Для чего необходим расширительный бачок в системе отопления?
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.
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.
При более современной закрытой схеме применяют расширительный бачок системы отопления закрытого типа со встроенной внутренней мембраной.
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:
баллонного, при этом внутри резинового баллона находится теплоноситель, снаружи – воздух или азот под давлением;- в виде диафрагмы, делящей внутренний объем расширительного бака для закрытой системы отопления на две части – с водой и закачанным воздухом или газом.
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.
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.
Расширительный бак для отопления: варианты для закрытого и открытого типа систем
Безотказность, устойчивость и длительный срок службы любых инженерных сетей напрямую связаны с правильным расчётом составных частей.
Расширительный бак для отопления — важный элемент конструкции подогрева воздуха в частном доме. Мелочей в выборе и установке не бывает.
Остаться в морозы без тепла — значит, подвергнуть опасности своё здоровье, а также спровоцировать поломки радиаторов и трубопроводов.
Назначение устройства
Расширительный бак в системе отопления собирает излишки воды и пара при повышении давления
Физические свойства жидкости — увеличиваться в объёме при нагревании и невозможность сжатия при небольших показателях давления — предполагают обязательную установку расширительных бачков в системах отопления.
При нагревании от 10 до 100 градусов вода увеличивается в объёме на 4%, а гликолевые жидкости (антифризы) на 7%.
Обогрев, построенный с использованием котла, трубопроводов и радиаторов имеет конечный внутренний объём. Разогретая в котле вода, увеличиваясь в объёме, не находит места выхода. Давление в трубах, радиаторе, теплообменнике повышается до критических величин, способных разорвать элементы конструкции, выдавить прокладки.
Частные системы отопления выдерживают в зависимости от типа труб и радиаторов до 5 Атм. Предохранительные клапаны в группах безопасности или в аппаратуре защиты котлов срабатывают при 3 Атм. Такое давление возникает при нагреве воды в закрытой ёмкости до 110 градусов. Рабочими пределами считают 1,5 – 2 Атм.
Для накопления излишков теплоносителя устанавливают расширительные бачки.
После остывания объём теплоносителя возвращается к прежним значениям. Чтобы не допустить завоздушивания радиаторов, вода возвращается в систему.
Все возможные разновидности устройств делят на два класса: расширительные бачки для отопления закрытого и открытого типа.
Открытый тип
Бак открытого типа в самотечной системе, смонтирован в верхней точке
Баки открытого типа для отопления используется чаще всего в самотёчных (гравитационных) системах.
Конструкция бачков
Для самостоятельного изготовления понадобится любая ёмкость — ведро, канистра, отрезок трубы большого диаметра.
В дне бачка делают отверстие, через которое посредством подводящей трубы соединяют ёмкость с системой отопления. В верхней части устанавливают крышку, через которую контролируют уровень теплоносителя и при необходимости проводят долив.
Без крышки бак не оставляют, чтобы избежать попадания в воду пыли, насекомых и посторонних предметов.
Для удобства в крышку устанавливают воздушный клапан. В таком случае заполняют систему через отдельный кран от водопровода — клапан выпускает воздух, но не даст излишкам воды перелиться через край.
Монтируют расширительный бак в самой верхней точке системы отопления. По принципу сообщающихся сосудов теплоноситель не вытечет из бачка.
Для безопасности ёмкость комплектуют переливным шлангом с выводом в канализацию или за пределы дома. Если жидкости наберётся слишком много, она по шлангу отведётся в безопасном режиме, не затопит помещение.
Использовать пластиковые ёмкости нежелательно, так как температура воды/антифриза до попадания в радиаторы близка к 90 градусам или выше. Пластмасса разрушится, теплоноситель выльется в комнату (на чердак).
Работа устройства
Не рекомендуется использовать пластмассовые емкости из-за высокой температуры теплоносителя
По мере нагревания теплоносителя происходит его расширение. Излишки отводятся в расширитель. После остывания вода возвращается в систему трубопроводов и радиаторов.
Бачок сообщается с воздухом, излишки которого выводятся в помещение.
Требования к устройству
Больших требований у конструкции бака не предъявляют. Выполняют два условия:
- выбирают достаточный для обеспечения циклов нагрева и остывания объём ёмкости;
- бак должен иметь сообщение с воздухом.
Форма может быть любой, но нежелательно, чтобы горизонтальные размеры (ширина или диаметр) были больше вертикальных (высоты). Чем больше площадь поверхности, тем больше воды испаряется при нагревании, следовательно, придётся чаще заниматься контролем и доливом.
Для открытых систем в качестве теплоносителя выбирают только воду. Спиртовые и гликолевые добавки быстро испаряются из нагретого антифриза, что резко повышает стоимость обслуживания — теплоноситель придётся регулярно и помногу доливать. В качестве присадок часто используют химически опасные при вдыхании вещества, которые при испарении наносят вред здоровью жильцов.
Достоинства и недостатки
Самотечная система дешевле в обслуживании – используется вода, для расширительного бака не нужна мембрана
Преимущества и недостатки связаны с конструкцией и принципом работы устройства.
К положительным свойствам относят:
- дешевизну покупного устройства и возможность изготовить своими руками из подручных материалов;
- простоту конструкции, в которой отсутствуют дополнительные механические элементы (насосы, мембраны);
- возможность обойтись без переделок системы при замене гравитационного (самотёчного) котла на нагреватель с принудительной циркуляцией;
- автономность работы;
В то же время использование самотёчных систем и открытых расширительных бачков не всегда возможно. Накладываются ограничения на этажность здания — не более 6 – 7 метров от нижней части котла до верхнего уровня теплоносителя в бачке.
Уровень воды подлежит регулярной проверке, включая летний период. При недостатке воды циркуляция теплоносителя остановится. Контакт внутренних полостей металлических труб и радиаторов вызывает окисление или коррозию, что снижает срок эксплуатации отопления. Кроме того, наслоения ржавчины создают гидравлическое сопротивление току воды.
Не используют открытые системы отопления, если в системе применили электродные котлы, которые требовательны к химическому составу теплоносителя. По мере испарения проводимость меняется, что влияет на производительность водонагревателя.
Расчёт объёма
Отношение объема бака к общему объему теплоносителя в системе
Для заправки системы отопления чаще всего используют водопроводную воду. Её температура на протяжении года меняется не сильно. В среднем значения стремятся к 13 градусам зимой и около 16-18 летом. При нагреве от 10 до 90 градусов вода прибавит в объёме 4,5%. Антифриз расширится на 6–7,5% по объёму.
Принимая во внимание необходимость небольшого запаса, объём расширительного бачка должен составлять 10% от полной емкости теплообменника котла, трубопроводов и радиаторов.
Приблизительно вычислить необходимый объём можно разными способами. Делают это на этапе проектирования и покупки материалов.
Вместительность одной секции радиатора указана в паспорте изделия. Объём теплоносителя в одном погонном метре трубы вычисляют по данным специальных таблиц. Например, в метр стальной трубы диаметром ¾ дюйма помещается 0,43 литра воды, а в трубу 2 дюйма около 2,4 литра. Сложив полученные данные, получают примерную вместительность системы отопления.
Второй способ практический. Готовую систему, без бачка заполняют водой. Объём получают по показаниям счётчика или по количеству вёдер воды, если заполнение проводят вручную.
Требования к месту установки
Утепление расширительного бака пенофолом
Расширительный бачок открытого типа устанавливают в самой верхней точке системы. Обычно это второй этаж или чердак.
Читайте также: Топ-8 ополаскивателей для посудомоечной машины
В первом случае лучше выбрать нежилое помещение — во время работы отопления теплоноситель издаёт шум при движении по трубам, булькающие звуки звучат неприятно, особенно в ночное время. Кроме того, часть воды испаряется, повышая в помещении влажность.
При установке бачка на чердаке принимают меры по утеплению ёмкости. Если этого не сделать, большая часть тепла (в бачке 10% теплоносителя) будет отапливать воздух.
При прекращении подачи теплоносителя неутеплённый бачок быстро остынет. Через некоторое время вода замёрзнет. Даже если не произойдёт разрыва ёмкости, придётся отогревать подводящие трубы.
Предусматривают возможность быстрого доступа к крышке для проверки уровня и долива воды.
Закрытый тип
Местоположение бака в закрытой системе отопления с принудительной циркуляцией
Расширительный бачок для отопления закрытого вида монтируют в системах с принудительной циркуляцией теплоносителя.
Преимущества конструкции:
- герметичность — вода (антифриз) не выкипает, и не может вылиться в помещении;
- монтаж в любом участке трубопровода;
- в систему можно заливать незамерзающую жидкость, что исключает размораживание при аварийных отключениях энергоносителей;
- контроль состояния теплоносителя по приборам;
- отсутствие контакта с воздухом и меньшая скорость распространения коррозии.
Герметичные модели дороже открытых вариантов, но в общей смете на систему отопления стоимость занимает небольшую часть.
Герметичность конструкции не позволяет «лишней» воде вытечь, поэтому давление может достигать критических величин. В связи с этим при установке закрытых расширительных бачков обязательно монтируют группу безопасности, что также увеличивает расходы.
Варианты конструкции
Для отопления подходит только красный бак, синие предназначены для водопровода
Исполнение бачков может различаться, но везде сохраняется единый принцип.
Корпус выполняют методом штамповки из прочного металла. Внутренняя часть покрыта антикоррозийным составом.
Бак разделён на воздушную и рабочую полости эластичной, химически стойкой мембраной.
В продаже присутствуют баки синего и красного цветов. Синие изделия предназначены для водоснабжения. Использовать их для отопления не разрешает, так как мембраны не рассчитаны на высокие температуры. Для отопления приобретают только красные бачки.
В нижней части корпуса вварен патрубок с резьбой для подключения к трубопроводу.
С противоположной стороны установлен ниппель с золотником. Через него до заполнения системы в воздушной полости создаётся давление 1 – 1,5 Атм. Это необходимо для запуска котлов с автоматикой.
Основная деталь — эластичная бутиловая или этиленпропиленовая мембрана, которая делит бак на две полости.
По мере нагревания теплоноситель выдавливается в рабочую камеру бака. Мембранная прокладка деформируется, воздух сжимается, повышая при этом давление. Если давление в системе превысит 3 – 3,5 Атм сработает группа безопасности, стравив часть излишков жидкости. В некоторых моделях предохранительный клапан уже встроен при изготовлении.
При остывании воды давление понижается, теплоноситель перетекает из бачка в трубопровод.
Особенности монтажа
Установить бачок в систему или заменить (отремонтировать) не составит труда даже для мастера с небольшими навыками сантехнических работ.
Набор инструмента и комплектующих понадобится минимальный:
- гаечные ключи;
- подмотка на резьбу по предпочтениям мастера (лён, фум);
- переходники для резьбы (при необходимости);
- кронштейн для крепления бака к стене.
До начала монтажа проводят ревизию имеющихся материальных средств и докупают необходимое.
Расширительный бак устанавливается на обратную трубу
Требования к монтажу:
После монтажа можно проверять систему в действии.
Расширительный бак — обязательная составная часть систем отопления, от конструктивных особенностей которой исходят, выбирая тот или иной вид резервной ёмкости. Установка проста и не потребует настройки при соблюдении важных требований при монтаже.
Расширительный бак открытого типа для отопления — виды, типы, применение
Содержание:
1. Особенности применения расширительного бака
2. Назначение расширительного бачка 3. Типы расширительных баков 4. Открытые расширительные баки 5. Закрытые расширительные баки
Расширительные баки для систем теплоснабжения устанавливают для компенсации температурных изменений объема теплоносителя в замкнутых системах теплоснабжения.
Еще в школе на уроках физики изучают, что вода при нагревании существенно увеличивает удельный объем, а поскольку контур замкнут, то ему необходимо куда-то деваться.
Бак не только примет излишнюю жидкость, образовавшуюся при нагревании, но и восполнит ее недостаток при охлаждении.
Когда расширительное устройство отсутствует, в случае повышения температуры гидравлическое давление в системе возрастает и поскольку вода обладает несжимаемостью, становится возможным разрушение отопительной конструкции.
Особенности применения расширительного бака
Применение расширительного бака, такого как на фото, обосновано тем, что нагрев воды на 10 градусов приводит к увеличению ее объема на 0,3%. Таким образом, когда температура теплоносителя в системе возрастает с 10-15°С до 80-95°С, тогда ее объем станет больше примерно на 2,4-2,8%.
При количестве жидкости в системе, равной 100 – 300 литрам, разница может достичь от 2,5 до 8 литров воды. А это немалое количество теплоносителя, который спрятать в трубах и радиаторах невозможно.
Требуется дополнительная емкость, а точнее расширительный бак достаточного объема и подходящего типа.
В него при нагревании будет направляться излишняя вода и наоборот из устройства в систему станет поступать теплоноситель в случае охлаждения жидкости.
Назначение расширительного бачка
Расширительное устройство необходимо:
- для временного удаления избытка теплоносителя из системы при нагревании воды и для водостока, когда превышен максимальный уровень бака;
- для возврата теплоносителя в отопительную систему при его охлаждении;
- для поддержания в контуре необходимого гидростатического давления путем регулировки объема воды;
- для накопления и удаления воздуха и паров из жидкого теплоносителя, которые начинают появляться в процессе его нагрева. Так в воде содержится некий объем воздуха: он составляет на один литр до 40 миллиграммов. Когда вода прогревается, почти 90% этого воздуха имеет вид пузырьков. Расширительный бак отводит лишний воздух в атмосферу.
Типы расширительных баков
В зависимости от особенности конструкционного решения эти устройства бывают следующих типов: Расширительный бак открытого типа для отопления имеет преимущества и недостатки.
Эти устройства монтируют в верхней точке отопительной конструкции (главного стояка), как правило, в чердачных помещениях и они представляют собой емкость цилиндрической или прямоугольной формы открытого или полуоткрытого вида.
Чаще всего бак выглядит как параллелепипед, сделанный из листовой стали и обязательно теплоизолированный от окружающего воздуха.
В расширительные баки для отопления открытого типа на определенном уровне вваривают или другим способом прикрепляют контрольную трубу, предназначенную для слива жидкости в канализацию или на улицу в случае превышения допустимого уровня (прочитайте также: «Открытая и закрытая система теплоснабжения — преимущества и недостатки в сравнении»).
Недостатки, которые имеет расширительный бак открытого типа для отопления – это, прежде всего, его открытость (контакты с атмосферным воздухом) и большие размеры. Поскольку устройство открыто или полуоткрыто, отмечается значительная испаряемость воды из системы теплоснабжения, а значит, требуется постоянный контроль над уровнем теплоносителя. В случае его недостатка следует своевременно пополнять объемы жидкости. Наличие открытой конструкции у расширительного бака приводит к дополнительному поступлению воздуха в отопительную систему, что вызывает повышенную коррозию отдельных ее элементов. Следует отметить, что такого типа устройства сейчас можно встретить в жилых постройках, эксплуатируемых на протяжении не одного десятка лет.
Чтобы смонтировать расширительный бак для отопления открытого типа и обеспечить его надежную теплоизоляцию потребуются дополнительные усилия и финансовые расходы, поскольку необходимо укрепление перекрытия и покупка материалов для утепления и прочее.
Закрытые расширительные баки
Закрытый мембранный расширительный бак системы отопления для конструкций, обеспечивающих теплоснабжение, представляет собой металлическую закрытую емкость, имеющую овальную или шарообразную форму. Внутри устройства располагаются две камеры, разграниченные герметичной мембраной.
Одна из них предназначается для жидкого теплоносителя, вторая является воздушной – в ней имеется клапан, в функции которого входит поддержание в камере давления на нужном уровне.
Когда первая камера заполняется носителем тепла, мембрана начинает прогибаться и тем самым в воздушной части бака создается избыточное давление (детальнее: «Как контролировать давление в расширительном бачке отопления – особенности системы»). Когда данный параметр достигает определенного уровня, клапан приоткрывается и воздух покидает камеру.
Расширительные устройства мембранного типа выпускают в двух конструкционных решениях:
- в несменном варианте — с диафрагменной мембраной;
- в сменном варианте — баки фланцевого типа.
Расширительные бачки диафрагменного типа состоят из двух частей корпуса, который изготавливают из углеродистой стали методом глубокой холодной штамповки. По периметру двух камер в процессе сборки закрепляют мембрану. Изнутри поверхность бака покрыта влагостойкой эпоксидной краской, а снаружи – эмалью, часто красного цвета.
Изначально вторая часть закрытого расширительного устройства заполнена воздухом таким образом, что он полностью на 100% занимает его объем. В процессе нагрева теплоносителя его излишки поступают в жидкостную камеру, а воздушная часть в это время сжимается. В ней возрастает давление, регулирующее объем жидкости в системе теплоснабжения. Некоторые производители заполняют воздушную камеру азотом под давлением, которое равно давлению воды в отопительной системе.
Фланцевого типа мембранный бак оснащают сменной мембраной, горловину которой закрепляют к конструкции отопления при помощи сланца с патрубком. У такого расширительного устройства отсутствует соприкосновение теплоносителя с внутренними стенками, поскольку жидкость поступает только в мембрану. По этой причине нет смысла использовать особое покрытие для внутренней части. При необходимости мембрану можно сменить на новое изделие. «Как подобрать расширительный бачок для отопления – виды, правила расчета».
Читайте также: Системы автономного электроснабжения для частного дома
Монтировать расширительный бачок такого типа удобно – его разрешается устанавливать в непосредственной близости от нагревательного котла (современные небольшие по мощности агрегаты выпускают, в том числе, с встроенными расширительными устройствами). Расширительные баки закрытого типа обладают следующими достоинствами:
- теплоноситель в них не контактирует с воздухом. В результате жидкость из них не испаряется, а трубы и радиаторы не окисляются;
- вероятность перелива воды через край устройства приближается к нулю (если установлен расширительный бачок для отопления открытого типа это происходит довольно часто);
- удобный монтаж практически в любом месте (за исключением трубопровода сразу за насосом);
- низкая вероятность образования воздушных пробок;
- безопасность при эксплуатации и надежность в работе при небольших финансовых расходах.
При расчете бака нужно учитывать ряд моментов:
- объем устройства зависит от емкости отопительной системы;
- когда для теплоснабжения требуется высокая температура, устанавливают изделие большего объема;
- чем меньше разница в высоте между местом монтажа бака и наивысшей точкой системы, тем меньшей емкости бак можно использовать.
Посмотрите видео расчета расширительного бака системы отопления:
Расчет расширительного бака для отопления закрытого и открытого типа
Расчет объема расширительного бака выполняется по специальной методике. Ниже приведены алгоритмы вычислений для систем отопления открытого и закрытого типа. Применение представленных рекомендаций поможет получить точный результат без обращения к профильным специалистам.
Расчет расширительного бака для закрытого типа отопления
Специальные емкости применяют для компенсации увеличения теплоносителя при повышении температуры. В закрытой системе отопления устанавливают мембранный бак.
Мембранный бак для закрытой системы
Ниже приведены особенности типовой конструкции с назначением типовых функциональных компонентов:
- гибкая герметичная перегородка делит рабочий объем на две части;
- одну – через патрубок подсоединяют к магистрали теплоснабжения;
- в другую закачивают под необходимым давлением воздух;
- для создания корпуса применяют устойчивые к процессам коррозии материалы;
- фиксацию в горизонтальном положении крупных моделей обеспечивает подставка.
Мембранный расширительный бак устанавливают в любом удобном для пользователей месте. Следует обеспечить удобство доступа для обслуживания. С помощью встроенного штуцера с клапаном добавляют (стравливают) воздух, создавая необходимое давление.
Расчет расширительного бака для закрытой системы отопления начинают с определения количества жидкости в системе. Самые точные данные можно получить на стадии заполнения. Также применяют последовательное сложение емкостей трубопроводов, радиаторов, иных компонентов.
Чтобы рассчитать общий объем теплоносителя быстро, профильные специалисты часто применяют ориентировочные пропорции.
Ниже приведены значения (в литрах) на 1 кВт мощности котла при подключении разных видов оборудования:
- стальные конвекторы (6-8);
- алюминиевые, чугунные радиаторы (10-11);
- теплый пол (16-18).
Если для отопления частного дома применяют комбинацию из разных нагревательных приборов, берут 15 л/ 1 кВт. При мощности газового котла 7,5 кВт получится следующий результат вычислений: 7,5*15=112,5 л.
Подходящие размеры расширительного бака для отопления закрытого типа зависят от нескольких параметров:
- суммарного объема водопровода и подключенных устройств;
- типа теплоносителя;
- максимального давления;
- температурного режима.
При заполнении отопительной системы водой происходит увеличение объема на 4% в процессе повышения температуры от 0 С до +95 С. Для предотвращения замерзания в зимний период теплоноситель дополняют этиле нгликолем.
Такая смесь расширяется на 10% больше по сравнению с рассмотренным выше примером (на 4,4%). Аналогичные поправки делают при монтаже холодоснабжения.
В сводной таблице представлены коэффициенты расширения воды (смеси).
Эти данные помогут сделать точный выбор расширительного бака:
| Концентрация этиленгликоля в % | Температура теплоносителя, °С | ||||
| 20 | 60 | 80 | 100 | ||
| 0,00013 | 0,00177 | 0,0171 | 0,0290 | 0,0434 | |
| 20 | 0,0064 | 0,008 | 0,0232 | 0,0349 | 0,0491 |
| 40 | 0,0128 | 0,0144 | 0,0294 | 0,0407 | 0,0543 |
Расчет расширительного бака для отопления (О)выполняют по формуле О = (Ос х Кр) / Э, где:
- Ос – суммарный объем функциональных компонентов;
- Кр – поправочный коэффициент (из таблицы для определенного состава теплоносителя);
- Э – эффективность бака.
Последнюю позицию вычисляют следующим образом Э = (Дс-Дб)/ (Дс+1), где Д – это давления:
- Дс – максимальное в системе ГВС (норматив для частных домов 2-3 атм);
- Дб – компенсирующее, которое принимают равным статическому (0,1 атм на каждый метр высоты строения).
Пример расчета
Пример ниже показывает, как выбрать расширительный бак для отопления коттеджа со следующими параметрами:
- площадь общая – 180 м кв.;
- количество этажей – 3;
- высота потолков – 2,5 м;
- теплоноситель – вода с добавлением этиленгликоля 20%;
- рабочее давление – 2,5 атм;
- максимальная температура – не более +80С.
Расчет объема расширительного бака:
- устанавливают суммарную высоту отапливаемых помещений: 3*2,5 = 7,5 м;
- компенсирующее давление составит: Дб = 7,5*0,1 = 0,75 атм;
- определяют эффективность: Э = (2,5-0,75)/(2,5+1) = 0,5;
- для отопления такого здания понадобится котел мощностью 18 кВт (один кВт на каждые 10 кв. м площади);
- без точного измерения можно установить приблизительное количество теплоносителя следующим образом: 18*15=270;
- подставив значения в формулу, вычисляют объем расширительного бака для отопления: О = (270*0,0349)/0,5 = 18,846 л.
Далее подберем подходящую модель в списке актуальных предложений. Необходимо приобрести бак с запасом по емкости, чтобы исключить проблемы в процессе эксплуатации.
Расчетным параметрам, например, соответствует Reflex NG 25 со следующими характеристиками:
- объем бачка – 25 л;
- способ монтажа – настенный;
- максимальное давление – 6 атм;
- температура теплоносителя – не более +120 С;
- соединительные размеры подводки – 3⁄4 дюйма;
- диаметр х высота – 28 х 50 см;
- вес пустого изделия – 4 кг.
Аналогичным образом приобретают расширительный бак водоснабжения: выбор, установка соответствуют приведенным выше рекомендациям. Главное отличие – использование в транспортной системе только чистой воды, чтобы бак для водоснабжения был подобран корректно.
Следует использовать в ходе вычислений необходимые коэффициенты расширения. В формулах учитывают емкость транспортной системы и котла.
Расширительный бак для водоснабжения (горячего) рассчитан на меньшую эксплуатационную температуру по сравнению с рассмотренным выше аналогом (до +70 С). Чтобы исключить ошибки производители применяют голубую и красную окраску внешней поверхности корпуса (ГВС и отопление соответственно).
Вместе с тем повышают прочность, чтобы исключить повреждение гидроударами. Серийные изделия способны выдержать увеличение напора до 10-12 атм.
Подбор расширительного бака для ГВС выполняют одновременно с запорными устройствами, манометрами, другими сопутствующими деталями.
Как рассчитать объем расширительного бака для открытой системы отопления
В системе открытого типа специалисты советуют установить бак в самой высокой точке. Такое решение вместе с компенсацией расширения обеспечит удаление воздуха без дополнительных приспособлений. Разумеется, помещение должно быть отапливаемым. Если решено использовать свободное пространство под кровлей, понадобится соответствующее утепление.
Точный расчет расширительного бака системы отопления в этом случае не требуется. Для предотвращения аварийных ситуаций патрубок, встроенный в стенку емкости на определенном уровне, соединяют с канализацией.
Выбор и установка расширительного бака для отопления открытого типа — Строй-шпаргалка
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.
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.
Читайте также: Моющие пылесосы lg: обзор лучших предложений от южнокорейского производителя
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.
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:
- Один раз в полгода необходимо проверять бак на внешние повреждения – коррозию, вмятины, подтеки. Если вдруг такие повреждения найдены, то обязательно нужно устранить их причину.
- Один раз в полгода нужно проверять начальное давление газового пространства на соответствие расчетному показателю.
- Один раз в полгода проверяется целостность мембраны. В случае обнаружения ее нарушения нужно заменить ее (если такая возможность предусмотрена).
- Если бак не будет использоваться долгое время, то нужно держать его в сухом месте, слив из него воду.
- 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.
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.
Оцените публикацию: (1 2,00
Расширительный бак для отопления: виды, устройство, расчёт и монтаж
Расширительный бак в системах отопления является важным элементом, который необходим для того, чтобы принимать в себя избыток теплоносителя, когда он расширяется. Это позволяет не допустить разрыва трубопроводных систем и её элементов.
Какие существуют виды расширительных баков?
В разных отопительных системах используются различные типы расширительных баков. Прежде, в системах, где отсутствовали циркуляционные насосы, для отопления применялись расширительные баки открытого типа. Однако у этих устройств было множество недостатков, из-за чего сейчас их практически не применяют.
Это связано с тем, что ввиду проникновения воздуха в такой расширительный бак, он начинал корродировать, ржаветь при этом испарение жидкости происходило быстрее, поэтому бак нужно было регулярно пополнять водой.
Устанавливать расширительный бак открытого типа нужно было в верхней точке отопительной системы, что не всегда можно было воплотить в жизнь.
В системах отопления, где теплоноситель циркулирует при помощи насоса, устанавливается расширительный бак закрытого типа.
Данное устройство полностью герметично, в внутри него находится эластичная мембрана, разделяющая бачок на 2 части, в одну из которых происходит закачка воздуха или инертного газа под давлением, а другая часть служит для сбора излишков теплоносителя.
Благодаря тому, что мембрана является эластичной, при проникновении теплоносителя в расширительный бак, воздушная камера уменьшается в объёмах, а давление в ней увеличивается, что позволяет скорректировать высокое давление в системе отопления. А в процессе остывания происходит обратный процесс.
Закрытый расширительный бак в системе отопления может быть фланцевого типа или иметь несъёмную мембрану. Вторая разновидность бачков пользуется хорошим спросом ввиду их сравнительно невысокой стоимости. Однако расширительные баки фланцевого типа имеют больше преимуществ, ведь они могут выдерживать большее давление, а в случае разрыва мембраны её можно будет поменять.
Баки, где нельзя менять мембрану, она жестко крепится по периметру. С самого начала диафрагма здесь прижимается к внутренней поверхности бака, из-за того, что его объём полностью заполнен газом. Затем, давление в расширительном отопительном баке увеличивается, и жидкость проникает внутрь него. При запуске системы, давление может мгновенно повыситься, из-за чего мембрана может лопнуть.
Принцип работы и устройство расширительных баков
При изучении устройства расширительных баков для отопительных систем, необходимо учитывать их конструктивные особенности.
Открытые расширительные баки представляют собой металлическую ёмкость, к которой подведена труба магистральной системы отопления и имеется переливная отводящая труба.
Кроме того, к бачку подведена «сигнальная труба», на которую установлено запорное устройство, а также циркуляционная труба, поддерживающая температуру в баке на одном уровне.
Мембрана из синтетических материалов изнутри перегораживает пространство в закрытом расширительном баке, деля его на две части, в одной и которых находится газ, а в другой жидкость. В одной из частей данного пространства находится сжатый воздух, а в другой «ненужная» вода, появившаяся при нагреве теплоносителя.
После того, как вода остынет, мембрана, будучи под давлением выталкивает воду обратно в систему, в результате чего давление в двух камерах расширительного бачка становится равным. В качестве теплоносителя может выступать не только вода, но и различные антифризы, а также смеси с содержанием азота.
Рассчитываем расширительный бак для отопительной системы
Главной целью расчёта является определение минимально объёма расширительного бака для той или иной отопительной системы. Кроме того, необходимо выполнить расчёт минимально допустимого диаметра трубы, которая будет идти к расширительному бачку, а также определить величину начального давления.
Чтобы выполнить расчёт, необходимо знать такие данные:
- Предельно допустимое давление в отопительной системе в месте установки бака;
- Высоту (в метрах), которую необходимо измерить от верхней точки отопительной системы до места, куда крепится расширительный бак;
- Суммарный объём воды, которая циркулирует по системе;
- Температура теплоносителя.
Формула расчёта объёма бака:
Чем больше будет расстояние между местом присоединения бака до верхней точки системы отопления, тем большего объёма бачок необходимо устанавливать. Объём бачка тоже увеличивается при увеличении объёма воды в трубопроводе и возрастании температуры теплоносителя.
Особенности монтажа расширительного бака в системе отопления
Расширительный бачок в системе отопления необходимо устанавливать лишь при плюсовых температурах.
В системе открытого типа, поднятие воды от нагревательного котла происходит вверх, после чего с самой верхней точки она спускается вниз самотеком в радиаторы. Воздушные пузырьки, которые выделяются в процессе нагревания воды, поднимаются к верху, откуда они выводятся наружу через расширительный бак. Установка бака должна быть выполнена в самой верхней точке отопительной системы.
В систему отопления закрытого типа расширительные бачки необходимо устанавливать на трубопровод перед насосом. Это способствует компенсации гидроударов бачка и уменьшает воздействие на систему в результате теплового расширения.
Бачок должен быть установлен таким образом, чтобы можно было легко оперировать его запорной арматурой или предохранительным клапаном.
