Выбор расширительного бака
Условно процесс выбора того или иного расширительного бака для систем отопления можно разделить на части: определение нужной эластичности мембраны, объём и полезный объём рабочей ёмкости, наполнитель – газ или воздух. От этих трёх факторов будет зависеть модель и цена конечного продукта.
1. Эластичность мембраны. Где будет использоваться бак: в загородном доме, куда приезжают время от времени и надо быстро прогреть помещение или где живут постоянно и температурные колебания незначительны.
2. Объём и полезный объём. Тут надо остановиться подробнее. Для окончательного определения выбора ёмкости бака, который рассчитывается по формуле, вам надо знать исходные данные для расчета
С – объём и тип теплоносителя: вода или «химия» (антифриз), который находится в системе: трубы котёл все элементы, содержащие теплоноситель
Е – коэффициент теплового расширения теплоносителя. Приводится в специальных таблицах, с поправкой на максимальную температуру.
Рmin – это начальное давление в расширительной емкости, единица измерения — атмосферы. Значение не должно быть меньшим, чем гидростатическое давление всей системы отопления в месте расположения расширительного бака.
Pmax – это максимально допустимое значение давления, (тоже в атмосферах). Обычно совпадает с давлением настройки предохранительного клапана вносятся поправки на перепад высот в месте монтажа мембранного бака.
Кзап – это коэффициент заполнения расширительного бака. Измеряется в процентном соотношении максимума объема всей жидкости от полного объема бака.
3. Наполнитель. Газ или воздух. Первый дороже и предохраняет от окисления лучше. Второй дешевле, зато можно подкачивать насосом.
Как показывает практика, первичную настройку и пробный пуск системы отопления с расширительным баком лучше доверить квалифицированному специалисту, который сделает всё в соответствии с паспортами оборудования и объяснит конечному пользователю основные эксплуатационные характеристики и другие особенности пользования.
Разновидности расширительных баков
для определения уровня жидкости вбаке периодически приходится подниматься на чердак и визуальнопроизводить контроль. Также открытые баки необходимо покрывать тепловойизоляцией. Изготавливают их в основном из листовой стали, форма баковпрямоугольная или цилиндрическая. Сверху бак снабжается люком дляосмотра. Максимальный уровень жидкости в таких баках контролируетсяпереливной трубкой, выходящей на улицу.
Открытые расширительныебаки предназначены не только для поддержания объема теплоносителя всистеме при колебаниях температуры, но и для восполнения объема воды всистеме при утечке. Ограничение гидравлического давления в отопительнойсистеме, сброс лишней воды в канализацию при переполнении, управлениеработой подпиточных приборов, удаление воздуха из системы — эти функциитоже выполняетрасширительный бак открытого типа.
Недостаткомявляется громоздкость, связанные с ней бесполезные потери тепла.Поглощение воздуха вследствие чрезмерного охлаждения воды приводит кусилению внутренней коррозии отопительных приборов и труб. Наконец, вомногих случаях необходимо прокладывать специальные соединительные трубы.Из-за большого количества недостатков расширительные баки открытоготипа в современных отопительных системах используют редко.
2. Расширительные баки закрытого типаиспользуют и в открытых отопительных системах с естественнойциркуляцией жидкости, и в закрытых системах с принудительнойциркуляцией. Появление баков закрытого типа позволило эксплуатациюотопительных систем без контакта с атмосферой. Циркуляция теплоносителяпроисходит без примесей агрессивных газов, вызывающих коррозию.
Срокслужбы теплового оборудования и труб значительно увеличивается. Такжеотопительная система может работать при более высоком давлении, безнеобходимости подпитки, так как утечка воды отсутствует. Расширительныебаки закрытого типа обычно располагаются в котельной, следовательно, нетребуют защиты от замерзания, и работают надежно в течение всего сезона.
Эти баки представляют собой герметичные устройства, оборудованныеавтоматическими или ручными клапанами для сброса воздуха. Если бакоборудован ручным клапаном, то наполнение отопительной системы, как и вслучае с открытым баком, контролируется визуально. Если же сброс воздухапроизводится автоматически, то контроль за наполнением системыосуществляется манометром, измеряющим давление жидкости в системе.
3. Расширительные баки мембранного типа— современное оборудование, работающее полностью в автоматическомрежиме. Основная деталь, отличающая этот бак от обычного бака закрытоготипа, —это эластичная мембрана. Мембрана делит бак на две части: водной находится сжатый воздух, в другой — теплоноситель. Сжатый воздух имембрана позволяют уменьшить размеры расширительного бака в четыре иболее раз.
Бак емкостью в несколько литров успешно помещается в корпуседвухконтурного котла.Так как бак абсолютно герметичен, амембрана подвижна, то с обеих сторон на мембрану оказывается одинаковоедавление. Принцип работы бака достаточно прост: при нагреве возрастаетдавление теплоносителя; избыток воды попадает в одно отделениерасширительного бака, увеличивая его давление на мембрану;
эластичнаямембрана препятствует попаданию воды во второе отделение, но давлениевоздуха в этом отделении возрастает и компенсирует возросшее давлениежидкости. При остывании жидкости ее давление уменьшается и сжатый воздухвыталкивает ее назад в систему, сохраняя давление системы постоянным.Если давление воздуха в баке по какой-то причине станет критическим,произойдет автоматическое отключение насоса. Повторный запуск системыстанет возможным только тогда, когда давление воздуха станетминимальным.
Расширительные баки мембранного типа могут иметь сменную или несменную мембрану.Сменную мембрану можно легко заменить в случае повреждения. Поступающаяв бачок вода, находится только внутри мембраны, она не соприкасается состенками баллона. Это препятствует появлению коррозии и продлеваетвремя эксплуатации расширительного бака.
При нарушении целостностинесъемной мембраны устройство приходится менять полностью. Вода,соприкасаясь со стенками бака, провоцирует коррозию, уменьшая егоэксплуатационный ресурс.Преимущества закрытых расширительных баковочевидны: маленькие габаритные размеры, теплоноситель точно никуда неиспаряется, минимум потерь тепла, отсутствие коррозии труб, работаотопительной системы при высоком давлении, экономия энергии приэксплуатации.
Расчет расширительного бака
Самый простой вариант расчета — это определить, сколько в вашей системе отопления находится теплоносителя и расширительный бак рассчитать, как 10%-15% от объема всей системы отопления.
Как работает расширительный бак
Например, в одном метре трубы теплого пола 110 грамм теплоносителя. Если Вы смонтируете 1000 метров теплого пола, то в Вашей системе будет примерно 70 литров воды. Соответственно бак нужен минимум 7 литров, но желательно 10-15 литров.
Как подобрать расширительный бак для отопительной системы
Особенности такой системы уже, наверное, понятны исходя из ее названия. Контур, безусловно, замкнут, но он не изолирован от атмосферы, негерметичен, и избыточного давления в нем не может быть по определению. А расширительный бак представляет собой обычную ёмкость, врезанную в контур. Главное условие – она должна расположиться выше самой высокой точки системы.
расширительный бак
Почему именно высшая точка? Все просто – в противном случае жидкость просто будет выливаться по закону сообщающиеся сосудов.
Кроме того, такое расположение способствует выполнению еще одной важной функции – расширительный бачок открытого типа становится эффективным воздухоотводчиком. В воде всегда имеется растворенный воздух, который способен перейти в привычное для себя газообразное состояние. Кроме того, к выделению газов могут приводить и химические реакции между теплоносителем и материалом труб и теплообменников.
Правда, иногда открытые расширительные баки врезаются в магистраль обратки (по тем или иным компоновочным соображениям). Но все равно – это высшая точка системы, к которой просто прокладывается вертикальная труба. В таком случае функция газоотводчика не работает, и это потребует установки дополнительных клапанов на радиаторах и, опять же, в самой высокой точке системы на трубе подачи.
Какова конструкция открытого расширительного бака? Она может быть простейшей или иметь те или иные усовершенствования. В любом случае это емкость определённого объема, которая обычно сверху прикрывается крышкой. Крышка нужна исключительно для защиты от попадания в воду мусора или пыли, и никогда не является герметичной.
Расширительные баки открытого типа можно приобрести в готовом виде – в магазинах представлен довольно широкий ассортимент изделий различного объема. Чаще всего они изготовлены из листовой нержавеющей или оцинкованной стали – чтобы не допускать развития коррозии.
Но многие мастера предпочитают изготавливать такие баки самостоятельно. Емкость вполне можно сварить из листового материала, а нередко в ход пускаются уже готовые – например, металлические или даже пластиковые бочки или канистры, старые газовые баллоны и т.п. Все это обойдется очень недорогого, а сделать соответствующую врезку патрубков — тоже для хорошего хозяина труда не составит.
Самая простая схема – в емкость просто врезан снизу патрубок, который подключается к контуру отопления.
Понятно, что при такой конструкции никакой циркуляции теплоносителя через бак не будет. При заполнении системы добиваются того, что уровень воды в баке располагается примерно посередине его высоты. И колебания объёма жидкости в системе будут отражаться повышением и понижением этого уровня.
Безусловно, за уровнем теплоносителя в баке необходим контроль – испарение, так или иначе, будет, и если не пополнять воду, то можно вызвать воздушную закупорку контура системы или «завоздушивание» радиаторов. Так что заглядывать в расширительный бак такой простой конструкции придется регулярно, чтобы при необходимости произвести подпитку.
Чтобы облегчить визуальный контроль, применяют различные хитрости. В частности, можно с боковой стороны бака врезать патрубок небольшого диаметра, на который надевается короткий отрезок прозрачного шланга. Понятно, что уровень воды в шланге будет соответствовать уровню в баке – достаточно мимолетного взгляда, чтобы оценить ситуацию.
В бак с торцевой стороны врезаны два патрубка.
— Верхний (поз. 1) определяет максимально допустимое наполнение емкости, и работает просто на перелив. От него проводится труба (шланг) в канализацию или даже просто со сбросом на грунт – в огород.
— К нижнему патрубку (поз. 2) подключена труба, уходящая в помещение, на которой в удобном для хозяев месте размещен обычный шаровой кран. Высота расположения врезанного патрубка определяет минимально допустимый уровень воды в баке. То есть для контроля заполненности стоит лишь приоткрыть кран – если из трубы пойдет вода, то все в норме. В противном случае – проводится подпитка, пока вода не пойдет через патрубок перелива.
Удобно для пунктуальных хозяев, которые помнят о необходимости осуществления регулярного контроля. А вот для забывчивых и такая схема вряд ли станет «помощницей». Но вполне можно «автоматизировать» процесс поддержания уровня в баке на требуемом уровне. Для этого будет достаточно подвести к баку трубу подпитки (из водопровода), но подключить ее — через поплавочный клапан, который обычно используется в сливных бачках унитазов.
То есть от переполнения защитит переливной патрубок (он необходим в любом случае), а критического падения уровня не допустит вот такая простейшая система подпитки.
Все показанные выше схемы можно образно назвать «пассивными» — через расширительный бак циркуляции теплоносителя не происходит. Просто таким образом создаётся свободное пространство для расширяющегося объема жидкости. Несложно и вполне работоспособно. Но есть и недостаток – функция воздухоотводчика в таких баках весьма непродуктивна.
Немалое количество пузырьков воздуха, увлеченных потоком воды при следовании по магистрали подачи, будут просто проскакивать мимо места врезки патрубка, отходящему к расширительному баку. И для того, чтобы бак стал эффективным сепаратором воздуха, нередко через него замыкают и циркуляцию. То есть он становится звеном в общем контуре циркуляции воды.
Подача теплоносителя в бак осуществляется по трубе 1, а через патрубок 2 он опять поступает в магистраль подачи. Резкое увеличение объема (на переходе от диаметра трубы к баку) соответственно вызывает и резкое снижение скорости потока, что способствует всплытию и выходу в атмосферу мельчайших газовых пузырьков.
Трубы перелива (поз. 3) и подпитки в таких схемах – ничем не отличаются от вариантов, показанных выше. Просто здесь указано не всё, чтобы не перегружать рисунок.
Безусловно, если используется такая схема подключения расширительного бака, то предпринимаются шаги по очень качественной его термоизоляции. В противном случае возможны совершенно непродуктивные и весьма большие потери тепла, в особенности если бак приходится располагать в неотапливаемом помещении.
Кстати, показанная выше схема может иметь и дальнейшее развитие. Можно встретить примеры, когда на расширительный бак возлагается еще и функция раздающего коллектора, если система отопления организована по принципу стояков.
В этом случае хорошо утепленный бак стараются разместить как можно ближе к геометрическому центру дома. И уже от него по врезанным патрубкам производится раздача горячего теплоносителя по стоякам системы.
Теперь о том, каким должен быть объем открытого расширительного бака. Строгих правил на этот счет не существует. Каждый может, зная значение коэффициента температурного расширения воды, емкость своей системы отопления и предполагаемый ее температурный режим работы, оценить насколько увеличится объем жидкости.
По приведенным выше значениям можно было бы предположить, что раз нагрев 100 литров воды до 90 градусов дает прирост объема в 3,5 литра (то есть, по сути, 3,5 %), то можно исходить из нормы 5 % от емкости системы. Но практика показывает, что этого явно маловато. Не забываем, что бак должен иметь предварительное заполнение хотя бы на четверть своей высоты (это минимум) — чтобы система не «хапнула» порцию воздуха.
Опыт мастеров, занимающихся монтажом отопления, показывает, что оптимальным решением будет исходить из такого примерного соотношения: объем бака ≈ 10% от объема системы.
Значит, необходимо знать объем своей системы. Как его найти?
- Если система отопления готова, то проще всего будет засечь по водомеру, какое количество в нее поместится до полного заполнения. Прием очень точный, но мало когда помогающий. Согласитесь, обычно емкость бака просчитывается заранее, а не после монтажа контуров.
- С весьма большой погрешностью, но все же можно принять соотношение: 15 литров воды на каждый киловатт мощности котла. Понятно, что при таком подходе допустить ошибку – совсем несложно.
- Наконец, объем системы отопления можно просто просчитать. Надо полагать, что если планируется установка расширительного бака, то в проекте системы уже намечены и монтируемые контуры труб того или иного типа и диаметра, и модель котла, и типы радиаторов отопления, и их количество. То есть если просуммировать объемы всех элементов системы, можно найти искомую величину.
Монтаж расширительного бака
Сподключением открытого расширительного бака все очень просто. В нижнейего части находится трубка с нарезной резьбой, посредством которойсоединяют бак с трубой отопления.
2) Следующим шагом будет врезка в обратныйтрубопровод системы отопления. Врезка осуществляется трубой такого жедиаметра, как предусмотрено для подключения расширительного бака. Еслиотопительные трубы полипропиленовые, то впаивается соответствующийтройник; если металлопластиковые, то труба разрезается и вставляетсятройник на фитингах; для стальных труб — вваривается резьбовой патрубок.
3) Затем на резьбу, врезанную тем или иным способом, навинчивается отсекающий кран, в который пакуется разъемное соединение (американка). Американка соединяется трубой с расширительным баком. Теперь,когда подключили бак к системе отопления, необходимо проверить давлениев его воздушной части. Если оно совпадает с паспортными данными, томожно открыть отсекающий кран и впустить в систему воду.
Можнотакже предусмотреть аварийный слив бака. Используется он крайне редко,но все предусмотрительные монтажники его оборудуют. После американкимонтируется тройник, в боковом ответвлении которого есть полудюймовыйкран, который служит для того, чтобы при необходимости слить быстро илегко воду из расширительного бака отопления.
Обслуживание расширительных баков
Обязательная проверка бака на внешние повреждения ( коррозию, подтеки, вмятины) один раз в полгода. При обнаружении повреждений обязательно устранить их причину.
2)Каждые полгода необходимо сверять начальное давление в газовом отсекена соответствие расчетным показателям. Чтобы проверить начальноедавление газового пространства, бак следует отключить от системыотопления, откачать из него остатки воды и подключить манометр к ниппелюгазовой полости. Если давление окажется ниже давления, установленногопри настройке расширительного бака, то через тот же ниппельнужно накачать бак компрессором.
3)Один раз в полгода обязательна проверка целостности мембраны. Если припроверке давления газового отсека после дренирования остатков воды черездренажный кран пошел под давлением воздух, а давление газовогопространства снизилось до атмосферного, значит мембрана пробита. Приобнаружении дефектов мембрану нужно заменить, если предусмотрена такаявозможность.
4) Если бак не используется длительное время, то нужно слить с него воду и держать в сухом месте.
Требования техники безопасности при эксплуатации
Расширительный бак не может быть подвержен дополнительной статической нагрузке, недопускается воздействие на него труб и агрегатов. Не допускаются такжеизменения конструкции, какие-либо изменения формы емкости. Испытательныеи ремонтные работы должны производить специалисты, обладающиесоответствующей профессиональной подготовкой.
При вводе в эксплуатацию необходимо принятьсоответствующие меры по соблюдению минимальных и максимальных параметровдавления и температуры. Недопустимо превышение рабочего давления вгазовом и водяном отсеках бака, как при настройке, так и во времяэксплуатации. Предварительное давление воздушной камеры всегда должнобыть ниже максимально допустимого избыточного рабочего давления. Газовоепространство лучше заполнять инертным газом, например, азотом.
Демонтажчастей, которые находятся под давлением, можно проводить приотключенном от отопительной системы баке, заранее слив с него воду, и, сбросивдавление до атмосферного. Обычно внутренняя поверхность баков не имеетпокрытия, поэтому энергоносители должны быть неагрессивны. Современныетехнологии позволяют сделать отопительные системы настолькогерметичными, что поступление веществ вызывающих коррозию сводится кминимуму.
Для монтажа расширительного бака надо выбрать такое место,несущая способность которого — выдержать бак со 100%-й наполняемостью.Также обязательно надо предусмотреть возможность слива воды из бака,осуществление подпитки системы водой. Соблюдение данных правил обеспечит безопасную эксплуатацию бака, здоровье и жизнь людей будут в безопасности.
Ресурс службы расширительного бака заметно снижается при максимальных нагрузках.
