Расширительный бак системы отопления

Правильно подобранный и правильно установленный расширительный бак предотвратит выход из строя системы отопления и будет поддерживать давление на необходимом уровне. Он служит резервом для воды, которая расширяется при нагревании. В зависимости от типа системы встроенный расширитель может быть открытого или закрытого типа.

Мы объясним, как выбрать резервный бак в зависимости от создаваемого отопительного контура. В нашей статье мы описываем конструктивные особенности и специфику установки расширителя. Даны рекомендации, соблюдение которых обеспечит безупречную работу отопительного контура любого типа.

Расширительные бачки открытого типа

Конструктивной особенностью открытых расширителей является контакт теплоносителя с атмосферой. Циркуляция в системах с этим типом расширителя является конвективной. При нагревании объем жидкости увеличивается, избыток поглощается резервным баком.

Когда температура снижается, жидкость под действием силы тяжести стекает обратно.

Благодаря нулевому давлению в резервуаре, устройство не требует массивной металлической конструкции, поэтому:

  • для корпуса может быть использован любой металл;
  • Можно использовать готовые контейнеры из термостойкого пластика;
  • форма контейнера не имеет принципиального значения.

В сельских домах такое оборудование может быть собрано из подручных средств. В качестве контейнера может служить пластиковая канистра или бочка, оснащенная выпускным и переливным отверстием.

Открытый резервуар для воды

Расширители открытого типа могут быть выполнены в виде прямоугольного резервуара с негерметичной крышкой сверху.

Он выглядит как простая металлическая емкость, верхняя поверхность которой снабжена отверстием для перемещения и добавления жидкости. Защита от засорения обеспечивается негерметичной крышкой. Внизу или на боковой плоскости имеются точки крепления.

Открытые системы отопления используются в малоэтажных зданиях с относительно небольшими объемами жидкости и расстояниями нагрева.

Требования к установке несложные:

  • расширитель размещается на максимальной высоте, на линии подачи;
  • питание подключается к резервуару через розетку;
  • Для отвода излишков жидкости выше расчетного уровня делается переливной патрубок.

Для обеспечения гравитационной циркуляции рекомендуется использовать трубы большего сечения.

Установка бака в открытой системе водяного отопления

Открытая конструкция устанавливается в самой высокой точке, из которой жидкость вытекает самотеком.

Как правило, бак следует устанавливать в отапливаемом помещении или в изолированном помещении на чердаке; если это невозможно, бак следует утеплить. Наличие теплоизоляции предотвращает замерзание жидкости и потерю работоспособности системы.

Расширительные бачки закрытого типа

Особенностью конструкции герметичных версий является полная герметичность, что позволяет поддерживать необходимое для циркуляции давление в любой точке системы.

Резервуар разделен внутри мембраной на воздушную и жидкостную части. Каждая камера полностью герметична — азотная смесь из воздушной части никогда не смешивается с хладагентом, заполняющим жидкую часть.

Принцип работы закрытого расширительного бака заключается в том, что нагретая жидкость из системы выталкивается в жидкую часть бака и начинает давить на герметичную мембрану на его боковой стороне. Мембрана деформируется и воздействует на воздушную часть, сжимая ее.

В результате объем воздушной камеры в сосуде уменьшается, а находящийся в ней газ сжимается. Такая ситуация приводит к повышению давления в системе. Как только давление приходит в норму, теплоноситель выталкивается обратно из жидкостной камеры.

Однако при быстром повышении давления, после достижения критического объема жидкости в резервуаре, срабатывает предохранительный клапан. В результате из бака будет выводиться избыточное количество теплоносителя.

Резервуар закрытого типа

Закрытая конструкция полностью герметична; внизу имеется фланец с всасывающим коленом, а вверху — ниппель для заполнения газом.

В зависимости от формы все закрытые расширения для монтажа системы отопления делятся на эти типы:

  1. Сферический — тип конструкции диафрагмы с упругой перегородкой. Когда появляется жидкость, она расширяется и занимает весь избыточный объем. Сам сосуд имеет вид сферической капсулы.
  2. Овал — это еще один тип мембранного компенсатора давления. Сосуд расширителя традиционно разделен гибкой мембраной на газовую и жидкостную камеры, но конфигурация корпуса слегка вытянута по вертикали.

Внешне овальный расширитель имеет цилиндрическую форму, окрашен в красный цвет. С одной стороны имеется ниппель для подачи давления в газовую камеру, а с другой — труба коллектора для подключения к системе.

Корпус имеет сварные разъемы, позволяющие крепить оборудование на стену, и способен выдерживать рабочий вес. Сферическая версия отличается от овальной только формой.

Баки мембранного и цилиндрического типа

Закрытые мембранные консерваторы делятся на мембранные и цилиндрические.

В закрытых системах гравитационная циркуляция не сможет обеспечить требуемый уровень давления. Поэтому в конструкцию включен циркуляционный насос.

Сам расширитель может быть установлен в любой точке системы, но при проведении монтажных работ стоит учитывать следующие рекомендации:

  • Лучшим местом для установки является обратный трубопровод до насосной станции;
  • Воду предпочтительно подавать сверху, чтобы минимизировать инфильтрацию воздуха и сохранить функциональность в случае разрыва мембран;
  • Недостаток основного объема можно компенсировать установкой дополнительного расширителя с меньшим объемом.

При монтаже стоит учитывать интерьер помещения, если это необходимо. Для контроля уровня давления в системе отопления расширитель должен быть оснащен манометром.

Место установки закрытого консерванта

Герметичный расширитель обычно устанавливается перед котлом, перед циркуляционным насосом.

Возможность разместить его рядом с котлом устраняет необходимость в изоляции бака. Оборудование располагается в теплом помещении для удобства эксплуатации.

Какая конструкция лучше?

Системы, в зависимости от оборудования и материала, из которого изготовлен расширительный бак, отличаются перечнем преимуществ и недостатков. Но, по мнению экспертов и опытных пользователей, преимущество в функциональности на стороне закрытых версий.

Плюсы и минусы открытого бака

Для самотечной системы требуются трубы большего размера, что, в свою очередь, напрямую увеличивает затраты. Бюджет для открытой системы отопления с негерметичным расширителем немного увеличивается, хотя и остается относительно низким.

Основными преимуществами этого варианта являются простота, а также низкая стоимость комплектующих и монтажных работ. Еще одним положительным моментом является то, что не нужно контролировать уровень давления.

Открытый резервуар из подручных материалов

Расширитель открытого типа для небольших систем может быть собран из подручных материалов и прост в установке.

Однако недостатков гораздо больше:

  • Использование антифриза опасно из-за токсичных испарений;
  • Возможности установки ограничены верхней частью системы;
  • Постоянный контакт с атмосферой повышает риск образования воздушных карманов и коррозии;
  • Медленный нагрев;
  • Колебания температуры, сопровождающие конвективную циркуляцию, ускоряют износ оборудования;
  • Используется для отопления малоэтажных зданий, максимум до двух этажей;
  • Высокие теплопотери и расход энергии на отопление.

Еще одним недостатком открытой системы являются потери из-за испарения и переливов. Поэтому при установке бака следует позаботиться о том, чтобы заливное отверстие было доступно.

Плюсы и минусы закрытого бака

Хотя открытые расширители выигрывают по цене и простоте установки, функциональность является сильной стороной закрытого бака, который также называют экспансоматом. Они используются при строительстве закрытых систем отопления без прямого контакта с атмосферой.

Экспансоматы имеют следующие преимущества:

  • полная герметичность позволяет использовать антифриз;
  • расположение экспансомата не влияет на производительность системы;
  • изоляция внутри бака сводит к минимуму риск образования воздушных карманов и коррозии;
  • система быстрее нагревается после запуска и более чувствительна к регулированию температуры;
  • меньшая разница между условиями эксплуатации подающей и обратной линий, что приводит к увеличению срока службы;
  • не требует прокладки труб большого диаметра, что позволяет сэкономить на стоимости строительства;
  • не требует постоянного внимания к уровню и состоянию жидкости;
  • можно использовать в системах, рассчитанных на несколько этажей;
  • низкие теплопотери, что снижает эксплуатационные расходы на оборудование.

При выборе расширителей этого типа можно встретить герметичные цилиндры негерметичной конструкции. Если мембрана выйдет из строя, необходимо будет заменить цилиндр на новый.

Манометр над сосудом

Для контроля уровня рабочего давления на цилиндре устанавливается манометр, а для удаления избыточного воздуха — автоматический или механический воздухоотводчик.

Из недостатков следует отметить сложность конструкции, особые требования к материалам, которые увеличивают стоимость оборудования. К этому можно добавить необходимость постоянного контроля давления и его восстановления в случае необходимости.

Правила расчета емкости резервуара

Экспандер любого типа будет эффективен только при правильном объеме. Для этого необходимо учитывать способность жидкости расширяться при нагревании. Вода в отопительных кольцах расширяется минимум на 3% от общего объема водопроводной системы, антифриз — почти на 5%.

Жидкости несжимаемы, поэтому емкость должна обеспечивать достаточный запас для теплового расширения с некоторым запасом. Если контур полностью заполнен теплоносителем, то даже тепловое расширение в пределах рассчитанных объемов может привести к тому, что теплоноситель выйдет через предохранительный клапан и прольется на пол.

По этой причине, чтобы предотвратить несчастные случаи при превышении объема расширительной среды, закрытые баки для малых контуров в частных домах приобретаются таким образом, чтобы их объем был равен 10 % от общего объема среды, циркулирующей в системе. Это относится к системам объемом до 150 литров.

Если через отопительный контур проходит более 150 литров теплоносителя, объем герметичного бака рассчитывается путем умножения общего объема теплоносителя на его коэффициент расширения при заданной рабочей температуре системы.

К полученному значению необходимо добавить размер водяного уплотнения, т.е. объем теплоносителя, образующегося в баке при стандартном статическом давлении теплоносителя. Для больших нагревательных колец этот показатель обычно составляет 0,5 % от общего объема теплоносителя; для небольших нагревательных баков емкостью до 150 литров он принимается равным 20 %.

Полученная общая сумма умножается на поправочный коэффициент, определяемый на основе значений предварительного и конечного давления в системе отопления. Предварительное давление принимается из расчета 1 бар на 10 метров высоты контура. Конечное давление создается в результате работы системы.

Расчет объема закрытого бачка для больших сложных отопительных конструкций производится следующим образом:

Пример расчета объема расширительного бака

Vn — номинальный объем закрытой цистерны; Ve — объем теплоносителя при тепловом расширении (рассчитывается по формуле Vsystem×n%, где n — коэффициент теплового расширения теплоносителя); Vv — уплотнение воды; po — начальное давление; pe — конечное значение давления, равное предельному давлению предохранительного клапана минус 0,5 бар

Объем открытого бачка строго не регламентируется, но существует эмпирическое правило: объем открытого бачка до переливного патрубка должен составлять 3,5 — 4 % от общего объема теплоносителя в отопительном контуре.

Этого достаточно для небольшого дачного домика, но для постоянного здания потребуются более точные расчеты. Первый шаг — узнать общий объем системы отопления.

Варианты расчета общей емкости отопления

Этот показатель может быть определен с разной степенью точности тремя основными способами. Во-первых, на основании технического паспорта котла. Например, на единицу мощности котла требуется примерно 15 литров жидкости. Чтобы получить требуемую цифру, умножьте 15 на мощность котла, указанную в техническом паспорте.

Во-вторых, объем можно определить с помощью водомера при заполнении системы. Количество использованной жидкости подсчитывается по мере заполнения. Это более точный и громоздкий вариант.

Третий способ заключается в расчете общего объема всех компонентов системы отопления. Это самый точный вариант. Мощность теплообменника котла, радиаторов, конвекторов, приборов учета можно узнать из технического паспорта. Данные в таблице используются для расчета объема труб.

Таблица размеров труб

В таблице указаны размеры в дюймах и объем в литрах на метр, который используется для сложения общего объема.

В таблице приведен объем на метр длины трубы для наиболее распространенных и современных материалов. Внутренний диаметр указан в дюймах от 0,5 до 1,5.

Другой метод, претендующий на высокую точность, рассчитывается по формуле:

Vtotal = π x D2 x L/4,

где:

  • π равно 3,14;
  • D — обозначает параметры внутреннего диаметра труб;
  • L обозначает длину трубопровода в системе.

После получения необходимых данных они суммируются для получения общего объема системы, который используется в дальнейших расчетах.

Выведены этапы и формулы для полного цикла расчетов по проектированию и организации системы отопления частного дома. Рекомендуем ознакомиться с полезной информацией.

Выбор расширительного бака по таблице

Имея необходимые данные, можно выбрать оптимальное исполнение расширителя по таблице расчета объема и давления.

Общий объем системы рассчитывается вышеуказанным методом, параметры давления актуальны только для закрытых версий и указываются в паспорте устройства.

Таблица выбора емкости резервуара

Данные в таблице позволяют выбрать объем расширителя от 4 до 300 литров.

Этот вариант не требует никаких специальных расчетов, кроме расчета общего объема системы. Использование таблицы значительно упрощает и ускоряет выбор расширителя с необходимым объемом бака.

Использование формул для расчета

Если данных в таблице недостаточно, можно самостоятельно рассчитать необходимый объем бака.

Для этого используйте следующую формулу:

Vb = Vc x k/D,

Где:

  • Vb — необходимый объем расширителя;
  • Vc — общий объем системы;
  • k — коэффициент расширения жидкости при нагревании;
  • D — коэффициент эффективности расширителя.

Коэффициенты k и D остаются неизвестными из данных, необходимых для расчетов. Первое значение является табличным, а второе рассчитывается по отдельной формуле.

Существует также таблица теплового расширения, и она используется. Он позволяет определить коэффициент для систем с водой или антифризом. Значение не линейно, оно изменяется при нагревании, в зависимости от наличия и концентрации гликоля в жидкости.

Коэффициент расширения жидкостей в соответствии с таблицей

Используя эти данные, можно определить коэффициент расширения жидкости при нагревании (k), необходимый для расчета объема расширительного бака

Для воды концентрация этиленгликоля принимается равной «0», для антифриза концентрация определяется в соответствии с заявлениями производителя. Температура нагрева — это рабочая температура для системы.

Для самостоятельного расчета эффективности расширительного бака используется формула:

(Qm — Qb) : (Qm + 1),

Где:

  • Qm — максимальное давление в системе, основанное на пороговом значении заводской таблички, для приведения в действие предохранительного клапана;
  • Qb — предварительное давление в воздушной камере расширителя в соответствии с техническим паспортом.

Если последний параметр неизвестен, его измеряют во время откачки или путем выпуска воздуха через ниппель цилиндра.

Другие способы расчета

Помимо самостоятельных расчетов с использованием формул и таблиц, существуют альтернативные методы. В качестве опции можно воспользоваться онлайн-калькулятором.

Быстрый расчет с помощью онлайн-калькулятора

Другой вариант — обратиться к профессиональным планировщикам, чтобы получить необходимые цифры. Это самый надежный способ, но точность полученной информации стоит довольно дорого.

Следующая статья познакомит вас с установкой и подключением закрытых и открытых расширительных баков.

Как правильно выбирать расширительный бачок?

Уже на этапе планирования стоит определиться с типом отопительной системы. Выбор емкости обычно откладывается до окончания строительства бокса, когда система установлена и известен объем.

При выборе оптимального расширительного бака рекомендуется:

  • ориентироваться на объем закрытого расширительного сосуда, который превышает величину теплового расширения греющей среды;
  • при покупке обратите внимание на способ соединения, форму емкости и расположение крепежных элементов — это позволит избежать неожиданностей при установке;
  • обратите внимание на инструкции, размещенные на корпусе, которые содержат полезную информацию о монтаже и технических параметрах.

При покупке лучше сделать ставку на проверенного производителя, даже если его приводы стоят дороже. Это гарантирует длительный срок службы системы отопления при условии правильной эксплуатации и регулярного технического обслуживания.

Перед подключением предварительное давление в газовой камере мембранного бака регулируется до значения, равного статическому давлению столба теплоносителя в отопительном контуре. Регулировка осуществляется с помощью простого автомобильного насоса и контролируется с помощью манометра.

Выберите правильный тип судна

Самое главное — не покупать бак для бойлера для системы отопления — они совершенно разные по своим техническим характеристикам

Не путайте расширители для систем отопления и гидроаккумуляторы для линий холодного водоснабжения. Они различаются по внешнему виду и конструктивным особенностям. Первые окрашены в красный цвет и обычно не разборные, вторые окрашены в синий цвет и оснащены съемным фланцем для ремонта мембраны.

Выводы и полезное видео по теме

Видео поможет определить параметры расширителя закрытой модификации, разобраться в отличиях баллонов для систем отопления и котлов:

Принцип работы и особенности выбора резервуара в видеоролике:

Система отопления частного дома может быть выполнена по открытой или закрытой схеме, что требует установки расширителя соответствующей конструкции. Ключевым фактором в этом отношении является объем, который можно рассчитать самостоятельно или доверить профессиональному планировщику.

Правильно подобранное оборудование поможет поддерживать необходимый объем жидкости в открытой системе и поддерживать уровень рабочего давления в герметичной системе отопления.

Пожалуйста, введите свои комментарии в поле ниже. Поделитесь собственным опытом монтажа отопительных контуров с расширительным баком и полезной информацией для посетителей сайта. Задавайте вопросы, публикуйте фотографии из статьи.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector