Расширительный бак для отопления: разновидности, назначение и монтаж

Расширительный бак открытого типа для систем отопления

Большие отопительные структуры используют дорогие баки закрытого типа.

Они характеризуются герметичностью корпуса с внутренней резиновой перегородкой (мембраной) благодаря которой происходит регулировка давления при расширении теплоносителя.

Для полноценной работы домашних систем, расширительный бачок открытого типа — подходящая альтернатива, не требующая специальных знаний или профессиональной подготовки для эксплуатации и дальнейшего ремонта оборудования.

Открытый бак выполняет некоторые функции, для бесперебойной работы отопительного механизма:

• «забирает» излишки нагретого теплоносителя и «возвращает» охлаждённую жидкость назад в систему для регулировки давления;
• выводит воздух, который, благодаря наклону труб с парой градусов, сам поднимается к расширительному открытому бачку, расположенному в верхней точке отопительной системы;
• особенность открытой конструкции позволяет добавлять испарившийся объем жидкости непосредственно через верхнюю крышку бачка.

Принцип действия

Рабочий процесс подразделяется на четыре простых этапа:

• наполненность бачка на две третьих при нормальном состоянии;
• увеличение поступающей жидкости в бак и возрастание уровня заполнения при нагревании теплоносителя;
• уход жидкости из бачка при снижении температуры;
• стабилизация уровня теплоносителя в баке до изначальной позиции.

Конструкция

Форма расширительного бачка существует в трёх вариантах: цилиндрической, круглой или прямоугольной. На верхней части корпуса располагается крышка для осмотра.

Фото 1. Устройство расширительного бачка открытого типа для систем отопления. Указаны составные части.

Сам корпус изготовлен из листовой стали, но при самодельном варианте возможны и другие материалы, к примеру, пластик или нержавейка.

Справка. Бак покрывают антикоррозийным слоем, чтобы предотвратить преждевременное разрушение (в первую очередь, это касается железных ёмкостей).

Система открытого бачка включает несколько различных патрубков:

• для соединения расширительной трубы, через которую вода наполняет бак;
• при стыке переливной, для выливания излишков;
• при соединении циркуляционной трубы, по которой теплоноситель заходит в систему отопления;
• для подключения контрольной трубы, предназначенной для ликвидации воздуха и регулировки наполненности труб;
• запасного, необходимого при ремонте для сброса теплоносителя (воды).

Объём

Правильно рассчитанный объём бачка влияет на длительность эксплуатации совместной системы и бесперебойное функционирование отдельных элементов.

Маленький резервуар приведёт к поломке предохранительного клапана, из-за частого срабатывания, а слишком большой потребует дополнительных финансов при покупке и обогревании лишнего объёма воды.

Влиятельным фактором будет и наличие свободного пространства.

Внешний вид

Открытый бак — металлический резервуар, у которого верхняя часть просто закрывается крышкой, с дополнительным отверстием для долива воды. Корпус бака бывает круглым или прямоугольным. Последний вариант более практичен и надёжен при установке и креплении, но круглый имеет преимущество в виде герметичных бесшовных стенок.

Важно! Прямоугольный бак требует дополнительного усиления стенок при внушительном объёме воды (самодельный вариант). Это утяжеляет весь расширительный механизм, который нужно поднимать на самую верхнюю точку отопительной системы, к примеру, на чердак

Достоинства:

• Стандартная форма. В большинстве случаев — прямоугольник, который можно установить и подключить к общему механизму самостоятельно.
• Простая конструкция без чрезмерного количества управляющих элементов, что позволяет легко контролировать бесперебойную работу резервуара.
• Минимальное количество соединительных элементов, что придаёт корпусу прочность и надёжность в процессе работы.
• Среднерыночная цена, благодаря вышеизложенным фактам.

Недостатки:

• Малопривлекательный внешний вид, без возможности скрыть толстостенные громоздкие трубы за декоративными панелями.
• Низкий КПД.
• Использование воды, в качестве теплоносителя. При других антифризах испарение происходит быстрее.
• Резервуар не герметичен.
• Необходимость постоянного добавления воды (раз в неделю или раз в месяц) из-за испарения, которое, в свою очередь, влияет на завоздушивание и нормальное функционирование отопительной системы.
• Присутствие воздушных пузырьков приводит к внутренней коррозии элементов системы и снижению срока эксплуатации и теплоотдачи, появлению шума.

Типы расширительных бачков

В зависимости от того, в каком типе отопительной системы применяются баки, они подразделяются на 2 вида.

Открытого типа

Такой бак используется для открытого отопления
без применения принудительной циркуляции. Он представляет собой емкость без верха. На дне у бака есть отверстие, к нему при помощи резьбы подсоединяется трубопровод отопления.

В некоторых домах до сих пор можно встретить емкость, она справляется со своей функцией, при этом является достаточно устаревшей и имеет ряд недостатков:

• необходимость размещения бака на высоте;
• испарение жидкости из емкости;
• ускорение коррозийных процессов в разных участках отопительной системы из-за контакта теплоносителя с воздухом;
• большие размеры бака.

В связи с этим минусами сейчас все популярнее становятся закрытые расширительные баки.

Закрытого типа или мембранный

Применяются такие резервуары для отопительных систем с принудительно циркуляцией. Емкость компенсирует скачок давления не только при нагреве теплоносителя, но и при включении циркуляционного насоса.

Его еще называют  баком мембранного типа из-за особенности внутреннего строения. Это сферический или плоский резервуар, который внутри резиновой мембраной разделен на две полости:

• одна заполняется теплоносителем через патрубок с резьбой;
• другая – инертным газом или воздухом.

Во второй емкости есть ниппель, регулирующий давление газа. Отсеки не соединяются друг с другом.

Принцип действия закрытого бака прост:

• избытки горячего теплоносителя попадают в одну из камер, объем которой увеличивается;
• давление в газовом отсеке растет, что позволяет скомпенсировать напряжение в отопительной системе.

Когда теплоноситель остужается, процесс в баке идет по обратному пути.

Существуют 2 разновидности емкости закрытого типа в зависимости от мембраны:

1. В одних мембрана выполнена в виде диафрагмы, которую нельзя сменить. Такие емкости дешевле.
2. Во втором виде закрытых приборов мембрана съемная и имеет вид груши.

Выбор зависит от возможностей покупателя. При этом надо учесть, что повреждение этого резинового элемента происходит достаточно редко.

Перед покупкой бака нужно определиться с его объемом.

Расчёт и Подбор Расширительного Бака

Заполните ниже приведенную форму и в результате расчёта будет подобран список расширительных баков соответствующих заданным исходным данным.

Высота от точки присоединения расширительного бака до верхней точки системы отопления

Максимальное давление для системы отопления

в месте подключения расширительного бака

Температурный график Т1 – Т2 системы отопления

Объём воды в системе отопления

Тепловая нагрузка системы отопления

Преобладающий тип отопительных приборов

Устройство и конструкция

Расчёт и подбор

Установка и монтаж

Обслуживание и ремонт

Расчёт расширительного бака

Расчёт расширительного бака выполняют для определения его объёма, минимального диаметра присоединительного трубопровода, начального давления газового пространства и начального эксплуатационного давления в системе отопления.

Методика расчёта расширительных баков сложна и рутинна, но в целом можно установить такую зависимость между объёмом бака и влияющими на него параметрами:

• Чем больше ёмкость системы отопления, тем больше объём расширительного бака.
• Чем выше максимальная температура воды в системе отопления, тем больше объём бака.
• Чем выше максимально допустимое давление в системе отопления, тем меньше объём.
• Чем меньше высота от места установки расширительного бака до верхней точки системы отопления, тем меньше объём бака.

Так как, расширительные баки в системе отопления необходимы не только для компенсации изменяющегося объёма воды но и для пополнения незначительных утечек теплоносителя — в расширительном баке предусматривают некоторый запас воды, так называемый эксплуатационный объём. В выше приведенном алгоритме расчёта заложен эксплуатационный объём воды в размере 3% от ёмкости системы отопления.

Подбор расширительных баков

Подбор расширительного бака следует выполнять с учётом его температурныx и прочностных характеристик. Давление и температура в месте подключение бака не должны превышать максимально допустимых значений.

Объём расширительного бака должен быть больше или равен объёму, полученному в результате расчёта. Негативных последствий от завышения объёма, сверх расчётного – нет.

Если установка расширительных баков предусматривается в помещении, то следует учесть что сосуды диаметром более 750 мм и высотой более 1,5м могут не пройти в дверной проём, а для их перемещения потребуются средства механизации. В таком случае лучше отдать предпочтение не одному, а нескольким мембранным бакам меньшей ёмкости.

1. При использовании в качестве теплоносителя гликолевых смесей рекомендуется подобрать расширительный бак с объёмом на 50% превышающим расчётный.

2. Первый признак неправильно рассчитанного расширительного бака или невыполненной его настройки — это частое срабатывание предохранительного клапана.

Особенности и характеристики

Как можно заметить, расширительные бачки играют одну из важнейших ролей в отопительной системе. Они продлевают срок ее службы и позволяют избежать многих серьезных проблем.

Используются подобные предметы в следующих целях:

• играют роль обогревательной системы, которая функционирует при помощи тепловых насосов и солнечных коллекторов;
• выступают в качестве автономной отопительной системы;
• представляют собой независимую систему, подключенную непосредственно к центральному отоплению, а также систему с замкнутым контуром.

При условии повышения температуры жидкости в отопительной системе всего на 15 градусов, из-за расширения объем теплового носителя становится больше на полпроцента. Расширительная емкость отвечает за компенсацию этого расширения. Переизбыток жидкости теплового носителя проникает в сам бак. Если же теплоноситель остывает, конструкция бачка выдавливает недостаточную жидкость обратно в общую систему.

При наличии незначительной утечки жидкости, дабы показатели давления в системе не упали слишком сильно, бачок отталкивает тепловой носитель для возмещения случившихся утрат.

В том случае, когда система не оснащена расширительным баком, расширение теплового носителя провоцирует рост давления. Кроме того, данные процессы непременно заканчиваются сильным износом комплектующих элементов всей системы, а также приводят к поломке и даже разрыву труб и кранов.

Что касается непосредственного объема бака расширения, то тут стоит учесть, что он напрямую зависит от конкретного типа теплового носителя. Как его можно рассчитать, мы рассмотрим ниже.

На сегодняшний день в магазинах встречаются агрегаты, размер которых составляет:

• 5 литров;
• 8 л;
• 10 л;
• 12 л;
• 19 л;

• 24 л;
• 35 л;
• 50 л;
• 80 л;
• 100 л.

Сегодня существует несколько вариантов таких устройств. Они подходят для различных отопительных систем и отличаются друг от друга по многим параметрам.

Как заменить?

Из вышеизложенной информации можно сделать вывод, что главной проблемой расширительных бачков является поврежденная мембрана. С такой неполадкой сталкиваются многие пользователи. Специалисты рекомендуют производить замену данных элементов в специальных сервисных центрах, однако провести подобные работы возможно самостоятельно.

Делается это следующим образом.

• Сперва нужно произвести отсоединение бачка от отопительной системы.
• Далее нужно уменьшить (сбросить) показатели давления газовой полости при помощи ниппеля сверху агрегата.
• Уберите фланец мембраны, что расположен рядом с патрубком, чтобы подсоединить трубопровод. Отвинчивая гайку сверху корпуса, нужно освободить держатель мембранной детали.
• Достаньте мембранную деталь из полости внизу корпуса.
• Далее нужно изучить поверхность внутренностей корпусной конструкции. Там не должно быть ни грязи, ни ржавчины. Если таковые все же имеются, то их необходимо удалить и промыть поверхности водой. Потом надо просушить корпус.

Важно учитывать тот факт, что мембрана не является стойкой к воздействию масла. По этой причине нельзя применять средства, содержащие масло, для обеспечения сохранения внутренностей агрегата от появления коррозии.
Установите держатель мембранного элемента в полость, находящуюся наверху самой мембраны, если такой крепеж должен присутствовать в конструкции конкретного устройства.
Вкрутите болт в удерживающий элемент, поставьте мембрану в корпус

Держатель нужно ввести в полость, находящуюся на дне корпуса.
Удерживающую деталь надо крепить при помощи гайки.
Выставите предварительные значения давления воздуха в расширителе. Проверьте конструкцию на наличие протечек, после чего нужно подключить расширитель непосредственно к отопительной системе.

Как выставить оптимальное давление?

На системе отопления стоят манометры, с помощью которых контролируется давление в контуре. На самом же расширительном баке штуцера под установку измерительного прибора нет. Зато есть ниппель или золотник для выпуска и подкачки воздуха или газа. Ниппель такой же как на колесах машин. Поэтому проверить уровень давления и отрегулировать его можно посредством обычного автомобильного насоса с манометром.

Для накачки воздуха в расширительный бак подойдет даже простейший автомобильный ручной насос с манометром или автоматический компрессор

Перед тем, как спустить лишнее давление или накачать воздухом расширительный бачок бытового газового котла, необходимо подготовить систему. Автомобильный манометр показывает значение в МПа, полученные данные нужно перевести в атмосферы или бары: 1 Бар (1 атм) = 0,1 МПа.

Алгоритм измерения давления:

1. Отключить газовый котел. Подождать пока вода не перестанет циркулировать по системе.
2. На участке с гидробаком перекрыть все запорные вентили и через дренажный штуцер слить теплоноситель. Для котлов со встроенным баком перекрывается обратка, а также подача воды.
3. Подсоединить к ниппелю бака насос.
4. Накачать воздух до показателей в 1,5 атм. Немного подождать, чтобы вылились остатки воды, снова пустить воздух.
5. Перекрыть вентили запорной арматуры и компрессором докачать давление до указанных в паспорте параметров или до уровня — давление в системе минус 0,2 атм. В случае перекачки бака лишний воздух стравливают.
6. Извлечь из ниппеля насос, закрутить колпак и перекрыть сливной штуцер. Залить в систему воду.

Проверить правильность регулировки напора воздуха можно, когда котел достигнет рабочих параметров.

Если бак накачан правильно, то стрелка манометра прибора при измерении будет показывать плавный набор давления без каких-либо скачков и рывков

При неправильной настройке напора воздуха в расширительном баке возможны сбои в работе всей системы отопления. Если экспанзомат перекачан, компенсирующие свойства не сработают. Поскольку воздух будет выталкивать излишки нагретой воды из бачка, повышая давление в трубах системы отопления.

А с заниженными показаниями давления компенсирующей емкости, вода просто протолкнет мембрану и заполнит весь резервуар. Как результат, при повышении температуры теплоносителя сработает предохранительный клапан.

Иногда в двухконтурных газовых котлах срабатывают предохранители и при правильной настройке давления встроенного расширительного бака. Это свидетельствует о том, что объем резервуара слишком мал для такой системы отопления. В этой ситуации рекомендуется вмонтировать дополнительный гидробак.

Сравним системы отопления закрытого и открытого типа

Функционирование открытой системы отопления основано на законах термодинамики, за счет которых осуществляется движение теплоносителя. Из области высокого давления и соответствующей температуры на выходе котла вода перемещается по трубам в область более низкого давления, и ее температура при этом понижается. Охлажденный теплоноситель направляется обратно в котел, и процесс повторяется. Таким образом, происходит естественная циркуляция жидкости, согласно законам физики.

Так как при нагревании воды происходит увеличение ее объема, в конструкции открытой системы отопления предусмотрен расширительный бачок. Для эффективного движения теплоносителя открытого типа расширительный бачок устанавливают в самой высокой точке системы, а нагревательный котел – в самой низкой. Монтаж на чердаке расширительного бака представляется оптимальным вариантом. Устройство его не отличается сложностью.

С течением времени происходит испарение воды, поэтому ее уровень необходимо своевременно восполнять. При перерывах в использования отопления и при отрицательных температурах окружающей среды воду нужно сливать, иначе она замерзнет в трубах и разорвет их. Открытая система отопления имеет следующие преимущества:

• независимость от источников электрической энергии;
• отсутствие шума;
• простоту обслуживания;
• быстрый запуск и остановку.

Подобрать радиаторы для системы отопления любого виды Вы сможете на основе рекомендаций статьи «Какие радиаторы лучше выбрать для отопления частного дома: фото, размеры и технические характеристики».

В закрытой системе отопления испарения воды не происходит, так как она герметична. Движение теплоносителя осуществляется с помощью нагнетательного или циркуляционного насоса, с которым можно ознакомиться в статье «Какой циркуляционный насос выбрать для системы водяного отопления частного дома, технические характеристики». При этом для эффективной работы также необходим расширительный бак, изготовленный из прочного металла. Закрытая система отопления состоит из нагревательного котла, циркуляционного насоса, трубопроводной сети, радиаторов и расширительного бака. Замкнутая система отопления имеет следующие преимущества:

• отсутствие необходимости постоянного контроля уровня теплоносителя;
• возможность использования антифриза;
• регулировка внутреннего давления;
• возможность подключения дополнительных приборов.

Система отопления закрытого типа

При грамотном монтаже отопительного оборудования оба варианта будут работать отлично. Выбор между ними определяется условиями эксплуатации и особенностями размещения. Между двумя системами имеются следующие различия:

В открытой системе отопления расширительный бачок располагается в наивысшей точке. В закрытой отопительной системе он может располагаться практически в любом месте.
Вероятность образования воздушных пробок в закрытой системе отопления значительно ниже. Это обуславливается повышенным внутренним давлением и отсутствием прямого контакта с атмосферой.
Для функционирования открытой системы отопления необходимы трубы большого диаметра. Монтажные работы осложняются необходимостью учитывать правила гидравлики при распределении потоков, выполнении поворотов, уклонов и так далее.
Используемые в закрытой системе отопления трубы небольшого диаметра удешевляют ее стоимость

Здесь важно грамотно установить циркуляционный насос, чтобы при его работе создавалось как можно меньше шума.

Неисправности

Одной из самых распространённых поломок мембранного расширительного бака считают разрыв мембраны из-за превышения допустимого давления и неравномерных нагрузок. Для запрессованных мембран используют более прочные материалы, так как их нельзя поменять, поэтому сменные мембраны рвутся довольно часто. Из-за разрыва мембраны расширительный бак выйдет из строя, потому что вода попадёт на внутреннюю поверхность, и бак заржавеет, что недопустимо. Поэтому материал, из которого сделана мембрана, сильно влияет на надёжность и качество расширительного бака. Нужно быть внимательным при выборе нужной модели, установке и обслуживании устройства. Прежде всего, его необходимо правильно настроить.

Обзор принципа работы расширительного бака смотрите в следующем видео.

Основные разновидности расширительных баков и их функции

В настоящее время на отечественном рынке представлено огромное множество различных типов расширительных баков.

Следует отметить, что цена  на многие варианты доступная и совсем невысокая, а потому установка возможна в любую систему автономного отопления, где в качестве теплоносителя используется вода.

Среди основных типов расширительных баков, популярных на отечественном рынке, можно выделить несколько:

• Открытые – как правило, имеют квадратную или прямоугольную форму. Так как габариты подобных конструкций довольно внушительные, а эффективность сомнительная, то применяются они сравнительно редко. Основной особенностью можно назвать простой монтаж своими руками без лишних затрат времени и финансов;
• Закрытые – мембранные баки, представляющие собой плоскую или сферическую емкость, герметичную и прочную. Конструктивно это две половины термостойкой мембраны, выполненной в виде диафрагмы.

Типы расширительных баков в системе отопления

Инструкция предполагает, что функционирование данного типа баков происходит за счет попадания в них расширенного теплоносителя и деформации мембраны. Таким образом, количество воздуха в системе снижается, тогда как давление — повышается.

Выбирая расширительный бак для любой современной системы отопления важно учитывать тот факт, что изделие должно в обязательном порядке отвечать некоторым определенным требованиям – диапазону давления, отличаться высоким качеством мембраны, ее характеристиками. К тому же, важен расчет бака, ведь от полученных параметров во многом зависит функциональность и работоспособность системы в целом

К тому же, важен расчет бака, ведь от полученных параметров во многом зависит функциональность и работоспособность системы в целом.

Как рассчитать расширительный бак: особенности процесса

В большинстве случаев процедура расчета мембранного расширительного бака автономной системы отопления подразумевает получение данных, касающихся объема, самого минимального диаметра труб системы, а также начального напора и давления.

Следует отметить, что использование всевозможных сложных методик расчетов может привести к ряду накладок, в том числе и многократной активации запорного клапана.

Работа мембранного бака при изменении давления

Выполняя расчеты расширительного бака системы отопления, важно помнить, что чем больше предельно разрешенное сжатие, тем меньше будут габариты самой емкости. В то же время, величина бака зависит и от температуры жидкости, ведь чем она будет значительнее, тем размеры конструкции возрастут

В то же время, величина бака зависит и от температуры жидкости, ведь чем она будет значительнее, тем размеры конструкции возрастут.

Рассчитывается объем бака (как можно видеть на многих фото и видео) с использованием нескольких основных величин, в частности, объема используемого теплоносителя в системе, коэффициента его линейного расширения, а также эффективности бака.

В виде формулы такой расчет можно представить в следующем виде:

V=Vсис*К/D, где

Vсис – общий объем теплоносителя в системе,

К – коэффициент расширения теплоносителя;

D– эффективность работы бака.

В свою очередь, эффективность расширительного мембранного бака зависит от нескольких параметров: начального и максимального давления в системе, первоначального воздушного давления камеры.

Следует отметить, что именно на самое высокое давление производится наладка предохранительного клапана.

Как правильно рассчитать количество секций радиаторов отопления для системы обогрева здания — смотрите здесь.

Разнообразие объемов расширительных баков

Советы по выбору:

Выбор того или иного варианта бака выполняется с учетом множества показателей, в том числе, температуры и прочности. При всем этом параметры выбираемой конструкции не должны превышать полученные данные, ведь только в таком случае бак будет нормально работать, без сбоев и прочих проблем.

В большинстве случаев расширительные баки с объемом 15-30 литров работают в паре со специальным насосом. При этом мощность оборудования для таких баков может составлять 1,2 кВт и увеличиваться при росте объема, вплоть до 2 кВт.

Следует отметить, что в продаже сегодня можно найти баки, объем которых составляет даже 100-200 литров. Конечно же, применяются они в более крупных автономных системах отопления, в том числе, установленных на различных промышленных объектах.

Правильный выбор

Правильно подобрать прибор можно, исходя из имеющегося отопительного оборудования, собственных возможностей, предпочтений.

Открытые расширительные устройства отлично справляются с проблемой компенсации перепадов давления обогревательной конструкции, но для большинства людей имеют слишком много недостатков.

Мембранные бачки станут отличным решением для стабильной работы системы отопления

Во время приобретения изделия, важно учесть некоторые нюансы. Первой, самой важной характеристикой агрегата является внутренняя мембрана

Данный разделитель должен спокойно переносить высокие температуры, нарастающее внутреннее давление. Нарушение целостности мембранного полотна происходит редко и случается только при неправильном запуске системы. В иных ситуациях нагрев, сжатие воздуха происходят постепенно, не оказывая разрушительного воздействия. Но температурные показатели могут достигать больших значений, поэтому мембрана должна их стойко переносить.

Важно не перепутать изделия с гидроаккумулятором, с которым так много общего. Часто неграмотные или хитрые продавцы внушают покупателю, что вся разница заключается в окрасе оборудования

На самом деле предназначение приборов абсолютно разное, поэтому запасник для воды производится из материалов с другим составом, а мембрана подготовлена для холодного водоснабжения. Подобные характеристики совершенно не подходят для оборудования подачи тепла.

Гидроаккумулятор

Выбор расширительного аппарата основывается на его устойчивости к горячим жидкостям, поэтому средний показатель теплостойкости должен составлять 90 градусов, а более современные модели стойки переносят 110 градусов.

Увидеть наглядный пример того, как правильно подобрать бак расширителя, можно в следующем видео:

Средняя оценка

оценок более 0

Поделиться ссылкой