Сегодняшняя повседневная жизнь не возможна без систем отопления. На протяжении всего своего развития отопительные оборудование получало все более функциональные элементы, и одним из таких улучшений является расширительный бачок. Но для чего именно предназначена данная деталь? Как известно, во время нагрева вода увеличивает свой объем и уменьшает плотность. В закрытых системах лишняя влага остается внутри труб, увеличивая при этом вероятность поломки оборудования. И именно расширительный бачок собирает в себе всю лишнюю влагу, тем самым защищая ваше оборудование, и соответственно, помещение.
Для чего нужен расширительный бак для отопления
При работе системы отопления теплоноситель часто меняет свою температуру — то нагревается, то остывает. Понятное дело, при этом меняется объем жидкости. Он то увеличивается, то уменьшается. Излишки теплоносителя как раз и вытесняются в расширительный бак. Так что назначение этого устройства — компенсировать изменения объема теплоносителя.
Принцип работы расширительного бака для отопления
Виды и устройство
Есть две системы водяного отопления — открытая и закрытая. В закрытой системе циркуляция теплоносителя обеспечивается циркуляционным насосом. Он дополнительного давления не создает, просто проталкивает воду с заданной скоростью по трубам. В такой системе отопления стоит расширительный бак для отопления закрытого типа. Закрытым он называется потому, что представляет собой герметичную емкость, которая разделена на две части эластичной мембраной. В одной части находится воздух, в другую вытесняется лишний теплоноситель. Из-за наличия мембраны бак называют еще мембранным.
Закрытого типа
Открытая система отопления наличия циркуляционного насоса не предусматривает. В данном случае расширительный бак для отопления — это просто любая емкость — хоть ведро — к которой подведены трубы отопления. Для него не требуется даже крышки, хотя она может быть.
Открытого типа
В самом простом варианте это сваренная из металла емкость, которую устанавливают на чердаке. Есть у этого варианта существенный недостаток. Так как бак негерметичный, теплоноситель испаряется и необходимо следить за его количеством — все время доливать. Делать это можно вручную — из ведра. Это не очень удобно — есть риск забыть пополнить запасы воды. Это грозит тем, что система завоздушится, что в может привести к ее поломке.
Более удобен автоматизированный контроль уровня воды. Правда, тогда на чердак, кроме труб отопления, придется еще тянуть водоснабжение а также куда-то выводить переливной шланг (трубу) на случай переполнения бака. Зато отпадает необходимость регулярно проверять количество теплоносителя.
Основные функции расширительного бачка для отопления или зачем он вообще нужен?
На расширительный бачок в индивидуальных системах отопления возложена важная роль приема излишней части воды-теплоносителя. При нагреве вода может изменять свой объем, а в системах отопления температура теплоносителя не является постоянной величиной. Таким образом, при создании полностью замкнутой герметичной системы оборота горячей воды возникает существенный риск разрыва соединительных элементов в следствии повышения давления. Вода является практически несжимаемым веществом и перед ее напором не может устоять даже самое надежное соединение из паянного пластика, а также из любых металлов.
Рассмотрим, как работает в системе индивидуального отопления расширительный бачок, какие бывают типы расширительных бачков, как правильно выбрать данное оборудование и какие тонкости необходимо учесть при его установке в частном доме.
Принципы работы расширительного бачка
Приведем простой физический пример. Допустим температура жидкого теплоносителя-воды в нашей системе отопления поднялась всего лишь на 10 градусов. Это может быть связано с более интенсивной работой нагревающего устройства, вызванного пониженной температурой на улице. После такого подъема температуры объем воды, циркулирующей в замкнутой системе увеличиться на 0,3 процента.
Казалось бы – не очень-то большая величина. Однако вода (или антифриз, используемый в качестве теплоносителя) несжимаема, то-есть в системе постепенно возникает сильное избыточное давление. Чтобы такое давление не разрушило соединительные элементы отопительной системы – воде необходимо дать пространство для расширения. Таким пространством и будет расширительный бачок. При холодном теплоносителе он заполнен не полностью, а вот при нагреве уровень воды в нем увеличивается, что сохраняет давление в системе оборота воды на нормальном уровне.
Расчет объема
Есть очень простая методика определения объема расширительного бачка для отопления: высчитывается 10% от объема теплоносителя в системе. Его вы должны были высчитать при разработке проекта. Если этих данных нет, можно объем определить опытным путем — слить теплоноситель, а потом залить новый, измерив его при этом (пустить через счетчик). Второй путь — высчитать. Определить объем труб в системе, добавить объем радиаторов. Это и будет объем системы отопления. Вот от этой цифры находим 10%.
Форма может быть разной
Формула
Второй способ определить объем расширительного бака для отопления — высчитать его по формуле. Тут тоже потребуется объем системы (обозначен буквой C), но еще нужны будут другие данные:
- максимальное давление Pмакс, при котором может работать система (обычно берут максимальное давление котла);
- начальное давление Pмин — с которого система начинает работу (это давление в расширительном баке, указано в паспорте);
- коэффициент расширения теплоносителя E (для воды 0,04 или 0,05, для антифризов указано на этикетке, но обычно в пределах 0,1-0,13);
Имея все эти значения высчитываем точный объем расширительного бака для системы отопления по формуле:
Формула расчете объема расширительного бака для отопления
Расчеты не очень сложные, но стоит ли с ними возиться? Если система открытого типа ответ однозначен — нет. Стоимость емкости от объема зависит не очень сильно, плюс ко всему его можно сделать самостоятельно.
Расширительные баки для отопления закрытого типа стоит посчитать. Их цена от объема зависит сильно. Но, в данном случае, лучше все-таки брать с запасом, так как недостаточный объем приводит к быстрому износу системы или даже к выходу ее из строя.
Если в котле есть расширительный бак, но его емкости для вашей системы недостаточно, ставят второй. В сумме они должны давать необходимый объем (установка ничем не отличается).
К чему приведет недостаточный объем расширительного бачка
При нагревании теплоноситель расширяется, его излишки оказываются в расширительном баке для отопления. Если весь излишек не помещается, он стравливается через клапан аварийного сброса давления. То есть теплоноситель уходит в канализацию.
Принцип работы в графическом изображении
Потом, когда температура понижается, объем теплоносителя уменьшается. Но так как его в системе уже меньше чем было, давление в системе падает. Если недостаток объема незначительный, такое понижение может быть некритичным, но если его слишком мало, котел может не работать. У этого оборудования есть нижний предел давления, при котором оно работоспособно. При достижении нижнего предела оборудование блокируется. Если вы в это время находитесь дома, сможете исправить ситуацию, добавив теплоносителя. Если же вас нет, система может разморозиться. Кстати, работа на пределе тоже ни к чему хорошему не приводит — оборудование быстро выходит из строя. Потому лучше слегка перестраховаться и взять чуть больший объем.
Расчёт объёма бака
Чтобы определить объём бака можно пойти по самому простому пути. То есть взять 10% от объёма используемого теплоносителя, который высчитывается ещё на стадии проекта отопительной системы. Либо можно слить старый теплоноситель и залить новый, измерив объём счётчиком.
Также можно узнать объём радиаторов и труб, таким образом вы получите объём системы отопления, от которого и нужно будет взять 10%.
Есть также способ расчёта бака по формуле:
V=(E*C*(Pmax+1))/(Pmax+Pmin), где
E – коэффициент расширения теплоносителя, указываемый на упаковке,
Pmax и Pmin – максимальное и минимальное рабочее давление системы, соответственно.
Следует сказать, что для открытой отопительной системы никаких расчётов производить не надо, а для закрытой всё же стоит. Причём, если у котла уже есть встроенный бак, в случае нехватки его объёма ставят новый.
В случае нехватки объёма бака уменьшается объём теплоносителя и падает давление в отопительной системе, поскольку он начинает сливаться в канализацию. При критичной нехватке теплоносителя работа котла может просто застопориться.
Если в этот момент будете дома, вам достаточно будет просто подлить теплоноситель. Если вас дома не будет, то отопительная система начнёт размораживаться. Да и в работе котла в критическом состоянии тоже нет ничего хорошего.
Поэтому лучше всегда проводить подобные расчёты и приобретать несколько больший бак, чем требуется.
Давление в бачке
В некоторых котлах (обычно в газовых) в паспорте указано, какое давление необходимо выставить на расширителе. Если же такой записи нет, для нормальной работы системы давление в баке должно быть на 0,2-0,3 атм ниже, чем рабочее.
Система отопления невысокого частного дома обычно работает при 1,5-1,8 атм. Соответственно, в баке должно быть 1,2-1,6 атм. Измеряется давление обычным манометром, который подключается к ниппелю, который расположен в верхней части емкости. Ниппель спрятан под пластиковой крышкой, ее откручиваете, получаете доступ к золотнику. Через него можно также стравить излишки давления. Принцип работы такой же как у автомобильного золотника — чем то тонким отгибаете пластину, стравливая воздух до необходимых показателей.
Где располагается ниппель для подкачки
Также можно давление в расширительном баке увеличить. Для этого нужен будет автомобильный насос с манометром. Его подключаете к ниппелю, накачиваете до необходимых показаний.
Все вышеописанные процедуры проводятся на баке отсоединенном от системы. Если он уже установлен, снимать его не надо. Проверить давление в расширительном баке системы отопления можно на месте. Только будьте внимательны! Проверять и корректировать давление в расширительном баке для отопления надо при неработающей системе и слитом из котла теплоносителе. Для точности измерений и настройки бака важно чтобы на котле давление было нулевое. Потому воду спускаем тщательно. После чего подключаем насос с манометром и корректируем параметры.
Как выбрать и установить расширительный бачок
Прежде всего – выбираемый расширительный бачок по своим геометрическим размерам должен соответствовать объему теплоносителя, находящегося в системе. Обратите на это особое внимание при выборе. Приобретение чрезмерно маленького бачка может свести всю его эффективность к нолю.
Особое внимание обратите на характеристики мембранного устройства. Оно должно сохранять свои рабочие свойства при всем диапазоне температур, планируемых в отопительной системе. Также мембрана должна выдерживать возможные скачки давления, для чего в ней должен иметься определенный запас гибкости.
Устанавливать расширительный бачок в отопительную систему частного дома необходимо согласно подготовленному проекту, если вы сами не с состоянии подготовить такой проект — обязательно обратитесь за помощью к профессионалам!
Помните, что открытые бачки для расширения теплоносителя могут устанавливаться исключительно в верхней части отопительной системы. Обычно в них присутствует резьбовое соединение, расположенное в нижней части устройства.
При этом расширительный бачок закрытого типа можно установить в любом месте системы отопления . Желательно, чтобы место его монтажа находилось непосредственно после циркуляционного насоса по ходу движения теплоносителя.
установка бачка
Обратите внимание, что расширительный бачок любого типа при наполнении его водой значительно увеличивает свою массу, что накладывает дополнительные требования к прочности системы его крепления. Предусмотрите наличие свободного доступа к отопительному бачку, особенно к устройствам со сменяемой мембраной.
При установке расширительного бачка в обязательном порядке в системе отопления также устанавливается манометр и защитный клапан, который будет служить «последним рубежом обороны» при незапланированном чрезмерном расширении теплоносителя.
Если вы тщательно выберите и грамотно всё смонтируете – можете быть уверены в долгой и бесперебойной работе контуров обогрева.
Где поставить в системе
Расширительный бак в закрытой системе ставится после котла до насоса, то есть так, чтобы он создавал поток в противоположном направлении. Так система работает надежнее. Так что конкретное место установки зависит от того, где у вас стоит циркуляционный насос.
Схема установки расширительного бака для отопления
В систему он подключается через тройник. В трубу врезаете тройник, перпендикулярный выход направляете вверх, на него накручивается бак. Если стенка не дает поставить емкость, придется сделать колено, но бачок повернут вверх. Теперь можно считать, что расширительный бак установлен.
Пример установки с краном
Но для удобства проверки, желательно после бака поставить еще один тройник, на свободный выход которого установить запорный кран. Это дает возможность проверять мембранный бак без слива всей системы — он отсекает бак. Кран перекрываете, с котла стравливаете воду. Проверяете давление на отключенной ветке (в котле). Оно должно быть нулевым. После можно проводить все остальные работы по настройке.
Плюсы закрытой отопительной системы
- Первый плюс закрытой отопительной системы состоит в том, что бак можно устанавливать где вам удобно, в открытой же, только на чердаке или на какой-нибудь другой высокой точке системы. Да и за счёт герметичность теплоноситель практически не испаряется.
- Теплоноситель всегда насыщен воздухом в открытой отопительном системе, что приводит к коррозии в отопительных трубах и радиаторах. В закрытой, как вы понимаете, такого произойти не может.
- В закрытой системе потерь в баке меньше, чем в открытой, которая прогревается очень быстро и обладает повышенной чувствительностью. Плюс разница в температурах в закрытой системе меньше, что позволяет дольше использовать оборудования для отопления.
- Закрытая система подходит к самым разным радиаторам, конвекторам и тепловым завесам, можно подключать систему “тёплый пол”. Плюс в закрытую систему можно добавить бойлер косвенного нагрева для ГВС.
Критерии выбора
Прежде всего бак выбирают исходя из объема воды, который может там храниться. В продаже есть емкости от 24 до 1000 литров. При этом объем жидкости занимает всего лишь 30% от общего. Это нужно, чтобы нагнетать нужное давление.
Особенностью небольших по объему бачков является отсутствие ниппеля для удаления лишнего воздуха. Это может создавать неудобство при эксплуатации. Большие баки лучше справляются с поддержанием постоянного давления в системе, имеют ниппель и более универсальны в обслуживании.
В зависимости от имеющейся площади для установки накопительного бака можно выбрать горизонтальную или вертикальную модель. В горизонтальных объем всегда меньше, они могут крепиться на стену. Вертикальные имеют ножки для установки, объем жидкости в них больше.
Кроме этих двух показателей выбор осуществляется с учетом следующих критериев:
- давление, которое можно создать в системе благодаря мембранному бачку;
- можно ли периодически менять мембрану или она несъемная;
- можно ли хранить питьевую воду или резина предназначена только для технической жидкости;
- материал корпуса – сталь или пластик.
Для семьи из 2 – 3 человек достаточно емкости объемом до 25 литров. Если людей больше и установлен насос, который в час перекачивает около 3,5 тонн воды можно ставить емкость объемом 50 л. При очень большом расходе, например, в многоквартирном доме, подойдет бак объемом 100 л.
Этапы монтажа
Иногда кроме основного бака требуется установка емкостей меньшего объема. В таком случае литраж будет рассчитываться с учетом всех баков, входящих в систему.
После выбора модели необходимо руководствоваться правилами, по которым проводится установка:
- диаметр труб должен быть таким же или больше, чем приемное отверстие бака;
- фитинги используются разборные;
- необходимо правильно выбрать место, чтобы удобно было проводить ремонтные работы;
- металлический корпус заземляют;
- бак устанавливается ближе к насосу, между ними не должно быть другого оборудования, способного повышать давление в системе.
Этапы монтажа:
- Установка фильтров на насос, который будет качать воду из скважины. Это нужно, чтобы песок не скапливался в мембране и не стирал ее.
- Устанавливается пятивыводная деталь, к которой будут подключаться манометр, реле и датчики защиты, а также шаровой кран-перекрытие и тройник.
- Емкость крепится на стену или устанавливается на ножки и прикручивается с помощью анкерных болтов.
- Гибкой подводкой соединяется бак и пятивыводная деталь.
- Устанавливаются манометр и датчики.
Желательно предусмотреть возможность для слива воды на случай экстренного ремонта.
Подбираем подходящий бак
Выбор расширительного бака для отопления – процесс достаточно легкий. Мы уже знаем, как подобрать подходящую модель по объему и как работает тот или иной бак. Для отопительной системы открытого типа выбираем самую простую модель, пластиковую или металлическую. Для закрытого отопительного контура рекомендуем купить бачок со сменной мембраной. Первоначально такая покупка выльется в значительные расходы. Но если мембрана вдруг порвется, вы сможете ее просто заменить – замена стоит в разы дешевле, чем покупка новой емкости.
При выборе расширительного бочка не стоит экономить. Лишний потраченный рубль обернется двумя сбереженными на ремонте.
Расскажем, как выбрать бачок по производителю. В ходу продукция отечественных и зарубежных брендов, цены, как правило, отличаются друг от друга незначительно – в пределах 10-20%. Если вдруг вы обнаружите подозрительно дешевый бачок родом из Китая, советуем остеречься от такой покупки. Вполне возможно, что приобретение столь дешевого бака выльется в итоге постоянно рвущуюся мембрану – больше потратите на ремонт. Отдельно следует уделить внимание форме. Классические бочкообразные расширительные бачки для отопления более привычные и распространенные. Вы сможете увидеть их практически в любом сантехническом магазине. Они характеризуются большим диапазоном вместительности и созданы для монтажа в отдельных котельных, где нет стеснения в свободном пространстве. Если же котел стоит в кухне или в помещении, где большой бак был бы заметен, советуем приобрести компактный плоский бачок.
Также в продаже встречаются расширительные баки для бойлеров косвенного нагрева – они предназначены для принятия образующихся в результате нагрева излишков воды в основном баке агрегата. Принцип действия у них примерно такой же, а необходимый объем подсчитывается и подбирается согласно объема самого бойлера (с учетом коэффициента расширения, равного 4%).
К чему приведет неправильно подобранный расширительный бак?
Если при нагреве теплоносителя в отоплении объема расширительного бака не хватит, то избыток теплоносителя будет сливаться через специальный аварийный клапан. После того, как система снова остынет, возникнет недостаток теплоносителя. Плюс ко всему упадет давление в системе отопления.
Котлы и другое оборудование имеют нижний порог по давлению, преодолев который, отопление попросту не запустится. Исправить эту ситуацию поможет обычный долив теплоносителя.
Если такая ситуация будет возникать постоянно, то повышается риск выхода из строя оборудования. Поэтому лучше подбирать расширительный бак правильно.
Эксплуатация и обслуживание
Перед пуском в эксплуатацию необходимо выполнить настройки. Для этого воду полностью сливают и манометром замеряют давление. Если оно не соответствует требуемому, с помощью автомобильного насоса его приводят к нужным показателям. Разница в максимальном и минимальном давлении должна находиться в пределах 1,5 бар.
Обслуживание проводится с целью проверить показатель давления в отсеке для воздуха или газа. Новые емкости не требуют детального осмотра. В старых системах корпус может дать трещину или нарушится целостность мембраны, которую придется заменить.
Цены на мембранный расширительный бак для водоснабжения зависят от материалов изготовления, марки производителя, а также потенциального объема воды, который может храниться внутри. В комплект могут входить детали для монтажа, манометр и реле сухого хода.
