Система отопления всегда играет важную роль в обогреве жилища и создании уюта в доме, поэтому важно, чтобы ее каждая основная часть эффективно выполняла возложенную на нее функцию. Поэтому в этой статье разберем какие типы расширительных баков существуют.
Что из себя представляет расширительный бак?
Для начала, расширительный бак — неотъемлемый элемент систем отопления в частных домах. Его основным предназначением является предотвращение разрыва кранов и труб в момент расширения теплоносителя. Проще говоря, если имеется избыток тепловой энергии, то расширительный бак принимает ее на себя и не допускает чрезмерное увеличение объема теплоносителя. Грамотное использование этого элемента позволяет избежать выхода из строя других частей системы отопления. Расширительные баки ограничены двумя вариантами: открытые и закрытые.
Расширительный бак открытого типа
Бак открытого типа представляет собой открытую емкость. В нее можно долить теплоноситель. Она не требует обязательного применения запорной арматуры и резиновой мембраны. В расширительном баке открытого варианта не обязательной является даже крышка. Жидкость в этом случае жидкость доливается обычным ведром, но существует возможность вывести специальный водозаборный кран.
Открытые расширительные баки имеют ряд недоставков:
- сложность монтажа в верхней точке отопительной системы;
- низкое давление; коррозия металла;
- необходимость постоянно контролировать уровень жидкости и доливать ее.
Открытые баки используют в системах с естественной циркуляцией. Поговорим о следующем варианте расширительных баков.
Расширительный бак закрытого типа
Закрытые баки или «мембранники» применяют в тех отопительных системах, где циркуляция теплоносителя обеспечивается насосом. «Мембранник» представляет собой герметичную емкость, в которой установлена специальная мембрана. Она изготавливается из технической резины. Бак для отопительной системы окрашен в красный цвет. Существует закрытый расширительный бак для организации горячего водоснабжения. Он, в свою очередь, окрашен синим цветом, а мембрана, установленная в нем делается из пищевой резины. Мембрана разделяет емкость на два отсека. В верхнем находится любой инертный газ или воздух, а нижний предназначен для излишков теплоносителя.
При росте температуры он попадает в емкость. Соответственно, объем газового отсека снижается, давление в камере с воздухом увеличивается и компенсирует повышенное давление в системе. Если же температура теплоносителя снижается, то происходит обратный процесс: теплоноситель при остывании сжимается, а воздух выталкивает его в систему. Мембрана может быть фланцевой (то есть сменной) или несменной. Несменная мембрана гораздо более выгодна в плане стоимости. Она жестко закрепляется по периметру емкости. Когда она находится в исходном положении, то является жестко прижатой к внутренней поверхности по причине того, что газ заполняет весь объем.
Для того, чтобы предотвратить повреждения мембраны в больших отопительных системах используют манометр. Он позволяет контролировать давление. Если достигнуто его максимально допустимое значение (3,5-4 бар), то срабатывает предохранительный клапан.
Использование сменной мембраны более предпочтительно по следующим причинам:
- в случае повреждения мембраны ее можно заменить через фланец;
- существуют изделия как горизонтального так и вертикального исполнения: это позволяет разместить бак даже в небольшом помещении;
- сменная мембрана имеет максимально допустимую величину давления больше, чем несменная.
У закрытого типа расширительных баков есть ряд преимуществ перед открытым:
- его не обязательно выносить наверх системы, что позволяет уменьшить длину используемых труб и затратить меньше средств;
- отсутствует риск испарения теплоносителя;
- он имеет меньший размер по сравнению с открытыми баками;
- благодаря отсутствию воздуха нет вероятности развития коррозии труб и узлов;
- закрытая система отопления может работать даже в условиях высокого давления;
- низкие эксплуатационные расходы.
Посмотрите подробное видео, чтобы больше разобраться в расширительных баках
Источник: eurosantehnik.ru
Расчет расширительного бака
Для начала немного уточним информацию: расширительные емкости открытого типа (атмосферные) могут ставиться и на системы с принудительной циркуляцией, это выбор домовладельца. Мы заострили на этом внимание, поскольку изготовить в домашних условиях мембранный бачок закрытого типа вряд ли получится, а вот открытый – без проблем.
Но вначале надо понять, какие у него будут размеры, а для этого провести соответствующий расчет.Не вдаваясь в дебри формул, применим старый проверенный способ определения вместительности бачка. Зная, что при нагревании от 20 ºС до 80 ºС вода прибавляет в объеме ориентировочно 4—5%, посчитаем количество воды в системе. При этом следует учесть:
- объем котлового бака – по технической документации производителя;
- вместительность радиаторов – по паспорту на изделие;
- количество теплоносителя в трубах.
Расчет объема воды в трубах достаточно прост. Измеряются длины всех магистралей и подводок с распределением по диаметрам. Затем просчитывается площадь поперечного сечения трубы каждого диаметра и умножается на ее протяженность. Все результаты складываются и получается общее количество воды, к которому прибавляется объем теплоносителя в котле и батареях.
Взяв 5% от общего количества и прибавив еще 5% запаса, определяем, что расширительные бачки открытого типа должны вмещать десятую часть от того, что есть в системе. Ну а зная объем, нетрудно определиться с размерами емкости.
Конструкция емкости
Форму бака можно принять круглой или прямоугольной, это не имеет особого значения. Просто прямоугольный резервуар сделать немного проще. В то же время при больших объемах жидкости квадратный бак потребует усиления стенок, что утяжеляет всю конструкцию. А ведь ее надо поднять на чердак. Круглый сосуд можно изготовить из трубы, но к нему сложнее приладить крышку, да и вместительность его будет меньше. Выбирать вам.
Примечание. Часто домовладельцы, чтобы долго не возиться, делают расширительный бак открытого типа из всяких пластиковых емкостей – ведерок, обрезанных канистр и так далее. Но нам нужен добротный резервуар из металла, поэтому рассуждать о канистрах мы не будем.
В общем случае бак представляет собой металлическую емкость с открытой верхней частью, закрываемой крышкой. В корпус изделия врезаны патрубки для присоединения отопительной системы и шланга перелива. Есть и более совершенная конструкция, где патрубков – 4, функции каждого из них обозначены на схеме:
Тут есть подающая и обратная ветка, присоединяемые к обратной магистрали, чтоб вода не застаивалась, а также контрольный патрубок минимального уровня. Последняя функция очень удобна в эксплуатации, не нужно лезть на чердак, чтобы убедиться в наличии воды. Правда, при таком варианте усложняется и монтаж, придется прокладывать своими руками дополнительные трубки через перекрытия.
Многие домовладельцы обходятся двумя патрубками – для теплоносителя и перелива. При добавлении в систему воды открывают кран и следят за шлангом, выведенным на улицу. Кран подпитки закрывают, когда из шланга побежит вода, но тогда бак полон до краев и при нагреве из него еще долго вытекает теплоноситель через перелив.
Существует и другая конструкция самодельной емкости, хотя ее трудно назвать открытой. Внутреннее пространство бака не сообщается с атмосферой и заполнено водой только наполовину. Оставшаяся часть занята воздухом, играющим роль демпфера при расширении теплоносителя. Этот бак системы отопления имеет трубу для пополнения воды, слива и присоединения к сети трубопроводов. Конструкция показана на рисунке:
Изготавливать и применять такую емкость не стоит и вот почему. При работе системы внутри нее появится избыточное давление, так как выхода для воздуха нет, только аварийный клапан. Значит, под давлением начнется активная диффузия кислорода в теплоноситель, с чем постоянно борются производители полимерных труб. Насыщенная кислородом вода разрушает в первую очередь стальные детали котла.
Изготовление и установка
Чтобы самому изготовить расширительный бачок системы отопления, нужно иметь листовой металл, обрезки труб разных диаметров и пару уголков на тот случай, если надо усилить стенку или выполнить крепление емкости по месту. Из инструментов и приспособлений потребуются:
- сварочный аппарат;
- угловая шлифовальная машина;
- дрель;
- набор слесарного инструмента;
- рулетка, угольник.
Примечание. Часто можно услышать совет, что емкость лучше сварить из нержавейки. Совет дельный, он актуален, когда система смонтирована из полимерных или нержавеющих труб. Если же все сделано из металла, то беспокоиться не о чем, можно варить из простой «черной» стали.
Как сварить коробку, знает любой домашний мастер, имеющий навыки сварочных работ. Потом в открытый расширительный бак врезаются патрубки и герметично обвариваются. Крышка изготавливается неплотной, чтобы воздух свободно проходил внутрь. Когда все готово, остается лишь проверить сварочные швы на проницаемость и установить емкость на место, как показано на схеме:
Чтобы зря не обогревать чердачное пространство, после монтажа корпус бака нужно хорошо утеплить, для этой цели подойдут маты или плиты из минеральной ваты. Либо можно обклеить корпус листами пенопласта. Еще некоторые мастера-умельцы автоматизируют подпитку бака с помощью «унитазного» поплавкового комплекта, но это не слишком надежный вариант. Припомните, как часто журчит у вас дома унитаз и вы поймете, о чем речь.
Заключение
Если ваша система водяного отопления предусматривает использование атмосферного расширительного бака, то тратить деньги на его приобретение не всегда имеет смысл, проще сделать своими руками. Даже если вы далеки от сварочного дела, то за такую простую работу мастер возьмет меньше, чем придется уплатить за готовое изделие.
Источник: cotlix.com
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:
- открытый расширительный бак для отопления;
- закрытый расширительный бак со сменной или несменной (диафрагменной) мембраной (прочитайте: “Делаем подбор расширительного бака для отопления”).
Открытые расширительные баки
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.
Источник: teplospec.com
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.
Интересно, что вода обладает еще одним уникальным качеством – начинает увеличиваться в объеме и при остывании ниже порога в +4 °С, то есть при замерзании – переходе в твёрдое агрегатное состояние. Но это сейчас к теме нашего рассмотрения не относится.
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.
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.
Расширительный бак в системе отопления открытого типа
Специфика расположения открытого бака
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.
Как рассчитать общий объем системы отопления?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.
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
Расшифровываем обозначения:
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:
| Температура нагрева теплоносителя, °С | Содержание гликоля, % | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0% (вода) | 10% | 20% | 30% | 40% | 50% | 70% | 90% | |
| 0 | 0.00013 | 0.0032 | 0.0064 | 0.0096 | 0.0128 | 0.016 | 0.0224 | 0.0288 |
| 10 | 0.00027 | 0.0034 | 0.0066 | 0.0098 | 0.013 | 0.0162 | 0.0226 | 0.029 |
| 20 | 0.00177 | 0.0048 | 0.008 | 0.0112 | 0.0144 | 0.0176 | 0.024 | 0.0304 |
| 30 | 0.00435 | 0.0074 | 0.0106 | 0.0138 | 0.017 | 0.0202 | 0.0266 | 0.033 |
| 40 | 0.0078 | 0.0109 | 0.0141 | 0.0173 | 0.0205 | 0.0237 | 0.0301 | 0.0365 |
| 50 | 0.0121 | 0.0151 | 0.0183 | 0.0215 | 0.0247 | 0.0279 | 0.0343 | 0.0407 |
| 60 | 0.0171 | 0.0201 | 0.0232 | 0.0263 | 0.0294 | 0.0325 | 0.0387 | 0.0449 |
| 70 | 0.0227 | 0.0258 | 0.0288 | 0.0318 | 0.0348 | 0.0378 | 0.0438 | 0.0498 |
| 80 | 0.029 | 0.032 | 0.0349 | 0.0378 | 0.0407 | 0.0436 | 0.0494 | 0.0552 |
| 90 | 0.0359 | 0.0389 | 0.0417 | 0.0445 | 0.0473 | 0.0501 | 0.0557 | 0.0613 |
| 100 | 0.0434 | 0.0465 | 0.0491 | 0.0517 | 0.0543 | 0.0569 | 0.0621 | 0.0729 |
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.
Чтобы не заставлять читателя проводит вычисления вручную, ниже размещен удобный калькулятор, который выполнит расчет буквально за секунды.
Калькулятор расчета минимального объема расширительного бака для закрытой системы отопления
Перейти к расчётам
В программу калькулятора уже внесены значения коэффициентов температурного расширения при среднем уровне нагрева воды или антифризов разной концентрации до 75 градусов.
Пользователь может сам решить, как ему провести расчет – или с указанием точного объема системы отопления (ссылка на калькулятор давалась выше), или примерно отталкиваясь от мощности отопительного котла.
Полученное значение будет минимальным. То есть при выборе бака рассматривают модели с объёмом выше (или о крайней мере – не ниже) полученного результата.
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.
Источник: stroyday.ru