соприкасаться с поверхностями бака — что исключает необходимость проведения антикоррозионных мероприятий.

Закрытые расширительные баки обычно устанавливают около отопительных котлов. Можно около бойлера, если запланирована двухконтурная схема отопления со снабжением дома горячей водой. Эту конструкцию используют и в загородных домах в зависимости от мощности отопительного котла.

Что лучше — закрытый или открытый вид?

Расширительные баки, используемые в закрытых системах отопления

В конструкции закрытого типа нет испарения теплоносителя — значит, постоянный контроль над ней не нужен. По той же причине не происходит коррозии других элементов системы отопления. Это ведет к увеличению срока эксплуатации.

Вода из закрытых баков не выливается — что часто случается с открытыми аналогами и может повредить отделку стен и пола. К тому же, закрытый экспансомат можно устанавливать в любом месте дома, независимо от расположения котла или других элементов отопления.

Подпитывать отопление, где установлен закрытый вариант, нет необходимости. Система полностью герметична. Да и воздушные пробки не образуются, что является немаловажным фактором.

Похожие записи

Комментарии и отзывы к материалу

gidotopleniya.ru

Расширительный бак в системе отопления: функции и устройство.

Изолированная от влияния атмосферы система отопления имеет определенную вместимость. Замкнутость системы при повышении внутреннего гидравлического давления, вызванного повышением температуры воды, может привести к тому, что будет превзойден предел прочности ее отдельных элементов. По этой причине при монтаже систем водяного отопления в обязательном порядке предусматривается включение расширительного бака или демпфера.

Функции

Предназначение демпфера — поддержание определенного уровня гидростатического давления и прием некоторого излишнего количества воды, которое появится в системе в следствии расширения теплоносителя при нагревании. Кроме того, его наличие позволит восполнить убыль воды при незначительной утечке из системы и при снижении температуры теплоносителя. Открытый расширительный бак в системе отопления поможет удалить избыток воды при переполнении системы в водосток.

Также расширительный бак в системе отопления выполняет еще одну очень важную функцию — в нем собирается воздух, выделяющийся из воды, нагревающейся в теплогенераторе.

Попадание воздуха в систему обусловлено его наличием в водопроводной воде, причем при средней комнатной температуре его концентрация составляет около 40 мг/л. Прогревание воды до 95″ уменьшает его количество до 3 мг/л. Весь выделившийся из нагретой воды воздух поднимается по главному стояку в демпфер, а уже из него удаляется в атмосферу.

Недостатки

К основным недостаткам расширительных баков следует отнести их громоздкость, что затрудняет их размещение в помещении. Размещение демпфера за пределами помещения обычно приводит к бесполезным потерям тепла через его стенки. Кроме того, не герметичные, т.е. открытые баки, позволяют поглощение водой атмосферного воздуха, что приводит к усилению внутренней коррозии приборов и труб. Монтаж открытого расширительного бака обычно производят над верхней точкой отопительной системы (на чердаке здания) и выполняют утепление теплоизоляционными материалами.

Устройство

Изготовление баков производится по типовым чертежам и размеры они имеют стандартные. Форма его может быть прямоугольная или цилиндрическая, сверху бак оснащают люком для осмотра. Корпус бака имеет несколько патрубков, предназначенных для:

Устройство расширительного бака для системы отопления

Сигнальную (контрольную трубу) снабжают запорным краном и выводят к раковине. О наличии воды в баке и в системе будет свидетельствовать вытекание воды при открытии запорного крана.

Следует выполнить условие соответствия полезного объема демпфера увеличению объема теплоносителя, заполняющего систему при нагреве до расчетной температуры.

udobnovdome.ru

Какая роль отводится расширительному баку в системе отопления?

Отопительная система дома функционирует за счет теплоносителя, который циркулирует по магистралям. Но при нагревании либо остывании теплоноситель может увеличиваться в объеме и уменьшаться, а так как система имеет только строго определенный объем, есть необходимость в установке специального компенсационного бака, т.е. расширительной емкости. Ответ на вопрос, для чего нужен расширительный бак, довольно прост. Для обеспечения бесперебойности отопительной системы, защиты от аварий, протечек и прочего.

Схема работы расширительного бака.

Устройство компенсационных емкостей позволяет выполнять такие функции:

Сегодня расширительные бачки выпускаются самых различных моделей, но все их можно разделить на две большие группы. Это открытые и закрытые емкости, монтаж которых и эксплуатация сильно различаются. Открытые баки применяются все реже, так как использование их неудобно, требует дополнительных затрат.

Закрытые же емкости более компактны, экономны, их работа практически не требует постоянного участия человека.

Для загородных домов рекомендуются именно закрытые емкости.

Схема устройства закрытых расширенных баков.

Устройство открытых расширительных бачков производится на чердаках домов, то есть в самой высокой точке. Это цилиндрическая либо прямоугольная емкость, которая изготавливается из листовой стали. После монтажа емкость теплоизолируется, для отвода жидкости к нему подводится специальная труба.

Такие устройства сегодня применяются все реже, так как их эксплуатация связана со многими сложностями. Теплоноситель испаряется, его постоянно надо восполнять. Работает система при пониженном давлении, а это не всегда удобно. Сам бак надо постоянно осматривать, так как он сильно подвержен коррозии. Вес его значительный, значит, необходимо еще при строительстве предусмотреть укрепление того места, где он будет располагаться, а это финансовые затраты, и немалые.

Вернуться к оглавлению

Схема однотрубной системы отопления.

Для системы отопления могут использоваться и закрытые компенсационные емкости. Это емкость, которая изготавливается из металла, имеет шарообразную либо овальную форму. Внутри емкость разделяется на две отдельные камеры: жидкостную и воздушную. Разделение происходит при помощи специальной мембраны. В воздушном отсеке есть клапан, при помощи которого можно спускать воздух, если давление повышается. При этом теплоноситель, то есть вода, заполняет второй отсек, тогда мембрана прогибается. Когда давление в системе приходит в норму, мембрана выпрямляется, воздух поступает назад в свой отсек.

Сегодня закрытый расширительный бачок в системе отопления может быть самым различным. Для некоторых моделей воздушный отсек полностью заполняется азотом либо другим носителем. Жидкостная камера обязательно соединяется с общей системой отопления.

Зачем использовать расширительную емкость и в чем ее предназначение? В зависимости от того, какую мембрану имеет расширительный бак в системе отопления, можно выделить два типа емкостей:

Схема подключения расширительного бака.

Из плюсов таких закрытых бачков, которые сегодня применяются для отопительной системы, необходимо отметить:

Вернуться к оглавлению

При выборе закрытого расширительного бачка необходимо обращать внимание на такой фактор, как объем. Правильно подобранное оборудование позволит системе отопления работать бесперебойно и четко, но слишком маленький бак вызовет больше проблем, чем принесет пользы.

Рассмотрим, как можно самостоятельно вычислить объем для расширительного компенсационного бака. Для этого надо знать следующие параметры:

Схема установки газового отопления.

Объем компенсационного резервуара для системы отопления вычисляется по такой формуле, как:

V = (E x C / 1 — Рmin / Pmax.) / Кзап.

Ставим такие значения, как:

На основе данных вычисляем объем компенсационного бака для системы отопления:

V = (0,034*600/1 — 1,5/4)/0,5 = 65,2,

То есть полный необходимый объем для расширительной емкости с учетом коэффициента запаса 1,25 (то есть 25%), будет равен:

V полный = 65,2*1,25 = 81,5.

Полный объем для компенсационной емкости для системы отопления с количеством теплоносителя в 600 литров составляет 81,5 литра.

Вернуться к оглавлению

Установить расширительный бак в системе отопления не так сложно, необходимо только соблюдать некоторые условия. Предварительно следует составить проект. Лучше, если таким делом займется специалист, но вполне можно справиться и самостоятельно. Сама схема монтажа отопления должна включать в себя такие элементы:

Схема системы водяного отопления.

Расширительный бак для системы отопления с резьбовым соединением, располагающимся на дне, надо монтировать в самой верхней точке отопительной системы. Но это касается только открытого бака, закрытую емкость можно ставить в любом удобном месте, но не рекомендуется установка сразу после насосного оборудования. Внимание надо уделить креплениям, так как общая масса компенсационной емкости, наполненной водой, возрастает во много раз. Надо обеспечить наличие свободного доступа к баку для обслуживания, профилактики, ремонта при необходимости. Обязательно надо поставить манометр для контроля над давлением, рекомендуется установка фильтра, который продлит сроки службы всей системы.

Для нормализации работы отопительного контура частного дома рекомендуется установка специального компенсационного, так называемого расширительного, бака, который позволяет эффективно регулировать рабочее давление в системе. Такие баки бывают разного типа, установка их может несколько различаться, но ее можно выполнить и своими руками.

1poteply.ru


Смотрите также