Расширительные баки (техническое название устройства экспанзоматы) производятся для различных систем обогрева (СО). Для открытых необходимы емкости в виде обычной металлической или пластиковой бочки без крышки. Такие устройства используются, как правило, в гравитационных системах.
Для закрытых систем применяются современные, герметичные баки с эластичной диафрагмой (мембраной), монтирующиеся в СО с насосом, в любом удобном для размещения, месте трубопровода. В сегодняшней публикации будет рассказано именно о мембранных расширительных баках для отопления, их типах, методиках расчета емкости и этапах их монтажа.
Назначение, конструктивные и эксплуатационные особенности
Экспанзомат – это устройство, предназначенное для компенсации расширившегося при нагревании теплоносителя. Другими словами: если данный резервуар не будет предусмотрен, расширившейся под воздействием температуры жидкости будет некуда деваться и она разорвет трубы, радиаторы, теплообменник котлоагрегата, создав опасность взрыва.
Кроме этого, какой бы ни была герметичной СО, теплоноситель из нее все равно испаряется. Снижается его количество в контуре, что значительно уменьшает эффективность обогрева жилища. Мембранный расширительный бак для отопления позволяет пополнить объем жидкости, сохраняя необходимую герметичность в системе.
Конструкция данного устройства состоит из стального, устойчивого к коррозии бака, в котором посередине находится эластичная диафрагма. В данном резервуаре установлен золотник, для накачки необходимого давления, клапан безопасности и патрубок подключения прибора к СО.
Какое давление должно быть в расширительном бачке
При обустройстве отопительной системы необходимо уделять внимание абсолютно всем моментам, начиная от проектировки теплового блока и заканчивая его комплектацией. Среди всего многообразия функциональных элементов вакуумный расширительный бачок для отопления играет немаловажную роль в создании качественно работающего обогревательного оборудования. Благодаря этому аппарату осуществляется регулировка объема теплоносителя, что позволяет исключить разрыв тепловой магистрали, радиаторов и запорной арматуры.
1
Устройство агрегата
Аккумулирующие баки для отопления представляют собой цилиндрические или квадратные емкости с патрубками, врезанными в корпус. Их количество зависит от числа подключенных контуров и приборов отопления.
Объем емкости зависит от площади отапливаемого помещения и находится в диапазоне от 200 до 3 тыс. м³. Для сохранения тепла между баком и внешней обшивкой находится теплоизоляционный материал толщиной от 5 до 10 см. В зависимости от конструкции внутри бака находятся следующие элементы:
- один либо несколько теплообменников;
- трубчатый электрический нагреватель;
- магниевый анод.
Теплообменники применяются в двухконтурных системах. В устройстве бака-аккумулятора горячей воды эти элементы представляют собой змеевики из медных труб. Электрические нагреватели помогают поддерживать температуру теплоносителя, если котел кратковременно вышел из строя.
Как сделать расчёт расширительного бака для закрытой системы отопления
Виды закрытых экспанзоматов
«Первую скрипку» в данном устройстве играет диафрагма, которая, в зависимости от модели, может быть заменяемой или фиксированной.
- В первом случае, форма мембраны напоминает грушу или баллон. Именно поэтому емкости такого типа называют «баллонными». Ремонт расширительного бака отопления и замена пришедшей в негодность диафрагмы производятся через фланец с водяным патрубком, расположенный в нижней части прибора.
- При фиксированной конструкции диафрагмы, мембрана крепится посередине корпуса, после чего, бак запаивается в заводских условиях, делает невозможным ее замену. Ремонт резервуара такого типа (замена подрывного клапана, патрубка) производится только в специализированных мастерских.
Единственным преимуществом мембранных устройств перед емкостями со сменной диафрагмой является низкая стоимость.
Важно! Подбор расширительного бака для системы отопления – это важный процесс, требующий точного расчета и опыта. Если вы неуверены в своих знаниях, то обратитесь к профессионалу.
Техническое обслуживание при эксплуатации
Нужно помнить, что при перерывах в использовании баки, как и другие компоненты системы отопления, следует опустошать с последующей просушкой. Игнорировать этот пункт не следует, так как его несоблюдение приведет к появлению коррозии и снижению сроков эксплуатации.
При использовании любого закрытого бака владельцам регулярно следует выполнять ряд несложных операций.
К которым относятся:
- периодические осмотры на предмет выявления коррозии, механических повреждений – такая процедура должна производиться дважды в год;
- проверка давления в системе, что выполняется через каждые полгода;
- периодические осмотры целостности мембраны – такие операции производятся согласно рекомендациям производителя.
А кроме того, на протяжении всей эксплуатации пользователям придется соблюдать требования относительно допустимых норм температуры и давления.
Для ремонта резервуаров следует использовать исключительно оригинальные комплектующие, так как это обеспечит не только нужную производительность, но и безопасность использования.
С правилами и особенностями подбора расширительного бачка для отопительных систем открытого типа ознакомит следующая статья, прочитать которую стоит владельцам домов с открытыми контурами отопления.
Преимущества
Существует достаточно много преимуществ мембранных экспанзоматов перед открытыми емкостями. Специалисты выделяют следующие:
- Данные устройства могут применяться в системах с водопроводной водой.
- Простота замены бака или пришедшей в негодность диафрагмы.
- Минимальное обслуживание.
- Не испарения, а это значит можно использовать дешевый этиленгликоль.
Основное достоинство данных моделей, по мнению специалистов – это большая вытесняющая способность.
Как работает экспанзомат
Принцип работы мембранного расширительного бака отопления гениально прост, и заключается в следующем:
- В нормальном состоянии уровень теплоносителя доходит до мембраны. Расширяясь, он начинает вдавливать диафрагму в сторону газовой камеры, которая находится под определенным давлением.
- При остывании теплоносителя, его уровень в емкости падает, а мембрана возвращается в рабочее положение.
Если рассматривать баллонный «механизм», то при подъеме уровня жидкости в системе она попадает в «грушу» бачка. Постепенно, она растягивается, ограничивая контакт жидкости (воды, антифризов, рассолов) со стенками прибора. При достижении рабочей температуры СО, давление в газовой камере, выдавливает жидкость в систему.
Таким образом, установка мембранного расширительного бака для отопления:
- Стабилизирует работу СО при максимальном расширении теплоносителя и скачках давления при запуске котлоагрегата.
- Минимизирует испарение жидкости из системы.
- Дает возможность работы как с водой, так и с антифризами.
Что нужно сделать перед настройкой бака
Все перечисленные виды давления должны быть представлены в барах (1 бар = 10 м). Возьмем за основу двухэтажный дом с высотой отопительной системы 4 м.
Бак должен быть отсоединен от системы отопления или перекрыт краном. Давление в водяной камере должно быть сброшено. При закачке воздуха, давление системы не должно оказывать своего влияния, в противном случае бак не удастся настроить.
То же самое обязательно нужно сделать, когда перед началом отопительного сезона вы проверяется давление в баке, или же когда у вас есть подозрения, что бак перестал работать – прохудилась резиновая груша.
Слева мы предлагаем схему подключения бака к системе отопления.
Есть ли разница, как устанавливать бак: водяным патрубком вверх или вниз? С точки зрения его работы и динамики изменения давления в системе отопления разницы никакой нет. Но вот с точки зрения его работы: в случае неисправности мембраны (когда она прохудилась) – разница есть.
Если бак подключить к системе отопления водяным патрубком вверх, то в случае неработоспособности мембраны бак не сможет отдать воду системе, хотя будет наполнен водой.
А если его подключить наоборот (водяным патрубком вниз), то даже в неисправном виде расширительный бак все еще сможет отдать теплоноситель.
Как рассчитать объем экспанзомата
Расчет расширительного бака для систем отопления закрытого типа достаточно серьезный процесс, который можно провести несколькими способами:
- Доверить проведение вычислений сертифицированному специалисту. Результат достаточно высокого качества, но за это придется заплатить, немалую сумму.
- С помощью онлайн-калькуляторов. Результаты достаточно достоверны. Этот вариант для тех, кто не хочет терять время и платить деньги. Единственным минусом такого расчета является то, что в случае неправильных данных некому предъявить претензию. А проблемы при неправильном расчете могут быть достаточно серьезные: от неэффективной работы СО до ее полного разрушения, по причине меньшого, чем нужно объема расширительного бака.
- Сделать расчет самостоятельно, к тому же это не так сложно.
Воспользуйтесь формулой
V
= (
V
s *
Z
) /
N
где: V
s – объем СО. Чтобы рассчитать данное значение нужно исходить из того, что на каждый 1кВт мощности котельной установки необходимо 15л. жидкости. Например, ваш теплогенератор имеет мощность 45кВт, то объем СО будет равен 45 х 15 = 675 л.
Z
–коэффициент, показывающий расширение конкретного теплоносителя при определенной температуре. Вода — 0,04; гликолевые антифризы, (в зависимости от концентрации активного вещества) от 0,044 до 0,048. Данные действительны при максимальной температуре в СО 95°С.
N
– показатель эффективности устройства. Некоторые производители указывают данный параметр. Если его нет, в документации к устройству, то ег достаточно просто рассчитать самостоятельно, воспользовавшись формулой:
N
= (
D
max —
D
min) / (
D
max + 1)
где: D
max – максимальное давления. Для бытовых автономных СО это значение равно 2,5-3 кг/см2;
D
min – начальное давление в воздушной камере устройства. Эта величина равна 0,5 кг/см2 на каждые 5м. высоты СО.
Итак:
N = (2,5-0,5)/(2,5+1) = 0,57
Все данные для расчета есть. Рассчитаем емкость экспанзомата для СО одноэтажного частного дома, с котлоагрегатом, мощностью 45кВт и водой, в качестве теплоносителя.
V = (675 х 0.04)/0,57 = 47,36л рекомендованный объем резервуара, для данной СО 50 л.
Открытые
Относящиеся к первой группе, чаще всего монтируются на чердаках, то есть над верхней точкой системы отопления. Открытый расширительный бак представляет собой прямоугольную или цилиндрическую емкость, для производства которой применяется листовая сталь. После их установки необходимо произвести теплоизоляцию. Перед включением не требуется настройка.
Пример: для отвода жидкости служит циркуляционная труба. К раковине примыкает контрольная труба, на которой установлен запорный кран для регулирования уровня воды в емкости. Нельзя не отметить расширительную трубу, посредством которой жидкость поступает непосредственно в бак. Все эти и другие трубы присоединяются при помощи специальных патрубков.
Открытые экспансоматы имеют определенные отрицательные качества.
К примеру, владельцам данной вспомогательной системы постоянно придется восполнять объем жидкость, поскольку она обладает повышенной испаряемостью.
Перед тем как проверить уровень теплоносителя, необходимо поднять защитную крышку открытого бака. Кроме этого, потребуются дополнительные денежные затраты на его установку, так как монтировать бак придется в верхней части отопительной системы.
Также необходимо предварительно утеплить то место, где будет произведена установка. По причине того, что открытый расширитель функционирует при пониженном давлении, управлять такой системой несколько затруднительно.
И последнее – в экспансомат, имеющий вышеописанное устройство, поступает воздух, что приводит к повышенному уровню коррозии основных элементов.
Этапы монтажа
Прежде чем устанавливать емкость в СО, необходимо подготовить котельное помещение, которое должно соответствовать рекомендованному производителем оборудования температурно-влажностному режиму. Определитесь с местом монтажа. Мембранные устройства, теоретически, можно монтировать в любом месте СО. Специалисты рекомендуют: чтобы на прибор не воздействовали резкие скачки давления, не устанавливайте его после котла на подающем трубопроводе. Лучшее место – на обратке, только не после насоса.
Совет! Исходя из опыта, необходимо монтировать устройство именно на подаче. Кроме этого, жидкость из СО должна поступать в емкость сверху. Такая схема монтажа гарантирует, что воздух из СО не попадет в камеру для жидкости.
- Врежьте в выбранную ветку трубопровода патрубок, размером ¾;
- Подготовьте паронитовую прокладку. Данный материал прекрасно выдерживает высокие температуры.
- Смонтируйте бак таким образом, чтобы на него не воздействовали нагрузки.
И в качестве заключения: обязательно отрегулируйте клапан безопасности. Значение должно быть на 10-15% ниже, чем критическое в СО.
Совет: Для безопасной работы СО выбирайте модели экспанзоматов, только с регулируемым подрывным клапаном.
Тип мембраны
Подбирая в строительном магазине мембранный бак для отопления инструкция к которому предоставляется производителем во время приобретения, покупатель должен обратить внимание на мембрану. Этот элемент экспанзомата является главной функциональной частью бачка и может быть изготовлен из различных типов резины. Качественные мембраны изготавливают из эластичной и долговечной резины, которая не подвержена действию высоких нагрузок и перепаду температур.
Имеет значение тип мембраны, интегрированной в бачке.
В настоящий момент производители оснащают экспанзоматы мембранами диафрагменного и баллонного типа. Первый тип мембран используют в баках небольшого объема. Конструкция диафрагменной мембраны не позволяет осуществлять ремонт прибора в случае поломки, поэтому чаще в контурах используют баки с баллонными мембранами, которые защищают стенки буферного сосуда от контакта с теплоносителем. Они надежны, эффективны, износоустойчивы, и что немаловажно — отличаются высоким уровнем ремонтопригодности.
