Расширительный бак для отопления открытого типа: устройство, назначение, основные виды + советы по расчету бачка
В сегодняшних реалиях расширительный бак для отопления открытого типа давно и бесповоротно проиграл конкурентную борьбу более современной и эффективной закрытой емкости.
Тем не менее морально устаревшее оборудование активно используется. А в ряде ситуаций даже имеет некоторые преимущества перед технологичными мембранными резервуарами.
В этом материале разберем его назначение и конструкционные особенности, а также ознакомимся с принципом работы и правилами расчета такого типа бачка.
Устойчивость, безотказность, эффективность и долговечность работы системы отопления зависят от того, насколько правильно просчитаны все ее параметры, насколько гармонично взаимодействуют между собой ее приборы, узлы и необходимые устройства, насколько качественно выполнены монтаж и регулировка. И мелочей в подобных вопросах быть попросту не может.
Совершенно неразумным будет разделять отдельные приборы и узлы на «важные» и «не очень». Да, стоимость элементов может отличаться очень значительно, функциональность одних – постоянно на виду, а других – совершенно незаметна и даже непонятна, с точки зрения неискушённого пользователя. Но каждый выполняет свою «миссию» в общей работе системы. Поэтому совсем дилетантским выглядит, например, вопрос – так ли уж важен расширительный бак для системы отопления, и стоит ли придавать значение проблеме его выбора и правильной установки? А между тем, важность этого нехитрого устройства – сложно переоценить.
Как произвести расчет?
Как указывалось выше, любой расширительный бачок, используемый для отопления открытого типа, отличается простотой конструкции, изготовления. А расчет габаритов такого изделия не более сложен.
Для чего можно воспользоваться формулами или же способом, заключающемся в приблизительном подсчете рабочего объема резервуара.
Пример использования формулы для вычисления нужного объема резервуара. Исходя из реального объема воды, циркулирующей в контуре, вычисляют лишь его увеличение при нагревании до определенной температуры, округляя в большую сторону. Затем складывают полученный результат с объемом теплоносителя в отопительной системе и добавляют произвольное количество литров «про запас»
В реальности же, чтобы определить необходимую вместительность бака, владельцы небольшого дачного домика формулы используются крайне редко. Чаще всего вычисляют приблизительный объем расширительной емкости, к которому для страховки можно добавить любое количество литров.
Причина: в случае с открытыми баками лишние объемы влияют на стоимость не существенно, а в ряде случаев к удорожанию вообще не приводят.
В результате весь расчет емкости сводится к определению 10% от объема всего теплоносителя, которые должны быть его минимальным значением расширительного бака.
Проще всего это сделать в момент проектирования и создания системы отопления, когда известны все параметры радиаторов, труб и других элементов конструкции или их легко узнать, выполнив измерения. А затем просто сложив объемы всех комплектующих.
Хотя открытые расширительные резервуары и системы, для которых они предназначены, давно изжили себя, но доступность, а главное высокая автономность делают их востребованными в условиях далеких от идеальных. К примеру, если есть проблема со стабильными поставками электроэнергии или владельцы помещений не проживают там постоянно
Если исходные данные неизвестные, то самым практичным способом исчислений является опытный. Для чего нужно слить всю воду из системы, а затем заполнить ее теплоносителем по новой.
При этом должен производиться замер, что можно делать с помощью счетчика или при использовании тары известного объема. После чего останется узнать нужные 10% объема теплоносителя, которые служат ориентиром при изготовлении или покупке бака.
Открытый расширительный резервуар считается устаревшим приспособлением, как и вся разновидность отопительной системы, в которой он используется. То есть такое оборудование является малоэффективным, так как его работа сопровождается внушительными теплопотерями, а прогрев осуществляется крайне медленно.
Тем не менее полная автономность, независимость, простота в обслуживании, доступная стоимость делают открытый бак востребованным вдалеке от стабильных условий крупных городов — на дачах, в деревнях и т.д .
Расширительный бак в системе отопления открытого типа
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.
Цены на расширительные баки
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. А скопление газа способно запереть радиатор или даже целый участок отопительного контура. Так что своевременное удаление газовых пузырьков – чрезвычайно важная задача.
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.
Варианты конструкции
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. То есть в баке всегда выдерживается текущее атмосферное давление. А в саму емкость врезаны патрубки – от одного в самом простом исполнении, до нескольких, различного предназначения.
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.
Давайте посмотрим на несколько возможных схем таких баков:
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.
Но уже говорилось, что бак должен размещаться в самой высшей точке, и очень часто этим местом становится чердачное помещение. То есть емкость располагается не на виду, и забираться каждый раз наверх, чтобы проверить уровень – крайне неудобно. Но этот контроль можно организовать и по-иному. Пример показан на схеме ниже:
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.
Это может выглядеть примерно так:
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. Положение трубы 1 может быть и иным, например, она может подводиться и снизу. Но в любом случае ее вваренный патрубок внутри бака должен расположиться выше выходного
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.
Какой объем бака потребуется?
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. Далее, предусматривается тот самый «переменный объем», который будет компенсировать расширение. Примерно на верхней границе этого объема врезается патрубок перелива. Ну и выше уровня воды до крышки обязательно должно оставаться свободное пространство. То есть в 5 процентов никак не уложишься.
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.
Задача может показаться архисложной. Но на деле это не так страшно – если воспользоваться нашим онлайн-калькулятором, к которому ведет ссылка (он откроется на отдельной странице).
Цены на расширительные баки ДЖИЛЕКС
Как рассчитать общий объем системы отопления?
Подбор расширительного бака – далеко не единственный случай когда этот параметр станется необходим. Например, это требуется при покупке теплоносителя-антифриза, при проведении некоторых расчетов смесительных узлов и т.п. С помощью нашего калькулятора расчета общего объема системы отопления читатель выполнит вычисления без особых проблем.
Обратите внимание – если вычисления производятся с целью определения оптимального объёма расширительного бака, то сам бак из расчетов следует исключить. Это сделать несложно – просто передвиньте ползунок слайдера в положение «0».
Недостатки открытой системы отопления
Итак, подведём итог по расширительному баку в открытой систем отопления.
Такие системы, кстати, еще не столь давно полностью преобладали. Хотя бы по той причине, что купить оборудование для системы закрытого типа было попросту невозможно. Но на сегодняшний день их, увы, приходится признавать устаревшими.
- Явным достоинством видится простота конструкции. В ряде случаев вообще практически не придется приобретать каких-то дополнительных материалов. При желании, вполне функциональный бак можно сделать «на коленке» из хранящегося в гараже «хлама».
- В открытой системе априори не может возникнуть опасного давления, так как она связана с атмосферой. Это отметает необходимость использования предохранительного клапана.
- Добавим к преимуществам еще и способность расширительного бака выступать в роли воздухоотводчика.
Но недостатков у системы открытого типа тоже весьма немало:
- Уже не раз отмечалось, что бак должен быть установлен в самой высокой точке системы. Хорошо, если в доме есть утепленный чердак. Но это бывает не всегда, и приходится предусматривать очень качественное утепление емкости, чтобы ее попросту не «прихватило» в сильный мороз.
- Если бак приходится устанавливать в помещениях (например, чердака и вовсе нет), то он, размещенный под потолком, явно не станет украшением интерьера.
- За уровнем воды в баке необходим постоянный контроль. Эта проблема, как мы видели, решаема, но тем не менее.
- Мало того что из-за негерметичности идет постоянный процесс испарения воды. Теплоноситель от контакта с воздухом насыщается кислородом, что активизирует коррозию на металлических деталях контура и в теплообменнике котла.
- Если вы заметили, речь выше шла исключительно о воде в роли теплоносителя. В открытых системах иного и быть не может – испарение дорогостоящего антифриза выглядит расточительством. Кроме того, многие антифризы при испарении – отнюдь не безопасны для здоровья. Так что если открытая система отопления планируется в доме, который часто зимой остается пустым, придётся сливать из нее воду.
- Невозможна такая система, если используется электродный котел. Его работа основана на принципе электрической проводимости теплоносителя, то есть важное значение имеет химический состав. А при неконтролируемом испарении оптимальная концентрация будет быстро теряться.
- Стабильное низкое давление в системе не всегда является преимуществом. Некоторые отопительные приборы, наоборот, показывают свои преимущества именно при повышенных показателях давления.
Как видите, недостатков – очень много. Поэтом более совершенной считается система отопления закрытого типа. Но в ней применяется уже совсем другой расширительный бак.
UNIPUMP — расширительные баки
Расширительные баки (экспанзоматы) с брендом UNIPUMP — рассчитаны для компенсации повышенного температурного расширения теплоносителя в замкнутых системах отопления и горячего водоснабжения (ГВС).
В изготовлении корпуса присутствует углеродистая сталь, а внешняя оболочка бака окрашена эмалью. Внутри корпуса находится мембрана из EPDM (синтетическая этилен/пропиленовая эластичная резина). В полость между корпусом бака и внешней поверхностью мембраны накачивается воздух.
Ознакомиться с инструкцией по монтажу и эксплуатацией вы можете здесь.
При повышении температуры теплоноситель расширяется и внутренняя эластичная мембрана растягивается, а при охлаждении — выдавливается из этой мембраны.
- диапазон рабочих температур составляет от 0 до +90оС;
- давление сжатого воздуха внутри расширительного бака составляет 1.5 bar;
- присоединительный размер — 1 дюйм (25 мм);
- расширительные баки UNIPUMP бывают объёмом 5, ,8, 12, 19, 24, 36, 50, 80 и 100 л. Устанавливаются в вертикальном и горизонтальном положении. На заказ могут изготавливаться расширительные баки с объёмом до 500 л.
При общности основной функции, конструкция расширительных баков может различаться. И главное различие кроется в особенностях самой системы отопления, которая может быть открытого или закрытого типа.
Для чего в принципе необходим расширительный бак?
На этот вопрос ответить проще всего. Даже тот, кто не особо хорошо учился в средней школе, наверняка знает просто по опыту жизни – при нагревании физические тела увеличиваются в объеме. И вода в этом плане не является исключением.
Температурное расширение характеризуется особой величиной – коэффициентом. Это, именно для воды – нелинейный показатель, во многом зависящий от температуры. Сам коэффициент показывает, во сколько раз увеличивается объем при нагревании жидкости на 1 градус.
Не будем здесь приводить всю таблицу коэффициентов для воды. Лучше проиллюстрировать это расширение известным физическим опытом.
Итак, в левой части рисунка показан резервуар, к котором до переливного отверстия помещается ровно 1 литр (1 дм³) воды, имеющей температуру + 4 °С. Это значение является для воды нулевой точкой отсчета. Под переливным патрубком установлена мерная емкость.
Воду в баке начинают нагревать. При повышении температуры плотность воды снижается, то есть при сохраняющейся равной ее массе наблюдается расширение объема. При нагреве до температуры + 90 °С в мерной емкости собирается порядка 36 мл воды – это объем, который стал избыточным и перешел через переливной патрубок.
Много это или мало? Вроде бы – пустяки. Но если рассматривать в более серьезном масштабе, то при изменении температур получаются уже весьма значительные колебания объема. Посудите сами – при 100 исходных литрах речь бы уже шла о 3,5 литрах избытка.
Если оставить воду в замкнутом объеме, то расширяться ей будет некуда – она является несжимаемым телом. Стало быть, по законам термодинамики в таких условиях начинает подниматься давление. А вот это – уже серьезно. Если давление в замкнутых контурах системы отопления превышает допустимый порог, то будет еще благополучным исходом, если все ограничится протеканием на узлах соединений труб или радиаторов. Но неконтролируемый рост давления может принести и куда более разрушительные последствия.
Чтобы не доводить ситуацию даже до незначительных аварий, в отопительной системе необходимо предусмотреть дополнительную емкость, которая была бы способна принимать и отдавать излишки воды (или любого иного жидкого теплоносителя), образующиеся при ее нагреве. Именно такая задача возложена на расширительный баки. Впрочем, даже их название говорит само за себя.
Принцип работы приспособления
Расширительный бак является частью простейших систем отопления, работающих согласно законов физики. Когда перемещение жидкости по трубам, радиаторам осуществляется самотеком, энергию для этого обеспечивает перепад давления.
В противном случае наличие бачка не будет давать нужного эффекта. Что не защитит от повышения давления, гидроударов и последующих за ними поломок.
Сам резервуар при холодном теплоносителе никакого участия в работе системы отопления не принимает.
Все меняется, когда жидкость разогревается до значительных температур и создает избыточное давление в трубах, радиаторах, так как в таких ситуациях ее излишек активно создается и выдавливается в расширительную емкость. Где он находится до момента остывания теплоносителя, после чего самотеком опять попадает в трубы и радиаторы, котел.
Описанная процедура выполняется циклично, то есть на протяжении всего периода эксплуатации резервуара.
Из-за того, что система отопления является открытой , как и сам бак, то компенсация последствий расширения не может выполняться без участия человека.
Причина в том, что теплоноситель, пребывая в прямом контакте с воздухом, испаряется, причем, чем больше он нагревается, тем активней происходит такая процедура.
В результате пользователю приходится регулярно осуществлять контроль наличного уровня воды. И по мере необходимости доливать ее.
Выполняется указанная операция с помощью ведра или другой емкости с водой. Это малоприятно, поэтому систему можно автоматизировать, организовав подачу воды от системы водообеспечения, причем от любой: локальной или централизованной.
Следует знать, что геометрические формы и точные расчеты в случае с открытой расширительной емкостью абсолютно не важны. Основным условием эффективной работы является размещение в самой верхней точке системы и наличие достаточного объема емкости до переливного патрубка
Кроме того, используя дополнительное оборудование описанную процедуру можно сделать полностью автономной.
Но в таком случае теряются важнейшие преимущества всех открытых баков и систем отопления:
- дешевизна ;
- полная автономность , то есть независимость от работоспособности, исправности и наличия в помещении каких-либо инженерных систем.
Все процессы в открытом баке происходят согласно естественному круговороту, без помощи насосов и прочего оборудования.
В результате для того, чтобы расширительный резервуар гарантированно был полезным, габариты самой системы должны быть умеренными, то есть не стоит использовать ее для обогрева коттеджей и зданий, площадь которых превышает 100 м².
Оптимальным местом размещения расширительных емкостей являются теплые чердаки. Так как там гарантированно будет самая высокая точка системы, а еще такое решение позволяет спрятать конструкцию с низкими эстетическими свойствами подальше от глаз
Если указанное правило игнорировать, то это может привести к существенным финансовым потерям, так как придется выполнять ряд переделок для обеспечения эффективности работы бака и всей системы, как одного целого.
Кроме того, должна быть ограничена высотность. Так как очень проблематично добиться ожидаемого результата при попытке обогрева таким способом более, чем двухэтажного здания.
Назначение бака в системах открытого типа
Указанное приспособление используется в системах отопления для предотвращения ее поломок при увеличении объема и давления теплоносителя, что происходит при нагревании.
Если быть точным, то при повышении температуры воды, циркулирующей в системе, от 5 до 100 °C ее объем становится на 4% больше. И это много, так как деться ей в трубах и радиаторах некуда — там нет свободного места.
В расширительный бак открытого типа выдавливаются излишки теплоносителя из системы отопления, что исключает поломку ее частей в результате возросшего давления. Которое возникает потому, что воду нельзя сжать, а сама она заметно увеличивается в объеме при повышении температуры. После остывания теплоноситель возвращается в систему отопления
В результате несколько сот грамм в небольшой системе отопления или несколько литров в достаточно крупной повышают давление до критических значений и приводят к возникновению мощных гидроударов .
Что влечет за собой выдавливание прокладок, поломку фитингов, радиаторов и дорогостоящий ремонт — все это в самый неподходящий момент.
А после того как температура теплоносителя снизится, его излишки опять становятся необходимыми для эффективного функционирования системы, поэтому они должны быть возвращены, причем в полном объеме. В случае испарения запасы жидкости необходимо пополнять.
Расширительный бак для системы отопления закрытого типа
Основными преимуществами такого бака можно считать его компактность и возможность установки на любом участке системы отопления. То, что его часто рисуют на схемах, смонтированным на трубе «обратки» в непосредственной близости от насосного узла – это, действительно, рекомендуемое положение. Но никаких серьезных ограничений нет и по выбору иного места.
Цены на расширительные баки Wester
То, что бак герметичен, означает, что давление в системе может повышаться до весьма значимых показателей. Это предопределяет необходимость наличия в контуре «группы безопасности». В состав такой группы традиционно включаются предохранительный клапан, настроенный на определенный верхний порог давления, автоматический воздухоотводчик и контрольно-измерительный прибор – манометр или манометр совмещенный с термометром.
Вряд ли это можно в полной мере отнести к недостаткам – скорее, это эксплуатационные особенности системы. Так что единственным «минусом» закрытого расширительного бака может считаться необходимость его приобретения. Но за комфортность в пользовании системой не грех и заплатить.
Кстати, очень многие современные котлы отопления, особенно – настенного исполнения, уже изначально оснащены встроенным расширительным баком нужного объема. Так что и покупать и устанавливать уже ничего не придется.
Устройство и принцип работы расширительного бака для закрытой системы отопления.
Устройство бака – довольно простое. Конструкция может несколько различаться, но принцип сохраняется во всех моделях
А заключается принцип в том, что герметично закупоренный объем разделен на две камеры эластичной перегородкой. Одна камера, водяная, подключается через патрубок к контуру системы отоплена. Вторая – воздушная, в которой предварительно создаётся определенный уровень давления.
Устройство можно проиллюстрировать следующей схемой:
Корпус бака (поз. 1) обычно представляет собой сборную штампованную металлическую конструкцию. Цилиндрическая форма является «классической» но встречаются и другие варианты, внутри стенки обработаны антикоррозионным составом, снаружи наносится защитное эмалевое покрытие. Цвет должен быть красным. Дело в том, что в продаже представлены и баки-гидроаккумуляторы, которые и внешне, и по своему устройству мало отличаются от расширительных. Но их синий цвет говорит о том, что они не рассчитаны на работу в условиях высоких температур. Так что полной взаимозаменяемости здесь нет.
На корпусе обязательно имеется установленный резьбовой патрубок (поз.2), через который расширительный бак будет подключаться к контуру отопления. Некоторые производители сразу комплектуют свои изделия и фитингами с накидной гайкой-американкой – так процесс установки бака будет еще проще.
С противоположной стороны корпуса обычно имеется ниппель или золотник (поз. 3), очень похожий на велосипедный, через который производится подкачка воздушной камеры до требуемого уровня давления в ней.
Главной деталью этой конструкции является мембрана (поз. 6), которая делит внутренний объем бака на две камеры. Она изготавливается из материала с высокой эластичностью и предельно низким показателем диффузии. Ранее для этих целей чаще применялся каучук, но такие мембраны все же не отличались долговечностью. В современных приборах обычно используются этилен-пропиленовые или бутиловые.
Итак, мембрана делит бак на водяную камеру (поз. 4), расположенную со стороны патрубка, и на воздушную (поз. 5) – со стороны ниппеля. А объем этих камер – величина переменная.
- Как уже говорилось, в воздушной камере предварительно создается избыточное давление (обычно в пределах от 1 до 1,5 атмосфер). Под его воздействием мембрана опускается вниз, и водяная камера до заполнения системы имеет минимальный объем.
- Система заполнена теплоносителем и запущена. В контуре при этом создаётся определенное рабочее давление (оптимальное для данной системы). Мембрана при этом несколько изгибается – объем водяной камеры возрос.
- По мере нагрева, теплоноситель увеличивается в объеме. Единственное место в системе, где этот «излишек» может вместиться – это водяная камера бака. Значит, ее объём увеличивается еще больше, а в воздушной камере, значительно из-за этого уменьшившейся, возрастает давление газа.
- Теплоноситель остывает, уменьшаясь в общем объеме – давление газа отжимает мембрану вниз. То есть в любой момент достигается необходимый баланс, в системе поддерживается оптимальное значение давления.
- Ну а если что-то пошло нештатно, и теплоносителю расширяться больше некуда (например, подвела термостатическая автоматика системы), то сработает предохранительный клапан «группы безопасности», стравив излишки жидкости и восстановив равновесие – пока не будет выявлена и устранена причина.
Кстати, в некоторые моделях расширительных баков у же в самой их конструкции предусмотрено наличие предохранительного клапана.
Мембрана может иметь и другую форму. Так, достаточно широко применяются баки баллонного типа. Особенности их устройства показано на схеме ниже.
В таких баках мембрана выполнена в форме эластичного баллона (поз.1), края которого герметично закреплены во фланце с входным патрубком (поз. 2). По сути, этот баллон и становится водяной камерой бака. А все остальное пространство – это воздушная камера (поз. 3) с предустановленным в ней давлением. При расширении теплоносителя стенки баллона растягиваются, он приобретает грушевидную форму (фрагмент справа). Объем воздушной камеры уменьшается, давление в ней растет – и далее все, как и в уже описанном выше примере.
Кстати, такие баки пользуются довольно широкой популярностью за то, что в них не составляет труда заменить вышедшую из стоя мембрану – благодаря фланцевому ее креплению. Мембранные же баки очень часто ремонту просто не подлежат.
Какой объем должен быть у расширительного бака в закрытой системе отопления?
В продаже представлены линейки моделей расширительных баков с широким разнообразием объемов. Какой выбрать для своей системы? Чтобы определиться с этим параметром, лучше всего произвести небольшой расчёт.
Формула для вычислений такова:
Vб = Vс × k / D
Vб — искомый объем бака (минимальный).
Vс — общий объем системы отопления. О том, как его можно определить, уже говорилось выше.
k — коэффициент температурного расширения теплоносителя.
Здесь – чуть подробнее. Дело в том, что если вместо воды применяется антифриз, то показатели расширения могут быть совершенно иными, и зависеть и от температуры, и от концентрации гликолевых добавок.
Подобрать нужное значение поможет таблица, размещенная ниже:
D — коэффициент эффективности расширительного бака. Он, в свою очередь, определяется по следующей формуле:
D = (Qm – Qб) / (Qm + 1)
Под буквенными обозначениями кроются следующие величины:
Qm — верхний порог допустимого давления в системе отопления. То есть это — именно тот показатель, под который настраивается усилие срабатывания предохранительного клапана в «группе безопасности».
Qб — предварительно созданное давление в воздушной камере расширительного бака. Если бак уже имеет такую подкачку, то это значение будет указано в паспорте. Но часто давление задают самостоятельно с помощью обычного автомобильного насоса и с контролем по автомобильному же манометру. О величине уже говорилось – как правило, в диапазоне от 1,0 до 1,5 атмосфер.
Еще одна небольшая рекомендация. В системах, где циркуляция осуществляется по принудительному принципу (а так чаще всего и практикуется), желательно не ставить бак объемом менее 12 ÷ 15 литров, независимо от полученного результата.
Ознакомьтесь с важнейшим элементом системы, а именно с расширительным баком для холодной воды, из нашей новой статьи на нашем портале.
Сложно ли установить мембранный расширительный бак самостоятельно?
Нет, никаких трудностей у хозяина, владеющего азами сантехнического монтажа, возникнуть не должно.
Смотрим на схему – по ней все должно стать понятно:
Положение бака в пространстве может быть любым. Но все же наиболее предпочтительным является именно такое – с патрубком входа снизу. Это позволяет более эффективно бороться с пузырьками газа в теплоносителе.
«Классическое» расположение расширительного бака (поз. 5) – на трубе «обратки», как можно ближе к ее входу в котёл отопления (поз. 2).Но при этом – до циркуляционного насоса (поз. 3), чтобы возможные завихрения потока не мешали корректной работе бака.
На трубе «обратки» врезается тройник (поз. 4). Каким образом – это уже в зависимости от вида применяемых в контуре труб.
Между тройником и баком необходимо предусмотреть установку шарового крана (поз. 7). Это позволит в случае необходимости провести демонтаж прибора, не прибегая к сливу теплоносителя изо всей системы. Высота расположения этого крана – как удобно владельцу, и ее можно легко установить монтажом соединительного отрезка трубы соответствующей длины (поз. 9). На этом участке возможен и изгиб или поворот – если это видится необходимым. На работоспособности бака это не скажется.
А вот между краном и патрубком бака (поз. 6) лучше всего предусмотреть разъемное соединение (поз. 8) – с накидной гайкой—«американкой». Тогда демонтаж и обратная установка бака вообще не будут представлять никакой сложности.
На самом же бачке «вмешательства» мастера – минимальные. Однако рассмотрим некоторые нюансы:
Все, можно открывать кран и заполнять систему. Безусловно, сразу проверяется герметичность соединений, если нужно – производится их подтяжка. На этом работу можно считать законченной.
В завершение – видеосюжет, в котором мастер делится своим опытом установки расширительного бака и объясняет, почему считает этот способ оптимальным.
Характерные черты открытого бака
Такие резервуары являются крайне простыми — в качестве расширительного бака всегда может использоваться обычное ведро, специально изготовленная емкость из подручных материалов, канистра, что-либо подобное.
Конструкционные особенности емкости
Главными требованиями к конструкции являются:
- наличие достаточного объема;
- отсутствие герметичности.
То есть допускается даже отсутствие крышки, хотя она желательна — защищает от попадания в систему отопления частиц грязи.
Резервуар, который планируется использовать в качестве расширительного бака, должен быть оснащен патрубком, к которому подводится труба от системы отопления . Это единственное обязательное приспособление.
Конструкция любого расширительного бака крайне проста — он представляет собой обычную емкость, оснащенную одним или несколькими входами/выходами. Что позволяет излишкам жидкости накапливаться, сливаться. Самые технологичные резервуары оборудованы подводом воды, сливным краном, который нужен для транспортировки воды в канализацию при слишком больших объемах ее излишков
Но для комфорта и исключения мелких неприятностей желательно использовать следующие аксессуары:
- Переливной шланг или трубу — такой элемент конструкции необходим в случае переполнения расширительного бака. То есть этот элемент конструкции, отводя жидкость в канализацию или просто за пределы здания, исключает возможность его затопления.
- Трубу водоснабжения — она необходимо для пополнения системы отопления водой. Без нее вполне возможно обойтись, но следует понимать, что указанную процедуру придется производить с ведром в руках. Хотя в последнем случае конструкция будет более дешевой.
Поскольку расширительные емкости нередко устанавливаются на чердаках, то следует позаботиться о ее теплоизоляции. Что исключит замерзание жидкости и выход всей системы из строя.
В качестве теплоносителя может использоваться только обычная вода. Потому что современные эффективные антифризы в открытых резервуарах быстро испаряются. Что ведет к существенному удорожанию всей процедуры отопления помещения.
Кроме того, испарения антифризов почти всегда являются токсичными, что сказывается на здоровье жильцов. Больше о видах теплоносителей для системы отопления и их особенностях мы рассказали в этом материале .
Форма и материал изготовления
Форма бака принципиального значения не имеет, поэтому может быть любой:
- круглой;
- прямоугольной;
- трапециевидной и т.д.
Материалом изготовления может быть любой металл или даже пластик, но поскольку теплоноситель может разогреваться до значительных температур, то он должен быть термостойким.
Этот рисунок помогает понять принцип работы расширительного бака. На изображении слева показан теплоноситель в холодном состоянии. Ему с избытком хватает предоставленного объема. Но, когда начинается разогрев (рисунок справа), то скоро возникает избыток воды. На самом деле лишней жидкости немного, но этого вполне хватит для того, чтобы найти слабое место в системе и образовать течь или привести к поломке оборудования
В продаже есть различные варианты открытых расширительных бачков, среди которых несложно подобрать наиболее подходящий. Или же смастерить из подручных материалов самодельный резервуар, который будет исполнять роль расширительного бака.
