Расширительный бак является одним из важнейших элементов отопительной системы. Данная конструкция выглядит как емкость, частично заполненная воздухом. Установку расширительного бачка можно выполнить своими руками, но важно понимать, что это очень ответственная работа, требующая грамотного и продуманного подхода. Порядок монтажа будет меняться в соответствии с типом имеющейся системы обогрева.

Для систем обогрева закрытого типа предназначены соответствующие закрытые бачки. По своей конструкции они имеют вид герметично закрытой капсулы, состоящей из двух секций, разделенных при помощи резиновой мембраны. Именно поэтому профессионалы довольно часто называют такой агрегат мембранным расширительным бачком.

Для монтажа закрытого бака подходит практическое место. Единственный важный момент – бак нельзя устанавливать сразу же за циркулярным насосом, т.к. подобное размещение станет причиной чрезмерных перепадов давления в отопительной системе.

Рассматриваемые расширительные бачки функционируют по предельно простой схеме: теплоноситель нагревается, в результате чего происходит увеличение его объема, затем излишки теплоносителя заполняют пространство в установленном мембранном баке. Это позволяет предотвратить возрастание давления по системе выше допустимого уровня.

Чтобы функции и порядок использования бака были более понятны, следует рассмотреть эти моменты на примере наиболее популярного агрегата – двухконтурного котла, работающего на газу. Закрытые системы комплектуются дополнительными бачками в тех ситуациях, когда обычной емкости газового отопительного котла оказывается недостаточно для нормализации давления.

Физические свойства воды таковы, что с увеличением ее температуры она увеличивается в размере. Для компенсирования излишков, образующихся в процессе нагрева, газовые агрегаты комплектуются стационарными бачками. В том случае, если расширение воды начинает приводить к повышению уровня давления в отопительных трубах, происходит открытие специального клапана и определенное количество теплоносителя заходит в установленный вами бак. При снижении же температуры жидкость уходит из бачка и идет в батареи. То есть в отопительных радиаторах все время поддерживается одинаковое количество воды, требуемое для равномерного и качественного обогрева.

Стандартный объем стационарного расширительного бака, входящего в состав двухконтурного газового котла, составляет порядка 8 л. Для нормальных условий эксплуатации данной емкости более чем достаточно. Но при необходимости обеспечения обогрева помещений с большой площадью нужно устанавливать соответствующее количество батарей, что приводит к увеличению объема теплоносителя, т.е. воды. И в подобных ситуациях объема стационарного расширительного бака может оказаться слишком мало.

При недостаточном объеме бака с большой долей вероятности случится аварийный выброс жидкости из отопительного котла, что является абсолютно недопустимым. В результате аварийного выброса уровень давления в системе может уменьшиться настолько сильно, что агрегат попросту не сможет начать работать в автоматическом режиме. И если владелец своевременно не добавит недостающую жидкость, система может разморозиться либо даже полностью выйти из строя.

Чтобы избежать подобных неблагоприятных последствий систему надо оснастить дополнительным расширительным бачком. При полном заполнении основного бака теплоноситель начнет переходить в дополнительно установленную емкость, что позволит не допустить аварийного выброса воды из котла. Объем теплоносителя и давление в отопительной системе будут поддерживаться на постоянном уровне.

Перед установкой бак обязательно настраивается. Вся настройка сводится к тому, что он переворачивается кверху дном и с него удаляется пластиковая заглушка. Под заглушкой находится ниппель. К этому ниппелю подключается обыкновенный насос и из емкости стравливается воздух. Далее емкость нужно накачать воздухом, пока уровень давления в ней не поднимется до в 1,1 кПа. В системе же обогрева давление должно на 0,1-0,2 кПа превышать аналогичный показатель для устанавливаемого расширительного бачка. Только после такой настройки емкость можно будет располагать в отведенном для нее месте.

Открытые системы работают по принципу естественной циркуляции, при которой теплоноситель находится в постоянном контакте с открытым воздухом. В данном случае контакт осуществляется непосредственно через устанавливаемый расширительный бак.

Центральные отопительные системы комплектуются бачками с традиционным верхним разливом. Такой агрегат имеет вид герметичной емкости, оснащенной сбросным вентилем и водозаборным краном. Устанавливать краны Маевского в такой ситуации нельзя, т.к. суммарное количество воздуха для частного дома чересчур большое и его попросту не удастся стравить через подобный кран за допустимое время.

Открытый бак выглядит как обыкновенная емкость с открытой верхней частью. Обычно комплектуется крышкой, предназначенной по большей мере для защиты от разнообразного мусора. Периодически в такой бак нужно добавлять воду, чтобы компенсировать объем испарившейся жидкости.

Расширительный бак является практически абсолютно нетребовательным агрегатом, который можно установить, как уже отмечалось, почти в любом доступном месте. В открытых системах и в случае с централизованным отоплением все максимально просто: емкость размещается с верхней стороны такой системы обогрева. Это наиболее оптимальный и эффективный вариант. Уклон розлива и наклон разводки должны быть такими, чтобы воздух вытеснялся именно в бак.

При отсутствии возможности обеспечения уклона по всей протяженности отопления, карман, предназначенный для скопления воздуха, необходимо оснастить дополнительным расширительным бачком. Он устанавливается на одном уровне с основным агрегатом. При недостаточном объеме кармана вполне можно обойтись простыми воздухосбросника ми.

Расширительный бак обязательно устанавливается и в закрытой отопительной системе, т.к. без этой емкости воздух в батареях и трубах будет способствовать их более быстрой коррозии. В случае с закрытой системой для монтажа вовсе необязательно выбирать подходящее место с верхней стороны контура, подойдет почти любое место.

Чаще всего расширительный бак обустраивается перед насосом на прямой протяженности трубы. В этих местах отмечается практически ламинарное течение жидкости, благодаря чему не будут допускаться частые перепады давления в бачке.

Руководство по монтажу бака

Первый этап – подготовка к работе. В соответствии с общей схемой сначала для монтажа емкости нужно отключить отопительный котел от электросети, перекрыть подачу воды к котлу, а затем слить жидкость из радиаторов. Дополнительно можете открыть т.н. краны Маевского, благодаря этому будет обеспечен более эффективный и быстрый слив воды.

Подготовьте ваш расширительный бак к установке и дальнейшему использованию. В случае если для соединения элементов системы планируется использовать полипропиленовые трубы, подготовьте специальный паяльник для их скрепления между собой. Также понадобятся стандартные элементы вроде уголков, муфт и т.д. Что касается фитингов, то лучше всего использовать «американку». Такой фитинг позволит без лишних затруднений снимать емкость в будущем для проведения профилактических и ремонтных работ.

Фитинг «американка» состоит из 2-х основных элементов. Первую часть такого фитинга нужно прикрепить к резьбе, имеющейся на расширительной емкости. Вторая часть прикрепляется к первой. Ко второй части припаивается полипропиленовая труба. Перед прикручиванием фитинга к расширительному бачку намотайте на место резьбового соединения уплотнитель (обычно используется лен) и дополнительно нанесите немного специальной уплотнительной пасты. Прикрутите первую часть фитинга-американ ки с помощью обычного газового ключа.

Второй этап – укладка полипропиленовых труб. Убедитесь, что из системы слита вся вода, и переходите к устройству труб. Там, где будет устанавливаться тройник, труба разрезается с помощью специальных ножниц. Припаяйте тройник, а к нему – трубу. Далее необходимо припаять запорный кран. Благодаря нему в будущем можно будет ремонтировать бак без необходимости удаления воды из системы. Спаяйте полипропиленовые трубы так, чтобы последняя из них в дальнейшем могла соединиться с расширительным баком.

Третий этап – подключение расширительной емкости. Вам нужно прикрутить американку к емкости. После этого смело приступайте к размещению бака в выбранном для него месте. Лучше всего установить бак в углу, на ровном полу, в таком месте, чтобы в дальнейшем к емкости можно было свободно проходить для ремонта и пр.

Четвертый этап – проверка и замена фильтров и картриджей. Пока вы не запустили в трубы теплоноситель, тщательно промойте фильтр очистки водой. Предварительно снимите его. Заодно выполните замену картриджа магистрального фильтра. Он устанавливается непосредственно после насоса.

Пятый этап – подготовка и запуск системы. После того как все элементы будут размещены на своих местах и выполнены требуемые соединения, можно приступать к подготовке бачка к использованию. Восстановите подачу воды. Пусть батареи заполняются жидкостью, пока уровень давления в них не вырастет примерно до показателя в 1,3 кПа. Далее вам необходимо стравить из трубопроводов воздух, перекрыть краны Маевского и запустить отопительное оборудование для прогрева помещений.

Рекомендации по стравливанию воздуха и оптимальным значениям давления приводились ранее. Если уровень давления поднимется выше 1,1 кПа (а именно это значение было выставлено при настройке бака) лишняя вода перейдет в бачок. При уменьшении же уровня давления теплоноситель направится в батареи. Благодаря этому будет обеспечиваться нормальная работа отопительной системы.

Таким образом, в установке элемента под названием расширительный бак нет ничего сверхсложного. Во всем следуйте инструкции, помните о главных рекомендациях и все будет в лучшем виде. Удачной работы!

Видео – Расширительный бак для отопления своими руками

Любая автономная система отопления имеет расширительный бак. Это устройство необходимо для компенсации избытка теплоносителя вследствие его температурного расширения. Расширительные баки для отопления предупреждают гидродинамическое повреждение трубопроводов и кранов.

Современные проекты сантехнических систем и инженерных коммуникаций предусматривают чаще всего закрытую отопительную систему. Расширительный бак на отопление является одним из обязательных элементов таких систем.

Повсеместное внедрение закрытых систем стало происходить благодаря очевидным их преимуществам:

• Полная изолированность от внешней среды, что препятствует попаданию воздуха в отопительную сеть;
• Возможность установить мембранный расширительный бак системе отопления в помещении котельной или другом удобном помещении;
• Сниженная потребность в пополнении теплоносителем системы.

Назначение расширительных баков

Расширительные баки для систем отопления всех типов имеют одну главную задачу – обеспечить работу всех элементов отопительной сети и сделать ее безопасной, надежной и долгой. Как эта задача будет выполняться, зависит от того, правильно ли был выбран и установлен этот бак. Расширительный бак системы отопления имеет такую конструкцию, которая позволяет перераспределять избыточный объем теплоносителя по трубопроводу .

Эти устройства имеют много полезных свойств. Например, расширительные бачки для отопления можно устанавливать в любом помещении, а также они позволяют избегать попадания воздуха в систему. Расширительный бак в системе отопления препятствует образованию коррозии. Кроме этого не происходит потеря тепла из-за испарения воды из системы.

Принцип подбора

Подбор расширительного бака для отопления осуществляется таким образом, чтобы компенсировать дополнительный объем теплоносителя, который образуется при температурном расширении. В точке подключения аппарата, давление необходимо устанавливать на уровне статического давления в этой точке сети при неизменной температуре.

По этой причине правильное функционирование элементов сети отопления напрямую связано с тем, где установлен расширительный бак.

Важно!
Открытый бачок следует устанавливать в самой высокой точке системы, чтобы устранить возможность попадания воздуха в систему.

Если расширительный бак был установлен неправильно или его объем недостаточен, то это может привести к выходу из строя всей системы. Поэтому важен его правильный выбор.

Важно!
Давление в баке должно быть выше, чем гидродинамическое давление в его середине.
Если давление будет ниже, то теплоноситель будет проникать внутрь бака при заполнении системы.
В результате при увеличении объема теплоносителя не будет возможности для компенсации избыточного объема.

Чтобы компенсировать необходимое большее гидростатическое давление внутри системы, перед установкой бачка для повышения давления можно использовать обычный пневматический насос.

Типы расширительных баков

Расширительные баки бывают двух типов:

• открытые;
• закрытые (мембранные).

Из расширительных баков открытого типа теплоноситель испаряется и, следовательно, возникает необходимость регулярного пополнения теплоносителя.

Цена открытого бака существенно выше, чем закрытого, поскольку он требует специальной установки вверху сети и дополнительное утепление, чтобы предотвратить замерзание воды зимой. При использовании бака такого типа воздух попадает в систему. Это приводит к коррозии. Срок службы системы при этом становится меньше.

Закрытый расширительный бак лишен этих недостатков. В баке такого типа обязательно наличие манометра, который помогает контролировать давление теплоносителя и его объем.

Конструкция расширительных баков закрытого типа

Методика расчета объема расширительного бака

• V = (Vsys x k) / q, в которой:
• Vsys – объем теплоносителя;
• k — коэффициент расширения жидкости;
• q — коэффициент эффективности мембранного бака.

Для правильной работы системы расчет объема расширительного бачка производится с допустимым приближением. Обычно рассчитывают 15 л на каждый 1 кВт мощности котла. Среднее значение мощности для частного дома составляет около 50 кВт.

Подставляя значения в формулу, получаем:

• Vsys = 15 х 50 = 750 л.

Коэффициент расширения жидкости теплоносителя составляет около 5%, если применяется обычная вода с температурой нагрева не выше +93 градусов Цельсия. Иногда в применяется не вода, а этиленгликоль с различным процентным содержанием.

В этом случае коэффициент расширения определяется так (для 10% и 20% содержания):

• 10% — 5% х 1,1 = 5,5%;
• 20% — 5% х 1,2 = 6,0%.

Как правило, производитель указывает коэффициент эффективности мембранного бака, но этот показатель можно рассчитать и самому по формуле:

• q = (Pmax — Pn) / (Pmax + 1) где:
• Pmax – это максимально допустимое давление в сети.. Для обычных систем не превышает 2,6 бар.
• Pn — это начальное давление мембранного бака при зарядке. Рассчитывается исходя из 1,0 бар на каждые 10 метров системы.

Итак, чтобы определить как подобрать оборудование для помещения общей площадью 400 м2 с максимальной высотой сети 6 м и расчетной мощностью оборудования 50 кВт, объем бака будет рассчитываться следующим образом:

• Vsys = 15 х 50 = 750 л;
• Pmax = 2,6 бар;
• Pn = 0,6 бар;
• q = (2,6 – 0,6)/(2,6+1) = 0,56
• V = 750 х 0,04/0,57 = 53,6 м3.

Таким образом, расчетный объем расширительного бака составляет 53,6 м3.

Для упрощения расчетов существует перечень стандартных примерных значений:

• Радиаторы или батареи отопления — 11 л;
• Система «теплый пол» — 15 л;
• Конвектор — 8 л.

Видео показывает, как произвести такой подбор.

Выводы

Зачем нужен расширительный бак и нужен ли он вообще, зависит от типа системы отопления, которую вы используете. Современные закрытые системы отопления нуждаются в установке такого оборудования, которое сделает работу отопления более эффективной и надежной. Установка расширительного бака своими руками, как правило, не составляет труда, если при этом соблюдается инструкция изготовителя.

Как можно эффективно стабилизировать давление в системе отопления? Решение этой задачи заключается в применении комплексных мер, в том числе – установка специальных компонентов. Одним из них является расширительный бачок для системы отопления: закрытый, открытый, давление в которых должно быть стабильным при любых режимах работы.

Назначение расширительных емкостей отопления

Отопления с открытым расширительным баком" title="Гравитационная система отопления с открытым расширительным баком">

Прежде чем рассмотреть бачки расширительные для системы отопления нужно выяснить их назначение. Оно связано со свойством воды или аналогичного ей теплоносителя расширяться под действием температуры. В результате этого возрастает давление в системе. Его избыток должен компенсироваться.

Использование воздухоотводчика или подобной ему запорной арматуры эффективно, но имеет определенные отрицательные стороны. Главной из них является выход воды из системы, в результате чего велика вероятность образования воздушных пробок. Но как работает расширительный бачок в системе отопления при возникновении избыточного давления? Рассмотрим общий принцип работы на примере самой простой открытой модели:

• В нормальном состоянии расширительный бачок закрытого типа заполнен на 2/3;
• При возрастании объема теплоносителя уровень заполнения емкости увеличивается, тем самым стабилизируя систему;
• Как только температура воды опустится до оптимального уровня, – ее объем в системе снизится до нормального;
• Одновременно уровень теплоносителя в баке стабилизируется.

По такому же принципу работают закрытые модели. Разница заключается в конструкции – она разделена на 2 камеры. Первая подсоединяется к магистрали отопления и заполняется водой, а во второй создается давление, равное нормальному для данной системы. Причем обе камеры разделены эластичной мембраной. Как только объем теплоносителя в трубах превышает критический – давление в расширительном бачке отопления компенсирует этот процесс путем смещения мембраны. Таким способом временно увеличивается фактический объем отопления.

Для системы с принудительной циркуляцией запрещено ставить расширительный бак открытого типа. Он не сможет обеспечить требуемую герметичность.

Расширительный бак открытого типа

Самой простой разновидностью являются открытые модели. В большинстве случаев они представляют собой негерметичную емкость, устанавливаемую в самой верхней точке системы. Это важный момент, так как расположение расширительного бачка в системе отопления напрямую влияет на функциональные и эксплуатационные качества.

Основной принцип работы расширительного бачка в системе отопления гравитационного типа заключается в компенсации теплового расширения теплоносителя. Этот элемент можно изготовить самостоятельно, либо приобрести заводскую модель. Важными эксплуатационными параметрами для бака открытого типа являются:

• Устойчивость материала изготовления к постоянному воздействию воды и резким перепадам температур. Лучше всего себя зарекомендовали изделия из нержавеющей стали;
• Правильно рассчитанный объем, напрямую зависящий от количества воды в системе;
• Невозможность изменения месторасположения. Это обусловлено конструкцией.

До того как установить расширительный бачок в системе отопления открытого типа нужно ознакомиться с его преимуществами. Главным из них является доступная стоимость и простой монтаж. Помимо традиционной схемы можно сделать небольшую модернизацию. Для этого кроме патрубков соединения к магистрали монтируются дополнительные – контролирующий минимальный уровень жидкости и соединенный с трубой подпитки для пополнения системы.

Одним из недостатков такой конструкции является постоянное испарение теплоносителя из системы. На первый взгляд, это показатель незначителен, но если установка расширительного бачка отопления была выполнена на неотапливаемом чердаке – разность температур воздуха и теплоносителя пагубно скажется на КПД системы.

Выход из подобной ситуации – утепление стенок емкости и установка верхней крышки с плотным прилеганием. В таком случае скорость испарения воды значительно снизиться, а внешние факторы не будут влиять на температурный режим работы.

Для того чтобы сделать расширительный бачок для отопления своими руками можно подобрать соответствующую емкость и установить в нее соединительные патрубки.

Расширительный бак закрытого типа

Намного сложнее выбрать расширительный бачок закрытого типа. Это объясняется повышенными требованиями к конструкции, так как она рассчитана для эксплуатации в системах с повышенным уровнем давления.

Роль расширительного бачка в системе отопления более существенна, чем для открытых моделей. В процессе работы циркуляционного насоса в совокупности с температурными колебаниями возникают скачки давления. Изменяя свое месторасположение, эластичная мембрана бачков расширительных для системы отопления стабилизирует давление до нужного уровня.

Важно учесть следующие особенности конструкции и ее эксплуатации:

• Правильно рассчитанный объем расширительного бачка закрытого типа. Для этого необходимо воспользоваться рекомендованной методикой;
• Вид мембраны – баллонная или диафрагменная;
• Возможность установки манометра вместе с клапаном сброса давления в воздушной камере. Это необходимо для резкого уменьшения давления в системе отопления.

Но как будет работать расширительный бачок в системе отопления, если его параметры не соответствуют требованиям? В этом случае он просто не будет выполнять своих функций.

Замена мембраны

При выборе нужно обратить внимание на конструкционные особенности определенной модели. Так как сделать расширительный бак для отопления своими руками затруднительно – лучше всего приобрети уже готовый заводской. Важным моментом является возможность установки новой мембраны. Периодическое воздействие давления в расширительном бачке отопления со временем может привести ее в негодность – потеряется эластичность либо герметичность.

В таком случае нужно выполнить замену мембраны. Лучше всего изначально приобрести конструкцию с фланцевым креплением. Их корпус не монолитный, а состоит из 2-х частей, соединенных между собой с помощью фланца. Демонтировав этот элемент можно заменить дефектную мембрану на новую. Узнав основные принципы работы расширительного бачка в системе отопления, нужно придерживаться следующего порядка работ:

• На соединительном патрубке бака с системой отопления обязательно должна быть установлена запорная арматура. Перекрывается доступ теплоносителя в водяную камеру;
• Во время демонтажа из водяной камеры польется теплоноситель – нужно заранее подготовить емкость для его сбора;
• Активируется клапан сброса давления на воздушной камере.

Дальнейшие действия зависят от модели расширительного бака.

Даже в небольшой системе отопления роль расширительного бака важна. Для автономной схемы можно использовать небольшие емкости с горизонтальным или вертикальным монтажом.

Расширительный бак своими руками

Можно ли и как сделать расширительный бачок для отопления? В силу сложности конструкции закрытого типа в домашних условиях ее изготовить затруднительно. Поэтому рассмотрим технологию и порядок действий для сварки открытой емкости для отопления.

В качестве материала изготовления лучше всего выбрать листы нержавеющего железа. Однако могут возникнуть трудности с их сваркой. Поэтому для производства расширительного бачка для отопления только своими руками чаще всего используют оцинкованный металл. Толщина листов обычно составляет от 0,8 до 1,5 мм.

Объем конструкции должен составлять 5% от общего количества воды в системе. Также нужно учитывать степень расширения теплоносителя. Для воды этот показатель равен 0,3% на каждые 10°, т.е. если общий объем теплоносителя составляет 300 л, то вместимость расширительного бака должна быть не менее 15 л. Исходя из этих данных, определяются габариты будущей конструкции.

Для того чтобы сделать расширительный бак для отопления самостоятельно нужно выполнить следующие действия:

• Составить чертеж с учетом рассчитанного объема емкости;
• С помощью «болгарки» вырезать из листов заготовки. Нужно помнить, что при формировании сварочных швов фактические размеры бака будут меньше;
• Вырезаются отверстия для последующей сварки патрубков, выполняется их монтаж;
• Соединение стенок конструкции, проверка герметичности.

Для защиты от попадания мусора и предотвращения испарения теплоносителя рекомендуется установить верхнюю крышку. С ее помощью можно осуществлять ревизию расширительного бачка открытого типа.

Установку самодельного расширительного бачка отопления можно делать только после монтажа всей системы. В противном случае велика вероятность несостыковки патрубков.

Расчет мембранного бака

Перед тем как установить расширительный бачок с мембраной в системе отопления нужно выполнить расчет его объема. Простая схема для отрытой емкости в данном случае не подходит. Для этого нужно воспользоваться другой методикой.

Определяющим параметром будет коэффициент заполнения расширительного бака закрытого типа. Сначала нужно вычислить максимальный объем расширения воды в системе по следующей формуле:

Где Е – Коэффициент теплового расширения, С – Общий объем теплоносителя в системе, Рмин – Начальное давление в системе, Рмакс – Максимально допустимая величина давления, Кзап – Коэффициент заполнения бака при различных значениях давления. Данные берутся из таблицы.

Значения давления должны быть точными. В противном случае, независимо от расположения расширительного бачка в системе отопления, он не будет выполнять своих функций или быстро выйдет из строя. Рекомендуется к получившимся расчетным показателям прибавить 5% для запаса. Он может потребоваться при установке дополнительных секций радиаторов в системе и увеличения общего объема теплоносителя.

Перед приобретением мембранного бака нужно ознакомиться с инструкцией от производителя. В ней указаны особенности выбора и монтажа для этой модели.

Монтаж расширительного бака

После проведения просчетов можно приступать к установке расширительного бачка отопления. Важно правильно выбрать его месторасположение на общей схеме. Это напрямую зависит от типа системы – гравитационная или с принудительной циркуляцией. Несмотря на то, что роль расширительного бачка в отоплении останется неизменной – некорректный монтаж может привести к сбоям в работе.

Открытая конструкция

Установка расширительного бака открытого вида осуществляется в самой верхней точке системы.

Некоторые специалисты рекомендуют его монтаж сразу после разгонной вертикальной магистрали. При добавлении воды в систему через расширительный бак вероятность обратного хода уменьшается. Также в этом месте схемы обычно самая высокая температура теплоносителя и соответственно – его расширение. Можно также осуществить подключение к обратной трубе. Но тогда работа расширительного бачка в системе отопления будет менее эффективна.

• Допускаются небольшие отклонения по горизонтали и вертикали конструкции. Но они не должны превышать 2-3°;
• Утепление можно сделать с помощью базальтовой ваты. Она не боится влажности, а самое главное – высоких температур;
• При критическом превышении давления внутри расширительного бачка отопления часть жидкости может через верхнюю крышку попасть на пол чердака. Рекомендуется в этом месте сделать улучшенную гидроизоляцию пола.

Плановый осмотр состояния бака можно делать 2 раза в месяц при постоянной работе отопления и обязательно перед первым запуском системы.

Мембранный бак

Установка мембранного расширительного бачка в системы отопления осуществляется только на обратную трубу перед циркуляционным насосом.

Обязательным условием является соблюдение температурного режима в помещении. Уровень нагрева воздуха не должен быть менее +5°С. Монтажу не должны препятствовать посторонние предметы. Это же касается и обслуживания конструкции.

Корректная установка расширительного бачка в систему отопления заключается в соблюдении его уровня. Конструкция должна стоять строго вертикально. Даже небольшой наклон может стать причиной неправильной работы. Для безопасности обслуживания на воздушную камеру следует поставить воздушный клапан для быстрого снижения давления в ней в случае возникновения аварийной ситуации.

Нужно помнить, что расположение расширительного бачка в отопительной системе должно быть не только корректным в техническом плане, но и удобным для его обслуживания.

Принципиальное отличие работы расширительного бачка в системе отопления закрытого типа заключается в возможности его быстрого демонтажа. Поэтому рекомендуется установить 2 отсекающих крана во время установки – один на подводящий патрубок к системе отопления, а второй – на водяную камеру бака. Перекрыв их, можно быстро демонтировать емкость для выполнения ее ремонта или установки новой.

В видеоматериале представлены особенности конструкции расширительных баков и их роль в работе системы отопления:

Монтаж расширительного бака

Расширительный бак предназначен компенсировать температурные увеличенияобъема жидкости в отопительной системе. Всем известно, что принагревании объем воды увеличивается. При нагревании воды в отопительнойсистеме происходит увеличение ее объема примерно на 0,3% на каждые 10 С.Если нагреть теплоноситель на 70 С, то его объем увеличитсясоответственно на 3%. Поскольку жидкости практически несжимаемы, тоизбыточному объему деваться некуда. Расширение теплоносителя будетпроисходить каждый раз при запуске отопительной системы. Куда деватьизбыточный объем жидкости? Он как раз и поступает в расширительный бак,где находится до тех пор, пока вода остынет, ее объем уменьшиться и«изгнанный» в бак объем вернется в систему трубопровода. Если излишекразогретой воды удалить из системы, то после охлаждения частьтрубопровода заполнится воздухом, воздушные пробки в дальнейшемзаблокируют движение теплоносителя по системе. Это просто приведет кблокировке отопительной системы. Таким образом расширительный бакоберегает всю отопительную систему от «завоздушивания».

Разновидности расширительных баков

В системах отопления используют в основном три типа расширительных баков: открытые, закрытые и мембранные .

1. Расширительные баки открытого типа предназначены для использования в отопительной системе с естественнойциркуляцией теплоносителя. Это обыкновенная открытая емкость, в днекоторой есть специальный соединитель с отопительной системой.Располагается емкость в наивысшей точке системы отопления. Из-за того,что бак находится где-то на чердаке, на лестничной клетке, кровлездания, возникает основное неудобство: для определения уровня жидкости вбаке периодически приходится подниматься на чердак и визуальнопроизводить контроль. Также открытые баки необходимо покрывать тепловойизоляцией. Изготавливают их в основном из листовой стали, форма баковпрямоугольная или цилиндрическая. Сверху бак снабжается люком дляосмотра. Максимальный уровень жидкости в таких баках контролируетсяпереливной трубкой, выходящей на улицу.

Открытые расширительныебаки предназначены не только для поддержания объема теплоносителя всистеме при колебаниях температуры, но и для восполнения объема воды всистеме при утечке. Ограничение гидравлического давления в отопительнойсистеме, сброс лишней воды в канализацию при переполнении, управлениеработой подпиточных приборов, удаление воздуха из системы - эти функциитоже выполняет
расширительный бак открытого типа.

Недостаткомявляется громоздкость, связанные с ней бесполезные потери тепла.Поглощение воздуха вследствие чрезмерного охлаждения воды приводит кусилению внутренней коррозии отопительных приборов и труб. Наконец, вомногих случаях необходимо прокладывать специальные соединительные трубы.Из-за большого количества недостатков расширительные баки открытоготипа в современных отопительных системах используют редко.

2. Расширительные баки закрытого типа используют и в открытых отопительных системах с естественнойциркуляцией жидкости, и в закрытых системах с принудительнойциркуляцией. Появление баков закрытого типа позволило эксплуатациюотопительных систем без контакта с атмосферой. Циркуляция теплоносителяпроисходит без примесей агрессивных газов, вызывающих коррозию. Срокслужбы теплового оборудования и труб значительно увеличивается. Такжеотопительная система может работать при более высоком давлении, безнеобходимости подпитки, так как утечка воды отсутствует. Расширительныебаки закрытого типа обычно располагаются в котельной, следовательно, нетребуют защиты от замерзания, и работают надежно в течение всего сезона.Эти баки представляют собой герметичные устройства, оборудованныеавтоматическими или ручными клапанами для сброса воздуха. Если бакоборудован ручным клапаном, то наполнение отопительной системы, как и вслучае с открытым баком, контролируется визуально. Если же сброс воздухапроизводится автоматически, то контроль за наполнением системыосуществляется манометром, измеряющим давление жидкости в системе.

3. Расширительные баки мембранного типа - современное оборудование, работающее полностью в автоматическомрежиме. Основная деталь, отличающая этот бак от обычного бака закрытоготипа, --это эластичная мембрана. Мембрана делит бак на две части: водной находится сжатый воздух, в другой - теплоноситель. Сжатый воздух имембрана позволяют уменьшить размеры расширительного бака в четыре иболее раз. Бак емкостью в несколько литров успешно помещается в корпуседвухконтурного котла.

Так как бак абсолютно герметичен, амембрана подвижна, то с обеих сторон на мембрану оказывается одинаковоедавление. Принцип работы бака достаточно прост: при нагреве возрастаетдавление теплоносителя; избыток воды попадает в одно отделениерасширительного бака, увеличивая его давление на мембрану; эластичнаямембрана препятствует попаданию воды во второе отделение, но давлениевоздуха в этом отделении возрастает и компенсирует возросшее давлениежидкости. При остывании жидкости ее давление уменьшается и сжатый воздухвыталкивает ее назад в систему, сохраняя давление системы постоянным.Если давление воздуха в баке по какой-то причине станет критическим,произойдет автоматическое отключение насоса. Повторный запуск системыстанет возможным только тогда, когда давление воздуха станетминимальным.

Расширительные баки мембранного типа могут иметь сменную или несменную мембрану .Сменную мембрану можно легко заменить в случае повреждения. Поступающаяв бачок вода, находится только внутри мембраны, она не соприкасается состенками баллона. Это препятствует появлению коррозии и продлеваетвремя эксплуатации расширительного бака. При нарушении целостностинесъемной мембраны устройство приходится менять полностью. Вода,соприкасаясь со стенками бака, провоцирует коррозию, уменьшая егоэксплуатационный ресурс.
Преимущества закрытых расширительных баковочевидны: маленькие габаритные размеры, теплоноситель точно никуда неиспаряется, минимум потерь тепла, отсутствие коррозии труб, работаотопительной системы при высоком давлении, экономия энергии приэксплуатации.

Как подобрать расширительный бак для отопительной системы

Вомногих случаях расширительный бак подбирают, не прибегая к сложнымматематическим расчетам. Исходят из того, что вода, нагреваясь до 80оС,увеличивает свой объем примерно на 5%. К этому добавляют запас, которыйсоставляет еще 5%. Получается, что объем расширительного бака составляет10-12% от всего объема теплоносителя системы. Для отопительного контурас объемом воды 100 л воды подойдет расширительный бак на 10-12 литров.Чтобы рассчитать полный объем воды в системе, нужно взять данные обобъеме воды в котле и отопительных приборах из паспортов, сложить иприбавить объем воды в трубах. Зная внутренний диаметр труб и их длину,легко рассчитать объем жидкости, находящийся внутри: V = (π×D2/4) × L,где D - внутренний диаметр трубы, L - ее длина, π = 3,14.

Болеесложные расчеты производятся в случаях, когда системы отопления имеютмного разветвлений. Для расчетов используется следующая формула:

Vn - объем расширительного бака, необходимый для данной отопительной системы;
Ve- объем, образующийся в процессе теплового расширения. Его можнорассчитать, умножив полный объем теплоносителя системы на объемныйтемпературный коэффициент расширения жидкости: Ve = Vсист × n%. ОбъемVсист связан с мощностью котла. 1 кВт мощности приходится примерно на15л теплоносителя. Значение n% для воды берется из таблицы:


Прииспользовании в качестве теплоносителя 10-ипроцентного тосола nрассчитывают по формуле 4% × 1,1 = 4,4%, в случае 20-ипроцентного - 4% ×1,2 = 4,8% и т.д.
Vv - объем теплоносителя, образующийся изначально врасширительном баке за счет гидростатического давления жидкостисистемы. Это так называемый водяной затвор. Если номинальный объем бака15 л, то 20% этого объема используются для водяного затвора. В бакахбольшего объема на водяной затвор отводится минимум 0,5% от всегообъема, но не менее 3-х литров.
рo - статическое давление отопительной системы, 10м водяного столба создают давление равное 1атм.
рe- окончательное давление, образующееся в при работе предохранительногоклапана. Для клапанов с давлением до 5 атм. ре = ркл пред – 0,5атм, дляклапанов с давлением больше 5 атм.- ре =0,9×ркл. пред.

Монтаж расширительного бака

Сподключением открытого расширительного бака все очень просто. В нижнейего части находится трубка с нарезной резьбой, посредством которойсоединяют бак с трубой отопления.

Закрытые расширительные бачкирекомендуется устанавливать в тех участках системы отопления, гдедавление минимальное, то есть в обратку. Установленный в системуотопления бак не должен создавать неудобства для жильцов. Поэтомуудобнее всего его монтировать в углу на полу или возле стены.


Весь процесс установки расширительного бака будет происходить примерно так:
1) Сначала устанавливается и крепится сам бак. Выбор бака напольного илинастенного определяется объемом и условиями, в которых будетпроизводиться установка. В любом случае бак необходимо надежно закрепитьк полу или стене.

2) Следующим шагом будет врезка в обратныйтрубопровод системы отопления. Врезка осуществляется трубой такого жедиаметра, как предусмотрено для подключения расширительного бака. Еслиотопительные трубы полипропиленовые, то впаивается соответствующийтройник; если металлопластиковые, то труба разрезается и вставляетсятройник на фитингах; для стальных труб - вваривается резьбовой патрубок.

3) Затем на резьбу, врезанную тем или иным способом, навинчивается отсекающий кран, в который пакуется разъемное соединение (американка). Американка соединяется трубой с расширительным баком. Теперь,когда подключили бак к системе отопления, необходимо проверить давлениев его воздушной части. Если оно совпадает с паспортными данными, томожно открыть отсекающий кран и впустить в систему воду. Находящийся втрубопроводе воздух сам выйдет через автоматический воздушный клапан приподключении расширительного бака. Как правило, автоматическим воздушнымклапаном оборудуются все современные расширительные баки.

Можнотакже предусмотреть аварийный слив бака. Используется он крайне редко,но все предусмотрительные монтажники его оборудуют. После американкимонтируется тройник, в боковом ответвлении которого есть полудюймовыйкран, который служит для того, чтобы при необходимости слить быстро илегко воду из расширительного бака отопления.

Обслуживание расширительных баков

Дляобеспечения длительной эксплуатации расширительного бака необходимопридерживаться определенных правил его обслуживания. К ним относится:
1) Обязательная проверка бака на внешние повреждения (коррозию, подтеки, вмятины) один раз в полгода. При обнаружении повреждений обязательно устранить их причину.

2) Каждые полгода необходимо сверять начальное давление в газовом отсекена соответствие расчетным показателям. Чтобы проверить начальноедавление газового пространства, бак следует отключить от системыотопления, откачать из него остатки воды и подключить манометр к ниппелюгазовой полости. Если давление окажется ниже давления, установленногопри настройке расширительного бака, то через тот же ниппель
нужно накачать бак компрессором.

3) Один раз в полгода обязательна проверка целостности мембраны. Если припроверке давления газового отсека после дренирования остатков воды черездренажный кран пошел под давлением воздух, а давление газовогопространства снизилось до атмосферного, значит мембрана пробита. Приобнаружении дефектов мембрану нужно заменить, если предусмотрена такаявозможность.

4) Если бак не используется длительное время, то нужно слить с него воду и держать в сухом месте.

Требования техники безопасности при эксплуатации

Расширительный бак не может быть подвержен дополнительной статической нагрузке, недопускается воздействие на него труб и агрегатов. Не допускаются такжеизменения конструкции, какие-либо изменения формы емкости. Испытательныеи ремонтные работы должны производить специалисты, обладающиесоответствующей профессиональной подготовкой. Только оригинальныезапчасти следует использовать при замене частей оборудования. Толькобаки, не имеющие явных внешних повреждений, можно монтировать иэксплуатировать.

При вводе в эксплуатацию необходимо принятьсоответствующие меры по соблюдению минимальных и максимальных параметровдавления и температуры. Недопустимо превышение рабочего давления вгазовом и водяном отсеках бака, как при настройке, так и во времяэксплуатации. Предварительное давление воздушной камеры всегда должнобыть ниже максимально допустимого избыточного рабочего давления. Газовоепространство лучше заполнять инертным газом, например, азотом.

Демонтажчастей, которые находятся под давлением, можно проводить приотключенном от отопительной системы баке, заранее слив с него воду, и, сбросивдавление до атмосферного. Обычно внутренняя поверхность баков не имеетпокрытия, поэтому энергоносители должны быть неагрессивны. Современныетехнологии позволяют сделать отопительные системы настолькогерметичными, что поступление веществ вызывающих коррозию сводится кминимуму.

Для монтажа расширительного бака надо выбрать такое место,несущая способность которого - выдержать бак со 100%-й наполняемостью.Также обязательно надо предусмотреть возможность слива воды из бака,осуществление подпитки системы водой. Соблюдение данных правил обеспечит безопасную эксплуатацию бака, здоровье и жизнь людей будут в безопасности.

Ресурс службы расширительного бака заметно снижается при максимальных нагрузках.

Для регуляции давления в системах водоснабжения и, в частности, в отопительных, применяют расширительный бак. Этот элемент принимает избыточный объем жидкости и таким образом снижает давление. Подобные устройства подразделяются на открытые и закрытые. Первый тип можно изготовить самостоятельно, а при эксплуатации оценить через него наличие воды и восполнить ее дефицит. На смену ему пришел закрытый или расширительный мембранный бак. Он исключает попадание в теплоноситель посторонних примесей, например, кислорода, вызывающего быструю коррозию, имеет меньший объем и не требует дополнительного утепления. Устанавливается в любом месте, не обязательно на пол - существуют, к примеру, мембранные навесные баки (до 30 л) для систем отопления.

Материал корпуса - сталь, покрытая порошковой краской. Данные устройства для отопления обычно красного цвета (реже - белого), для систем водоснабжения - синего. Внутри располагается резиновая прослойка-мембрана, которая делит полость на газовую и жидкостную емкости. Она изготавливается из технической резины для закрытых систем отопления или пищевой натуральной - для питьевого водоснабжения.

Теплоноситель при нагреве увеличивается в объеме - на этом основан принцип работы расширительных баков в системе отопления. Излишек воды попадает в устройство, при этом газ (воздух или инертный типа азота) с другой стороны мембраны сжимается. При охлаждении он вновь расширяется и давлением на мембрану отправляет жидкость в трубы. Мембрана может порваться при резком скачке данного параметра. Риск исключают за счет предохранительного клапана. Он определяет давление с помощью манометра и отключает систему при критических значениях (в частных домах это обычно 3,5–4 бар).

По варианту крепления мембраны делятся на:

• незаменяемые диафрагменные;
• заменяемые баллонные.

Первые «раскатывают» по внутренней стенке, а не растягивают. Внутри корпус мембранного расширительного бака такого типа покрыт антикоррозионным составом, в виду взаимодействия с жидкостью. По этой технологии изготавливают небольшие изделия, они немного дешевле, но сделаны из более долговечных материалов. Заменяемый баллонный крепят к верхнему фланцу. Он имеет форму груши, которая при заполнении водой, увеличиваясь, опирается на стенки бака, равномерно распределяя давление. Для систем большого объема их крепят к верхнему и нижнему фланцам, что обеспечивает помимо вышеуказанного еще и неподвижность мембраны.

Через жидкостную емкость с помощью штуцера (патрубка) осуществляется подключение мембранного бака к закрытой отопительной системе. А со стороны газовой расположен ниппель для измерения давления, через который закачивают газ. Конструкция бака позволяет монтировать его в котельной, хотя можно выбрать и другой участок системы. Между котлом и устройством не должна присутствовать запорная арматура или сужение водопровода. Главные критерии выбора места размещения: отсутствие вибрации, ударов и осадков.

Стоимость баков

Покупая конкретную модель, нужно знать, в каких условиях она будет эксплуатироваться. Соответственно, цены на расширительные баки для отопления или водоснабжения варьируются, в зависимости от изготовителя, объема и типа крепления мембраны, диапазона рабочих температур и давления. Наиболее популярными фирмами-производителями подобного оборудования являются Reflex (Германия) и Wester (Россия).

Reflex представляет серии N (отопление) и D (водоснабжение), с минимальным объемом 12 л, рабочей температурой –10…+70 °С и давлением 6 или 10 бар, при максимальном содержании гликоля в теплоносителе (50 %). В среднем, продукция этой фирмы обойдется от 1 500 рублей за 12 л, до 80 000 за 1 000 л линейки N (с диафрагмой); от 2 500 до 90 000 рублей при аналогичных параметрах за модели серии D (с фланцевой мембраной).

Фирма Wester предлагает линейки WRV для систем отопления (на 5 или 10 бар) и WAV/WAO для водоснабжения (10 бар) при диапазоне рабочих температур 0–100 °С. Цена WRV составит от 950 рублей за 8 л, до 80 000 рублей за 1 000 л; WAV/WAO - от 750 до 77 000 рублей за аналогичные объемы.

Перед определением расчетных характеристик нужно понять, из каких материалов требуется устройство. Главный вопрос при этом - для какой системы оно подбирается, какие задачи будет выполнять. Мембраны для баков производят либо из натурального бутилкаучука, либо из EPDM (синтетической этилен/пропиленовой эластичной резины). Для систем, в которых характерно большое количество запусков в короткий промежуток времени, основным свойством будет эластичность. Для централизованного отопления - высокая температурная устойчивость и долгий срок службы. Направленность мембранного бака (горизонтальный или вертикальный) выбирают, в зависимости от предполагаемого места врезки.

Для определения первоначальных количественных характеристик сначала нужно осуществить расчет рабочего объема мембранного расширительного бака, исходя из известной вместимости каждого элемента системы, которая указана в техпаспорте. Ориентируются на то, что 1 кВт мощности котла приходится на 15 л теплоносителя, если это вода.

Однако способ приблизителен и при покупке стоит воспользоваться услугами специалиста по компьютерному расчету, либо провести точные вычисления по справочной формуле:

V = 1,25 х E x C / (1 — Ро / Pmax), где:

• 1,25 - коэффициент запаса;
• С - общий объем системы;
• Е - показатель температурного расширения, он есть в соответствующей справочной литературе. Для воды это примерно 0,034 при 85 °С. Величина Е меняется с увеличением доли гликолевых примесей в жидкости;
• Ро - первоначальное давление в газовом отсеке расширительного устройства (либо смотрят по высоте системы: 5 м = 0,5 бар);
• Pmax - максимально возможное, при котором сработает клапан безопасности.

Коэффициенты заполнения мембранного бака теплоносителем:

Для окончательного расчета нужно умножить полученный объем на подобранный из таблицы коэффициент.