Виды, функции и конструктивные особенности расширительных баков

Назад

Опубликовано: 19.05.2019

Время на чтение: 6 мин

0

3831

Чтобы разобраться, для чего нужен расширительный бак, следует ознакомиться с принципом работы и основными функциями такого резервуара. Не владея этой информацией, можно ошибочно подумать, что элемент не представляет особой ценности и просто занимает место в комнате. Однако на практике он выполняет массу важных задач и является незаменимой составляющей отопительной системы.

• 1 Расширительный бачок в открытой системе 1.1 Принцип работы
• 1.2 Где расположить
• 1.3 Какой объем бака потребуется

Как работает и для чего нужен

Как мы уже говорили, компенсационная ёмкость нужна для эффективной бесперебойной работы отопительной системы. Это приспособление собирает в себе расширившуюся в результате нагревания жидкость, предотвращает аварии и протечки. Во время охлаждения теплоноситель равномерно распределяется по трубам.

При отсутствии расширительного бака рабочее давление поднимется до критической точки в 3 атмосферы, в результате чего произойдёт срабатывание аварийного клапана и сброс лишней жидкости. Кроме отопительной системы расширительный бак используется в горячем водоснабжении.

Устройство расширительного бака

После использования горячей воды из бойлера, этот прибор наполнится холодной жидкостью. Во время нагревания ей некуда будет деваться и случится авария. Компенсационная ёмкость и служит для предотвращения подобных аварий. Вместо резервуара в системе горячего водоснабжения можно использовать аварийный клапан, но частые его включения приводят к появлению течи и повреждению прибора.

Основными функциями расширительного бака считаются:

• Сбор лишнего теплоносителя;
• Заполнение труб водой при нехватке жидкости;
• Сбор накопившегося воздуха или водяного пара, который выделяется в результате работы отопительной системы;
• Балансирование рабочего давления за счёт увеличения или уменьшения объёма жидкости.

Схема работы расширительного бака
На данный момент на строительном рынке можно найти множество разных моделей компенсационных ёмкостей. Все эти приборы можно условно поделить на два вида: открытые и закрытые. Несмотря на внешнее сходство, монтаж этих приборов проводится по различным технологиям.

Обратите внимание! Расширительные баки открытого типа используются всё реже и реже, они неэффективны, нуждаются в постоянной доливке теплоносителя. Закрытые компенсационные ёмкости отличаются от аналогов компактными габаритными размерами. Такие приборы работают без участия человека.

Расчет емкости расширительного бака

При расчете объема расширительного бака для отопления нужно учесть вместимость системы, место предполагаемой установки резервуара, допустимое гидравлическое давление, тип теплоснабжающей системы (к примеру, централизованная или автономная, закрытая или открытая).

Обратите внимание! При расчете объема резервуара можно воспользоваться услугами сторонних специалистов или выполнить его самостоятельно. Самый простой способ определить вместимость системы отопления. К примеру, при объеме циркулируемого теплоносителя в 400 л, требуется расширительный бак с емкостью 40 л (10 процентов от исходного объема).

При циркуляции в теплоснабжающей системе вместо воды гликолевой жидкости, к расчетному объему расширительного металлического резервуара необходимо прибавить около 50 процентов. Также важно учитывать, что при эксплуатации закрытой системы отопления около 3 процентов теплоносителя уходит на восполнение возможных утечек.

Для получения более точного расчета рекомендуется воспользоваться специальным программным обеспечением или он-лайн калькуляторами. При правильном расчете емкости резервуара предохранительный регулирующий клапан не будет срабатывать.

Расчёт объёма

Процесс расчёта объёма расширительных баков открытого и закрытого типа несколько отличается. Резервуар для открытой отопительной системы делают из листового металла. В ёмкости присутствует отверстие для подачи теплоносителя в систему.

Подобные приборы могут иметь и другое отверстие, которое располагается в верхней части и служит для отвода лишней жидкости в канализацию. В некоторых случаях к открытому расширительному баку теплоноситель (вода) подаётся в автоматичном режиме, по мере убывания.

При проектировании отопительной системы важно рассчитать объём компенсационного бачка. Основным значением, от которого отталкиваются все расчёты, считается общий объём воды в системе, например, 100 литров.

Обратите внимание! При расчёте объёма расширительного бака открытого типа берётся значение 10% по отношению к общему количеству теплоносителя в системе. В нашем случае нужен 10 литровый резервуар.

Расширительный бачок объемом 10 литров

Данная система расчёта, так называемый народный метод, может применяться и для компенсационных ёмкостей закрытого типа. Кроме этого существует более точный метод подсчёта объёма резервуара. Нам понадобятся следующие данные:

• ОВ – объём увеличения теплоносителя при нагревании. Для воды это значение не превышает 5%, у антифриза в пределах 6%;
• ВК – общий объём теплоносителя в контуре отопительной системы. Количество воды можно измерить вёдрами или при помощи специального счётчика, который устанавливается на сливной трубе;
• ДС – максимальное давление в контуре и котле (такая информация предоставлена в инструкции к отопительному прибору);
• ДБ – давление в расширительном баке.

Для точного подсчёта объёма компенсационного бака закрытого типа применяется следующая формула:

V=ОВ*ВК*(ДК + 1) / ДС – ДБ

Если сравнить результат объёма расширительной ёмкости подсчитанного по народному методу со значением, полученным из формулы, то второй результат будет меньшим. При небольшом превышении величины резервуара от требуемого значения необходима правильная настройка, что будет способствовать эффективной работе прибора.

Технические характеристики расширительных баков

Расширительные баки как для отопления, так и водоснабжения снабжены сменной мембраной камерного типа. Это говорит о том, что в них исключен контакт жидкости со стенками бака. В случае износа или повреждения мембрана может быть заменена.

Замена мембран в расширительных баках производится в следующим образом:

• Перекрывается участок системы, на котором находится бак;
• Сливается вода из перекрытого участка;
• Отсоединяется бак от подводящего трубопровода;
• Отсоединяется контрфланец от расширительного бака;
• Через образовавшееся отверстие бака вынимается мембрана;
• Внутренняя полость бака продувается сжатым воздухом;
• Устанавливается новая мембрана. При необходимости она присыпается тальком. Фартук мембраны должен плотно прилегал к фланцу бака;
• Устанавливается на место и крепится контрфланец;
• Производится подкачка воздуха газовой подушки до расчетного значения;
• Бак присоединяется к системе.

Давление

Определение объёма закрытого расширительного бака считается важным, но не основным аспектом правильной работы отопительной системы. Этот прибор состоит из двух частей, связанных между собой резиновой прокладкой. Воздух и вода, которые находятся в этих двух резервуарах, не контактируют. В ёмкости для воздуха установлен ниппель, через который закачивают кислород и создают необходимое давление.

В процессе нагревания жидкость заполняет одну из камер бака. При условии повышенного давления в резервуаре с воздухом, резиновая прокладка не будет деформироваться. Это приводит к тому, что компенсационный бак не выполняет свои функции.

Обратите внимание! Для правильной работы отопительной системы воздушную камеру расширительной ёмкости накачивают до давления, которое на 0,2 атмосферы меньше от давления воды в системе. Такие операции проводятся до закачки теплоносителя. Через специальный ниппель добавляют или стравливают давление до показателей манометра 1,3 атмосферы, при давлении 1,5.

Принцип работы расширительного бачка

В системе горячего водоснабжения давление воздушной камеры бака устанавливают на 0,2 атмосферы больше от верхнего уровня насоса.

Как выбрать расширительный бак?

Во время приобретения нужно обратить внимание на некоторые моменты:

• вид теплоносителя в системе;
• минимальное и максимальное давление;
• объем бака, превышающий максимальное значение теплоносителя;
• вид подключения и расположение разъемов для крепежа.

При покупке рекомендуется обратить внимание на продукцию проверенных производителей. Даже если емкости стоят дороже, это оправдано качеством: высокое давление в расширительном бачке не приведет к негативным последствиям в виде разрыва и выхода из строя системы. Срок гарантии у такой продукции больше, ведь производители отвечают за качество и уверены в своих изделиях.

Пластиковый бак для отопления открытого типа

Стандартным материалом для расширительного бачка считается металл, но такие ёмкости часто поддаются коррозии под воздействием воздуха и воды. Выходом из сложившейся ситуации будет установка пластикового резервуара, например, пластмассовой 20-литровой канистры с обрезанным дном, или пластикового ведра.

В нижней части подобной ёмкости на резинке устанавливают кран, затем закрепляют кусок шланга, который надёжно фиксируется в металлическом трубопроводе.

Где установить расширительный бак?

Место подбирают, ориентируясь на тип устройства:

1. Открытый вид
   монтируют в наивысшей точке сети дома. Если строение одноэтажное, можно расположиться на чердаке. Такие системы являются самотечными, поэтому важен широкий диаметр трубопровода. Бак должен вмещать около 10% от объема воды.
2. Закрытый вид
   выделяется герметичностью устройства. Оптимальный вариант монтажа – возле остального оборудования. В системах этого типа расширительный бачок для отопления функционирует на незамерзающем теплоносителе. Бачок должен быть способным вместить 15% от общего объема жидкости.

Установка в системе отопления закрытого типа

По мнению экспертов, установка подобного прибора может проводиться в любой точке отопительной системы, но лучше всего закреплять расширительный бак на трубопроводе перед циркуляционным насосом.

Обратите внимание! Есть и исключение из этого правила: резервуар нельзя устанавливать после насоса или сразу за котлом, ведь в нём будет скапливаться избыточное давление.

Расширительный бак в закрытой системе отопления

Монтаж ёмкости может осуществляться в любом положении, но верхнее расположение воздушной камеры считается оптимальным вариантом. В данном случае пузырьки воздуха будут стремиться кверху. Они не попадут в теплоноситель, что предотвратит возникновение аварийных ситуаций даже при повреждении прокладки. Для отвода скопившегося воздуха в закрытой системе отопления предусмотрен специальный клапан.

Обратите внимание! Идеальным вариантом будет установка расширительного бачка перед отопительным прибором, котлом и насосом, на обратном трубопроводе (здесь стабильное давление).

Прибор фиксируют на трубе при помощи фитингов на тройнике, перед бачком и после устанавливают кран. Он необходим для проверки и обслуживания устройства перед запуском отопительной системы. Чтобы определить исправность ёмкости, перекрывают кран, включают отопление и наблюдают за показаниями манометра.

Когда стрелка достигнет единицы, открывают вентиль и смотрят на циферблат манометра. При исправности резервуара давление должно опуститься до 0,2 атмосферы. Это связано с вытеснением лишней жидкости.

Во время эксплуатации отопительной системы возникают случаи, когда объёма компенсационной ёмкости не хватает для эффективной работы отопления. В этом случае нет необходимости снимать бачок и заменять его большим по объёму резервуаром. Будет целесообразнее установить дополнительную ёмкость.

Схема подключения расширительного бака в систему отопления закрытого типа

Если расширительный бак устанавливают в отопительную систему с естественной циркуляцией теплоносителя, то здесь необходим паровой клапан. Основной задачей такого прибора считается сброс лишнего давления, которое возникает во время нагревания жидкости выше рекомендованных температур.

Зачем нужен расширительный бак в системе отопления?

Водяное отопление было и остается у нас самым популярным. Чтобы эта система работала как следует, нужно поддерживать в сети стабильное давление. Эту задачу решает расширительный бак

Создание отопительной системы — дело дорогостоящее, и каждый ее элемент влечет за собой новые расходы. Является ли расширительный бак обязательным? Быть может, без него можно обойтись? Для ответа на этот вопрос вспомним азы физики. Как известно, нагретая жидкость имеет меньшую плотность, нежели холодная. Благодаря разнице этих значений возникает гидростатический напор, продвигающий горячую воду к радиаторам. Но уменьшение плотности приводит к увеличению объема. А значит, в сети образуются излишки теплоносителя, из-за которых давление в трубах будет возрастать вплоть до критических величин. Куда же их девать? Ответ очевиден — в отдельную емкость, а именно в расширительный бак. Вода или антифриз остаются в нем до остывания (и уменьшения объема). После этого жидкость вновь возвращается в трубопровод. Понятно, что расширительный бак — необходимый компонент системы отопления.

Схема отопления открытого типа
На что же следует обращать внимание при его выборе?

Прежде всего — на тип отопительной системы. Их всего два.
Открытая (самоточная)
предполагает, что теплоносителем служит вода, циркулирующая по трубопроводам естественным образом, без использования каких-либо принуждающих механизмов. В данных системах используют баки без крышки, устанавливают их в самой верхней точке контура. Так как вода из такой емкости неизбежно испаряется, ее уровень нужно постоянно контролировать. Если пренебрегать этим, в трубах будет скапливаться воздух, мешающий работе обогревательных устройств.

В системах открытого типа нельзя использовать антифриз, так как он будет быстро испаряться из бака

В закрытой (автономной)
отопительной системе есть насос, побуждающий жидкость к движению. Вся система герметична, а потому испарение теплоносителя исключено. Это, в свою очередь, позволяет использовать не только воду, но и антифриз. Очевидно, что и бак в такой схеме используют закрытый.

Конструкция закрытого расширительно бака

Механизм действия расширительного бака зависит от конструктивных особенностей установленной в нем мембраны. Устройство с мембраной в виде диафрагмы представляет собой стальную бочку или плоский прямоугольный бак, разделенный пополам резиновой перегородкой. Еще на заводе в его верхнюю камеру закачивают воздух, создающий начальное давление. А после установки на объекте в нижнюю часть емкости поступает теплоноситель, приводя гибкую мембрану в движение. Когда она ложится на зеркало воды/антифриза, систему можно запускать.

Во время работы излишки разогретого теплоносителя сбрасываются в бак, сжимая содержащийся в нем воздух. Это заставляет мембрану сместиться в воздушную камеру, и таким образом освобождается больше места для избытка жидкости. Когда вода/антифриз остывает, уменьшаясь в объеме, давление на диафрагму снижается, и она принимает начальное положение. Так регулируется давление в системе.

В баках с мембраной баллонного типа установлена резиновая емкость для теплоносителя, окруженная по периметру резервуара воздухом. При поступлении нагретой жидкости она растягивается, как надуваемый воздушный шарик, и возвращается к исходному размеру, когда теплоноситель остывает.

У баков такого рода есть два заметных преимущества. Во-первых, они позволяют точно контролировать давление в системе. Во-вторых, их мембраны можно заменять по мере износа, чего нельзя сказать о диафрагменных баках.

Многие производители снабжают свои изделия предохранительным клапаном. Он открывается и сбрасывает излишки воды, когда давление в трубах поднимается выше допустимого. Если у выбранной модели клапана нет, его стоит докупить отдельно.

Надо знать: расширительные баки синего цвета оснащены мембранами из пищевой резины. Они предназначены для систем водоснабжения. Красные используют только для отопления

Давление в системе отопления

Система отопления закрытого типа
До заполнения водой давление в трубах равно 1 атм. При заливке теплоносителя этот показатель сразу же меняется, даже если жидкость пока холодная. Причиной тому служит различное расположение элементов системы: при увеличении высоты на 1 м добавляется 0,1 атм. Это воздействие называется статическим. На него ориентируются, когда проектируют сети с естественной циркуляцией теплоносителя. Одно из основных преимуществ данной системы в том, что можно быстро стабилизировать отклонения в давлении, если таковые возникают.

В закрытой же системе образуется избыточное давление, возникающее при нагреве и расширении теплоносителя в трубах. Оно может меняться на разных участках магистрали, поэтому важно еще на этапе разработки проекта предусмотреть стабилизирующие устройства. Иначе велик риск того, что система выйдет из строя.

Отметим, что для автономных отопительных систем нет строго зафиксированного уровня давления. Его рассчитывают индивидуально, исходя из технических характеристик оборудования, этажности дома и других факторов. Как правило, цифры варьируются в диапазоне от 1,5 до 2,5 атм.

Монтаж

Обычно расширительный бак ставят рядом с котлом на обратной магистрали, чтобы облегчить техническое обслуживание. Один из важных моментов, на который следует обратить внимание — направление впускного клапана. Если он смотрит вниз, это позволяет слить теплоноситель, даже когда мембрана повреждена. Это очевидное преимущество. С другой стороны, многие специалисты считают, что, если клапан направлен вверх, следовательно, теплоноситель поступает сверху, а значит, исключается проникновение воздуха в емкость, где должна быть только жидкость.

Слишком частое срабатывание предохранительного клапана говорит о том, что неверно определен объем бака. Заменять емкость необязательно — можно просто подключить еще одну

Во избежание резких скачков в напоре бак лучше всего ставить перед циркуляционным насосом. Чтобы он не «закипел», его соединяют с обратным трубопроводом. Для большей безопасности желательно установить манометр и клапан ручной регулировки давления. После монтажа необходимо проверить, соответствует ли рабочее давление устройства тому, которое необходимо для эффективной работы отопительной сети. Если нет, придется сбросить воздух и прокачивать емкость до тех пор, пока показатель не придет к нужному значению.

Распространенные ошибки при монтаже:

— неверно определенный объем расширительного бака;

— непродуманное место установки, при котором доступ к баку затруднен;

— применение уплотнителей, не рассчитанных на использование в системах водоснабжения.

Скачки давления

Скачки давления — верный признак неисправности отопительной системы. Почему они происходят и как решить проблему? Рассмотрим основные причины.

Давление снижается. Следует выключить насос и проверить статическое давление. Если оно остается прежним, значит, неисправны циркуляционные насосы. Если продолжает падать, где-то в трубах или теплообменнике котла происходит утечка. Найти ее можно, отключая различные участки. Там, где ситуация нормализуется, и нужно искать повреждение.

Давление растет. Приведем список наиболее распространенных причин:

1. Терморегулятор полностью закрыл клапаны и заблокировал подачу теплоносителя от котельной, чтобы снизить температуру обогревательных устройств. Решение очевидно — перенастроить прибор.
2. В системе слишком много теплоносителя. Нужно перекрыть линию питания и наладить автоматику.
3. Неправильно подобран диаметр труб — они слишком узкие, что приводит к возрастанию давления. Чем меньше диаметр — тем больше давление. У выходного патрубка котла этот показатель должен быть самым большим.
4. Увеличена мощность циркуляционного насоса, либо в нем есть неисправности.
5. Забитые фильтры или грязевик мешают движению теплоносителя. Нужна очистка этих компонентов.
6. В трубах возникла воздушная пробка. Ее следует найти и спустить.
7. Где-то закрыт кран или задвижка, что блокирует движение теплоносителя.