При отоплении частного дома достаточно важным вопросом является стабилизация давления в котле. Если давление низкое, котёл не сможет функционировать. Если давление высокое, отопительное оборудование будет быстро изнашиваться. Для того, чтобы стабилизировать давление, к котлу подключают расширительный бак.
Расширительный бак
Назначение расширительного бака
Расширительный бак нужен для компенсации давления теплоносителя в системе отопления. Разница давления возникает из-за изменения его температуры во время отопительного процесса, так как в зависимости от температуры меняется его объём.
В закрытых отопительных системах используется расширительный бак закрытой герметичной конструкции. Внутри бака имеется эластичная мембрана, которая делит его на две части. Одна из частей бака содержит воздух под давлением, во вторую часть проникает теплоноситель.
Циркуляция теплоносителя в закрытой отопительной системе обеспечивается с помощью циркуляционного насоса. В открытой отопительной системе насос не нужен, а поэтому в роли бака может выступать любая ёмкость, теплоноситель в которую будет сливаться напрямую из отопительных труб.
Расширительный бак в закрытой системе отопления
Бачок из нержавейки или пластиковой емкости
Расширительный бачок можно легко соорудить своими руками. Для этого достаточно просто сделать емкость, которая имеет нужный объем. Зачастую резервуар изготовляют из листовой нержавейки толщиной 2-4 мм. Также можно использовать готовые пластиковые тары. Перед тем как приступать к работам, необходимо подготовить нужный инструмент и материалы.
Разметка листа
На первоначальном этапе проводится разметка подготовленного листа металла. Предварительно на бумаге делают схему будущего бака. Это позволит минимизировать отходы. При раскрое стоит учитывать, что диск болгарки, заберет несколько миллиметров. После порезки все края тщательно зачистить.
Вырезания заготовок
Для порезки металла используют болгарку. На этом этапе нужно будет подготовить пять или шесть заготовок. Точное количество деталей зависит от наличия крышки. Если резервуар имеет большие размеры, то крышку можно разделить надвое. Одна часть наглухо крепится к корпусу, а вторая устанавливается на завесы.
Сварочные работы
Во время соединения заготовки устанавливаются под прямым углом. При этом сварка может проводиться разными технологиями. Все зависит от толщины металла. Для заготовок из 2-мм стали используют газовую сварку. Но, вот соединение стали толщиной 4 мм проводится с помощью электросварки.
Снизу в корпусе (дне) делается отверстие, к которому приваривается патрубок нужного диаметра. К нему в дальнейшем будет подсоединяться труба для подачи теплоносителя. Патрубок также подсоединяется к общему контуру коммуникации.
Сварка проводится разными способами
Теплоизоляция
Как уже было отмечено, бак устанавливается сверху системы. Зачастую его монтируют на чердаке. Особенность такого помещения заключается в том, что оно не отапливается. Поэтому температура в нем низкая, а иногда вовсе отрицательная. Это повышает риск замерзания воды в резервуаре. В результате система не будет работать и может повредиться.
Чтобы исключить возникновение такой проблемы, специалисты рекомендуют заранее провести теплоизоляционные работы. Для утепления системы рекомендовано использовать специальные материалы, такие как базальтовая вата. Она хорошо противостоит высокой температуре, которая создается при нагреве емкости.
Добавление масла
В корпусе бака помимо основного делаются и другие отверстия с патрубками, которые выполняют определенные функции. Так, необходимо обустроить дополнительный элемент, через который в резервуар будет доливаться теплоноситель. Еще одно отверстие служит аварийным сливом лишней воды или масла. Второй конец трубы подсоединяют к канализации или отдельного резервуара.
Так как бачок не герметичен, в процессе отопления дома будет происходить испарение воды. Помимо этого через крышку в систему может попасть воздух. Это чревато перегревом труб и нарушением нормальной циркуляции теплоносителя. Чтобы предотвратить это специалисты рекомендуют добавить в бак немного масла. Оно покроет поверхность воды тоненькой пленкой, которая защитит систему от воздуха.
Расчет объема
При расчете объема агрегата стоит учесть множество факторов. Размер бака составляет 5% от количества теплоносителя в системе. При этом суммируют 2% на испарение и 1% для запаса, что позволит предотвратить переливание воды через края. Если в системе используется другой теплоноситель, то значение будет несколько отличаться. Все зависит от коэффициента температурного расширения.
Чтобы определить объем системы, нужно суммировать объем труб, батареи и самого котла. Можно использовать и более упрощенную схему. Согласно ней котел с мощностью 1 кВт устанавливается в системах объемом 15 л.
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.
Конструкция расширительного бака
Баки могут быть как с возможностью замены мембраны на новую, так и вообще неразборными. Чтобы закрепить бак на стене, в комплект к нему могут идти кронштейны и хомуты, для установки бака на пол – специальные ножки. Мембрана бака, в свою очередь, тоже может быть различной конструкции.
Неразборные модели оснащены мембраной в форме диафрагмы, реже встречается мембрана в виде баллона. Она растягивается под действием давления, поэтому её можно считать самостоятельной водяной камерой. Для замены мембраны такого типа используется специальный фланец.
Конструкция расширительного бака
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 расширительном баке
Некоторые котлы обладают функцией выставления давления вручную, с помощью расширителя. В противном случае оно должно быть примерно на 0,3 атмосферы ниже, чем рабочее давление отопительной системы в загородном частном доме. А она обычно равно от 1,5 до 1,8 атмосферы, получаем в итоге примерно 1,6 атмосферы максимум или 1,2 минимум.
Для того, чтобы измерить давление в баке, подключите манометр к ниппелю вверху бака, под крышкой из пластика. Под крышкой находится золотник, через который можно стравить лишнее давление. Надо просто отогнуть пластину и выпустить воздух до нормы давления.
Чтобы увеличить давление, насос для автомобиля вместе с манометром следует подключить к ниппелю, далее качаете до требуемого уровня. Не забывайте, что все данные операции должны быть проделаны, когда бак отсоединён от отопительной системы! Теплоноситель при этом должен быть полностью слит.
Установленный расширительный бак
Как и где ставится расширительный бак
Итак, мы собираемся своими руками спроектировать и собрать систему отопления. Если она еще и заработает — нашей радости не будет предела. Есть ли инструкция по установке расширительного бачка?
Открытая система
В этом случае ответ подскажет простой здравый смысл.
Открытая система отопления представляет собой, в сущности, один большой сосуд сложной формы со специфичными конвекционными потоками в нем.
Установка котла и отопительных приборов в нем, как и монтаж трубопроводов, должны обеспечить две вещи:
- Быстрый подъем нагретой котлом воды в верхнюю точку отопительной системы и ее слив через отопительные приборы самотеком;
- Беспрепятственное перемещение пузырьков воздуха туда, куда они устремятся в любом сосуде с любой жидкостью. Вверх.
- Установка расширительного бачка отопления в открытой системе всегда выполняется в ее верхней точке . Чаще всего — вверху разгонного коллектора однотрубной системы. В случае домов верхнего розлива (хоть вам и едва ли придется их проектировать) — в верхней точке розлива на чердаке.
- Сам бачок для открытой системы не нуждается в запорной арматуре, резиновой мембране и даже в крышке (разве что для защиты от мусора) . Это простой открытый сверху водяной бак, в который всегда можно долить ведро воды взамен испарившейся. Цена такого изделия равна стоимости нескольких сварочных электродов и квадратного метра стального листа толщиной 3-4 миллиметра.
Так выглядит расширительный бак для открытой системы отопления. При желании в люк в нем можно вывести водоразборный кран от водопровода. Но куда чаще он по мере испарения воды доливается обычным ведром.
Закрытая система
Здесь и к выбору бака, и к его монтажу придется отнестись достаточно серьезно.
Давайте соберем и систематизируем основную информацию, доступную на тематических ресурсах.
Монтаж расширительного бака системы отопления оптимален в том месте, где течение воды наиболее близко к ламинарному, где в отопительной системе минимум завихрений. Самое очевидно решение — расположить его на прямом участке розлива перед циркуляционным насосом. При этом высота относительно пола или котла значения не имеет: назначение бачка — компенсировать тепловое расширение и гасить гидроудары, а воздух мы прекрасно стравим через воздушные краны.
Типичная схема установки бачка. Его расположение в однотрубной системе будет таким же — перед насосом по ходу воды.
- Баки в заводской комплектации иногда снабжаются предохранительным клапаном, сбрасывающим избыточное давление. Однако лучше перестраховаться и убедиться, что в вашем изделии он есть. Если нет — докупить и смонтировать рядом с баком.
- Электрические и газовые котлы с электронными термостатами зачастую поставляются с встроенными циркуляционным насосом и расширительным баком отопления. Прежде, чем отправляться за покупками — убедитесь, что они вам нужны.
- Принципиальное отличие мембранных расширительных баков от тех, что используются в открытых системах — их ориентация в пространстве. В идеале теплоноситель должен поступать в бак сверху. Эта тонкость монтажа призвана полностью удалить воздух из того отсека бака, который предназначен для жидкости.
- Минимальный объем расширительного бачка для водяной системы отопления берется примерно равным 1/10 объема теплоносителя в системе. Больше — допустимо. Меньше — опасно. Объем воды в отопительной системе можно грубо рассчитать, отталкиваясь от тепловой мощности котла: как правило, берется 15 литров теплоносителя на киловатт.
- Манометр, смонтированный рядом с расширительным баком и подпитывающим вентилем (соединяющим отопление с водопроводом), может оказать вам неоценимую услугу. Ситуация с залипшим золотником предохранительного клапана, увы, не так уж редка.
- Если клапан сбрасывает давление слишком часто — это явный признак того, что с объемом расширительного бачка вы просчитались. Совсем не обязательно менять его. Достаточно приобрести еще один и подключить его параллельно.
- Вода имеет сравнительно низкий коэффициент температурного расширения. Если вы перейдете с нее на незамерзающий теплоноситель (например, этиленгликоль), вам опять-таки понадобится увеличить объем расширительного бака или установить дополнительный.
Расширительный бак на фото смонтирован по всем правилам: теплоноситель подведен сверху, бак снабжен манометром и предохранительным клапаном.
Положение расширительного бака в отопительной системе
В закрытой отопительной системе бак следует устанавливать после котла, но перед насосом, для создания потока в противоположном направлении. Для подключения насоса в трубу надо установить тройник, бак накручивается на перпендикулярный выход, который должен иметь вертикальное направление вверх.
Рекомендуем вам после бака установить следующий тройник, для того, что на него был установлен запорный кран. Таким образом, вы сможете осуществлять проверку бака без слива теплоносителя. Отключаете бак и проверяете давление, которое должно быть на нулевой отметке.
Подытоживая, всё вышенаписанное, можно сделать вывод, что закрытая система отопления с расширительным баком – решение практически универсальное, для большинства типа котлов, радиаторов и другого отопительного оборудования.
Расчёты для установки бака производить также настоятельно рекомендуется. Открытая же отопительная система – в основном вариант для деревенского дома с чердаком и твердотопливным котлом, в других ситуациях такая схема является мало пригодной.
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.
В водяной системе отопления один из компонентов — расширительный бак. Это небольшой резервуар, который отвечает за стабилизацию давления. Без него возможны повреждения труб, радиаторов и других элементов системы. О том, что такое расширительный бак для отопления и как он регулирует давление и поговорим дальше.
