Устойчивость, безотказность, эффективность и долговечность работы системы отопления зависят от того, насколько правильно просчитаны все ее параметры, насколько гармонично взаимодействуют между собой ее приборы, узлы и необходимые устройства, насколько качественно выполнены монтаж и регулировка. И мелочей в подобных вопросах быть попросту не может.

Совершенно неразумным будет разделять отдельные приборы и узлы на «важные» и «не очень». Да, стоимость элементов может отличаться очень значительно, функциональность одних – постоянно на виду, а других – совершенно незаметна и даже непонятна, с точки зрения неискушённого пользователя . Но каждый выполняет свою «миссию» в общей работе системы. Поэтому совсем дилетантским выглядит, например, вопрос – так ли уж важен расширительный бак для системы отопления, и стоит ли придавать значение проблеме его выбора и правильной установки? А между тем, важность этого нехитрого устройства – сложно переоценить.

Для чего в принципе необходим расширительный бак?

На этот вопрос ответить проще всего. Даже тот, кто не особо хорошо учился в средней школе, наверняка знает просто по опыту жизни – при нагревании физические тела увеличиваются в объеме . И вода в этом плане не является исключением.

Интересно, что вода обладает еще одним уникальным качеством – начинает увеличиваться в объеме и при остывании ниже порога в +4 ° С , то есть при замерзании – переходе в твёрдое агрегатное состояние. Но это сейчас к теме нашего рассмотрения не относится.

Температурное расширение характеризуется особой величиной – коэффициентом. Это, именно для воды – нелинейный показатель, во многом зависящий от температуры. Сам коэффициент показывает, во сколько раз увеличивается объем при нагревании жидкости на 1 градус.

Не будем здесь приводить всю таблицу коэффициентов для воды. Лучше проиллюстрировать это расширение известным физическим опытом.

Итак, в левой части рисунка показан резервуар, к котором до переливного отверстия помещается ровно 1 литр (1 дм³) воды, имеющей температуру + 4 ° С . Это значение является для воды нулевой точкой отсчета . Под переливным патрубком установлена мерная емкость .

Воду в баке начинают нагревать. При повышении температуры плотность воды снижается, то есть при сохраняющейся равной ее массе наблюдается расширение объема . При нагреве до температуры + 90 ° С в мерной емкости собирается порядка 36 мл воды – это объем, который стал избыточным и перешел через переливной патрубок.

Много это или мало? Вроде бы – пустяки. Но если рассматривать в более серьезном масштабе, то при изменении температур получаются уже весьма значительные колебания объема . Посудите сами – при 100 исходных литрах речь бы уже шла о 3,5 литрах избытка.

Если оставить воду в замкнутом объеме , то расширяться ей будет некуда – она является несжимаемым телом. Стало быть, по законам термодинамики в таких условиях начинает подниматься давление. А вот это – уже серьезно . Если давление в замкнутых контурах системы отопления превышает допустимый порог, то будет еще благополучным исходом, если все ограничится протеканием на узлах соединений труб или . Но неконтролируемый рост давления может принести и куда более разрушительные последствия.

Чтобы не доводить ситуацию даже до незначительных аварий, в отопительной системе необходимо предусмотреть дополнительную емкость , которая была бы способна принимать и отдавать излишки воды (или любого иного жидкого теплоносителя), образующиеся при ее нагреве. Именно такая задача возложена на расширительный баки. Впрочем, даже их название говорит само за себя.

При общности основной функции, конструкция расширительных баков может различаться. И главное различие кроется в особенностях самой системы отопления, которая может быть открытого или

Расширительный бак в системе отопления открытого типа

Специфика расположения открытого бака

Особенности такой системы уже, наверное, понятны исходя из ее названия. Контур, безусловно, замкнут, но он не изолирован от атмосферы, негерметичен, и избыточного давления в нем не может быть по определению. А расширительный бак представляет собой обычную ёмкость, врезанную в контур. Главное условие – она должна расположиться выше самой высокой точки системы.

Цены на расширительные баки

расширительный бак

Почему именно высшая точка? Все просто – в противном случае жидкость просто будет выливаться по закону сообщающиеся сосудов.

Кроме того, такое расположение способствует выполнению еще одной важной функции – расширительный бачок открытого типа становится эффективным воздухоотводчиком. В воде всегда имеется растворенный воздух, который способен перейти в привычное для себя газообразное состояние. Кроме того, к выделению газов могут приводить и химические реакции между теплоносителем и материалом труб и теплообменников. А скопление газа способно запереть радиатор или даже целый участок отопительного контура. Так что своевременное удаление газовых пузырьков – чрезвычайно важная задача.

Правда, иногда открытые расширительные баки врезаются в магистраль обратки (по тем или иным компоновочным соображениям). Но все равно – это высшая точка системы, к которой просто прокладывается вертикальная труба. В таком случае функция газоотводчика не работает, и это потребует установки дополнительных клапанов на радиаторах и, опять же, в самой высокой точке системы на трубе подачи.

Варианты конструкции

Какова конструкция открытого расширительного бака? Она может быть простейшей или иметь те или иные усовершенствования. В любом случае это емкость определённого объема , которая обычно сверху прикрывается крышкой. Крышка нужна исключительно для защиты от попадания в воду мусора или пыли, и никогда не является герметичной. То есть в баке всегда выдерживается текущее атмосферное давление. А в саму емкость врезаны патрубки – от одного в самом простом исполнении, до нескольких, различного предназначения.

Расширительные баки открытого типа можно приобрести в готовом виде – в магазинах представлен довольно широкий ассортимент изделий различного объема . Чаще всего они изготовлены из листовой нержавеющей или оцинкованной стали – чтобы не допускать развития коррозии.

Но многие мастера предпочитают изготавливать такие баки самостоятельно. Емкость вполне можно из листового материала, а нередко в ход пускаются уже готовые – например, металлические или даже пластиковые бочки или канистры, старые газовые баллоны и т.п . Все это обойдется очень недорогого, а сделать соответствующую врезку патрубков - тоже для хорошего хозяина труда не составит.

Давайте посмотрим на несколько возможных схем таких баков:

Самая простая схема – в емкость просто врезан снизу патрубок, который подключается к контуру отопления.

Понятно, что при такой конструкции никакой циркуляции теплоносителя через бак не будет. При заполнении системы добиваются того, что уровень воды в баке располагается примерно посередине его высоты. И колебания объёма жидкости в системе будут отражаться повышением и понижением этого уровня.

Безусловно, за уровнем теплоносителя в баке необходим контроль – испарение, так или иначе, будет, и если не пополнять воду, то можно вызвать воздушную закупорку контура системы или «завоздушивание » радиаторов. Так что заглядывать в расширительный бак такой простой конструкции придется регулярно, чтобы при необходимости произвести подпитку.

Чтобы облегчить визуальный контроль, применяют различные хитрости. В частности, можно с боковой стороны бака врезать патрубок небольшого диаметра, на который надевается короткий отрезок прозрачного шланга. Понятно, что уровень воды в шланге будет соответствовать уровню в баке – достаточно мимолетного взгляда, чтобы оценить ситуацию.

Но уже говорилось, что бак должен размещаться в самой высшей точке, и очень часто этим местом становится чердачное помещение. То есть емкость располагается не на виду, и забираться каждый раз наверх, чтобы проверить уровень – крайне неудобно. Но этот контроль можно организовать и по-иному. Пример показан на схеме ниже:

В бак с торцевой стороны врезаны два патрубка.

Верхний (поз. 1) определяет максимально допустимое наполнение емкости , и работает просто на перелив. От него проводится труба (шланг) в канализацию или даже просто со сбросом на грунт – в огород.

К нижнему патрубку (поз. 2) подключена труба, уходящая в помещение, на которой в удобном для хозяев месте размещен обычный шаровой кран. Высота расположения врезанного патрубка определяет минимально допустимый уровень воды в баке. То есть для контроля заполненности стоит лишь приоткрыть кран – если из трубы пойдет вода, то все в норме. В противном случае – проводится подпитка, пока вода не пойдет через патрубок перелива.

Удобно для пунктуальных хозяев, которые помнят о необходимости осуществления регулярного контроля. А вот для забывчивых и такая схема вряд ли станет «помощницей». Но вполне можно «автоматизировать» процесс поддержания уровня в баке на требуемом уровне. Для этого будет достаточно подвести к баку трубу подпитки (из водопровода), но подключить ее - через поплавочный клапан, который обычно используется в сливных бачках унитазов.

То есть от переполнения защитит переливной патрубок (он необходим в любом случае), а критического падения уровня не допустит вот такая простейшая система подпитки.

Все показанные выше схемы можно образно назвать «пассивными» - через расширительный бак циркуляции теплоносителя не происходит. Просто таким образом создаётся свободное пространство для расширяющегося объема жидкости. Несложно и вполне работоспособно. Но есть и недостаток – функция воздухоотводчика в таких баках весьма непродуктивна. Немалое количество пузырьков воздуха, увлеченных потоком воды при следовании по магистрали подачи, будут просто проскакивать мимо места врезки патрубка, отходящему к расширительному баку. И для того, чтобы бак стал эффективным сепаратором воздуха, нередко через него замыкают и циркуляцию. То есть он становится звеном в общем контуре циркуляции воды.

Это может выглядеть примерно так:

Подача теплоносителя в бак осуществляется по трубе 1 , а через патрубок 2 он опять поступает в магистраль подачи. Резкое увеличение объема (на переходе от диаметра трубы к баку) соответственно вызывает и резкое снижение скорости потока, что способствует всплытию и выходу в атмосферу мельчайших газовых пузырьков. Положение трубы 1 может быть и иным, например, она может подводиться и снизу. Но в любом случае ее вваренный патрубок внутри бака должен расположиться выше выходного

Трубы перелива (поз. 3) и подпитки в таких схемах – ничем не отличаются от вариантов, показанных выше. Просто здесь указано не всё, чтобы не перегружать рисунок.

Безусловно, если используется такая схема подключения расширительного бака, то предпринимаются шаги по очень качественной его термоизоляции. В противном случае возможны совершенно непродуктивные и весьма большие потери тепла, в особенности если бак приходится располагать в неотапливаемом помещении.

Кстати, показанная выше схема может иметь и дальнейшее развитие. Можно встретить примеры, когда на расширительный бак возлагается еще и функция раздающего коллектора, если система отопления организована по принципу стояков.

В этом случае хорошо утепленный бак стараются разместить как можно ближе к геометрическому центру дома. И уже от него по врезанным патрубкам производится раздача горячего теплоносителя по стоякам системы.

Какой объем бака потребуется?

Теперь о том, каким должен быть объем открытого расширительного бака. Строгих правил на этот счет не существует. Каждый может , зная значение коэффициента температурного расширения воды, емкость своей системы отопления и предполагаемый ее температурный режим работы, оценить насколько увеличится объем жидкости.

По приведенным выше значениям можно было бы предположить, что раз нагрев 100 литров воды до 90 градусов дает прирост объема в 3,5 литра (то есть, по сути, 3,5 % ), то можно исходить из нормы 5 % от емкости системы. Но практика показывает, что этого явно маловато. Не забываем, что бак должен иметь предварительное заполнение хотя бы на четверть своей высоты (это минимум) - чтобы система не «хапнула» порцию воздуха. Далее, предусматривается тот самый «переменный объем», который будет компенсировать расширение. Примерно на верхней границе этого объема врезается патрубок перелива. Ну и выше уровня воды до крышки обязательно должно оставаться свободное пространство. То есть в 5 процентов никак не уложишься.

Опыт мастеров, занимающихся монтажом отопления, показывает, что оптимальным решением будет исходить из такого примерного соотношения: объем бака ≈ 10% от объема системы .

Значит, необходимо знать объем своей системы. Как его найти?

  • Если система отопления готова, то проще всего будет засечь по водомеру, какое количество в нее поместится до полного заполнения. Прием очень точный, но мало когда помогающий. Согласитесь, обычно емкость бака просчитывается заранее, а не после монтажа контуров.
  • С весьма большой погрешностью, но все же можно принять соотношение: 15 литров воды на каждый киловатт мощности котла . Понятно, что при таком подходе допустить ошибку – совсем несложно .
  • Наконец, объем системы отопления можно просто просчитать. Надо полагать, что если планируется установка расширительного бака, то в проекте системы уже намечены и монтируемые контуры труб того или иного типа и диаметра, и модель котла, и типы радиаторов отопления, и их количество. То есть если просуммировать объемы всех элементов системы, можно найти искомую величину.

Задача может показаться архисложной. Но на деле это не так страшно – если воспользоваться нашим онлайн-калькулятором , к которому ведет ссылка (он откроется на отдельной странице).

Цены на расширительные баки ДЖИЛЕКС

расширительный бак ДЖИЛЕКС

Подбор расширительного бака – далеко не единственный случай когда этот параметр станется необходим. Например, это требуется при покупке теплоносителя-антифриза, при проведении некоторых расчетов смесительных узлов и т.п . С помощью нашего калькулятора расчета общего объема системы отопления читатель выполнит вычисления без особых проблем.

Обратите внимание – если вычисления производятся с целью определения оптимального объёма расширительного бака, то сам бак из расчетов следует исключить. Это сделать несложно – просто передвиньте ползунок слайдера в положение «0».

Недостатки открытой системы отопления

Итак, подведём итог по расширительному баку в открытой систем отопления.

Такие системы, кстати, еще не столь давно полностью преобладали. Хотя бы по той причине, что купить оборудование для системы закрытого типа было попросту невозможно. Но на сегодняшний день их, увы, приходится признавать устаревшими.

  • Явным достоинством видится простота конструкции. В ряде случаев вообще практически не придется приобретать каких-то дополнительных материалов. При желании , вполне функциональный бак можно сделать «на коленке» из хранящегося в гараже «хлама».
  • В открытой системе априори не может возникнуть опасного давления, так как она связана с атмосферой. Это отметает необходимость использования предохранительного клапана.
  • Добавим к преимуществам еще и способность расширительного бака выступать в роли воздухоотводчика .

Но недостатков у системы открытого типа тоже весьма немало:

  • Уже не раз отмечалось, что бак должен быть установлен в самой высокой точке системы. Хорошо, если в доме есть утепленный чердак. Но это бывает не всегда, и приходится предусматривать очень качественное утепление емкости , чтобы ее попросту не «прихватило» в сильный мороз.
  • Если бак приходится устанавливать в помещениях (например, чердака и вовсе нет), то он, размещенный под потолком, явно не станет украшением интерьера.
  • За уровнем воды в баке необходим постоянный контроль. Эта проблема, как мы видели, решаема, но тем не менее.
  • Мало того что из-за негерметичности идет постоянный процесс испарения воды. Теплоноситель от контакта с воздухом насыщается кислородом, что активизирует коррозию на металлических деталях контура и в теплообменнике котла.
  • Если вы заметили, речь выше шла исключительно о воде в роли теплоносителя. В открытых системах иного и быть не может – испарение дорогостоящего антифриза выглядит расточительством. Кроме того, многие антифризы при испарении – отнюдь не безопасны для здоровья. Так что если открытая система отопления планируется в доме, который часто зимой остается пустым, придётся сливать из нее воду.
  • Невозможна такая система, если используется электродный котел . Его работа основана на принципе электрической проводимости теплоносителя, то есть важное значение имеет химический состав. А при неконтролируемом испарении оптимальная концентрация будет быстро теряться.
  • Стабильное низкое давление в системе не всегда является преимуществом. Некоторые отопительные приборы, наоборот, показывают свои преимущества именно при повышенных показателях давления.

Как видите, недостатков – очень много. Поэтом более совершенной считается система отопления закрытого типа. Но в ней применяется уже совсем другой расширительный бак.

Расширительный бак для системы отопления закрытого типа

Основными преимуществами такого бака можно считать его компактность и возможность установки на любом участке системы отопления. То, что его часто рисуют на схемах, смонтированным на трубе «обратки» в непосредственной близости от насосного узла – это, действительно, рекомендуемое положение. Но никаких серьезных ограничений нет и по выбору иного места.

Цены на расширительные баки Wester

расширительный бак Wester

То, что бак герметичен, означает, что давление в системе может повышаться до весьма значимых показателей. Это предопределяет необходимость наличия в контуре «группы безопасности». В состав такой группы традиционно включаются предохранительный клапан, настроенный на определенный верхний порог давления, автоматический воздухоотводчик и контрольно-измерительный прибор – манометр или манометр совмещенный с термометром.

Вряд ли это можно в полной мере отнести к недостаткам – скорее, это эксплуатационные особенности системы. Так что единственным «минусом» закрытого расширительного бака может считаться необходимость его приобретения. Но за комфортность в пользовании системой не грех и заплатить.

Кстати, очень многие современные котлы отопления, особенно – настенного исполнения, уже изначально оснащены встроенным расширительным баком нужного объема . Так что и покупать и устанавливать уже ничего не придется .

Устройство и принцип работы расширительного бака для закрытой системы отопления.

Устройство бака – довольно простое. Конструкция может несколько различаться, но принцип сохраняется во всех моделях

А заключается принцип в том, что герметично закупоренный объем разделен на две камеры эластичной перегородкой. Одна камера, водяная, подключается через патрубок к контуру системы отоплена. Вторая – воздушная, в которой предварительно создаётся определенный уровень давления.

Устройство можно проиллюстрировать следующей схемой:

Корпус бака (поз. 1) обычно представляет собой сборную штампованную металлическую конструкцию. Цилиндрическая форма является «классической» но встречаются и другие варианты, внутри стенки обработаны антикоррозионным составом, снаружи наносится защитное эмалевое покрытие. Цвет должен быть красным. Дело в том, что в продаже представлены и баки-гидроаккумуляторы , которые и внешне, и по своему устройству мало отличаются от расширительных. Но их синий цвет говорит о том, что они не рассчитаны на работу в условиях высоких температур. Так что полной взаимозаменяемости здесь нет.

На корпусе обязательно имеется установленный резьбовой патрубок (поз.2), через который расширительный бак будет подключаться к контуру отопления. Некоторые производители сразу комплектуют свои изделия и фитингами с накидной гайкой-американкой – так процесс установки бака будет еще проще.

С противоположной стороны корпуса обычно имеется ниппель или золотник (поз. 3), очень похожий на велосипедный, через который производится подкачка воздушной камеры до требуемого уровня давления в ней.

Главной деталью этой конструкции является мембрана (поз. 6), которая делит внутренний объем бака на две камеры. Она изготавливается из материала с высокой эластичностью и предельно низким показателем диффузии. Ранее для этих целей чаще применялся каучук, но такие мембраны все же не отличались долговечностью. В современных приборах обычно используются этилен-пропиленовые или бутиловые.

Итак, мембрана делит бак на водяную камеру (поз. 4), расположенную со стороны патрубка, и на воздушную (поз. 5) – со стороны ниппеля. А объем этих камер – величина переменная.

  • Как уже говорилось, в воздушной камере предварительно создается избыточное давление (обычно в пределах от 1 до 1,5 атмосфер). Под его воздействием мембрана опускается вниз , и водяная камера до заполнения системы имеет минимальный объем.
  • Система заполнена теплоносителем и запущена. В контуре при этом создаётся определенное рабочее давление (оптимальное для данной системы). Мембрана при этом несколько изгибается – объем водяной камеры возрос.
  • По мере нагрева, теплоноситель увеличивается в объеме . Единственное место в системе, где этот «излишек» может вместиться – это водяная камера бака. Значит, ее объём увеличивается еще больше, а в воздушной камере, значительно из-за этого уменьшившейся, возрастает давление газа.
  • Теплоноситель остывает, уменьшаясь в общем объеме – давление газа отжимает мембрану вниз. То есть в любой момент достигается необходимый баланс, в системе поддерживается оптимальное значение давления.
  • Ну а если что-то пошло нештатно, и теплоносителю расширяться больше некуда (например, подвела термостатическая автоматика системы), то сработает предохранительный клапан « группы безопасности», стравив излишки жидкости и восстановив равновесие – пока не будет выявлена и устранена причина.

Кстати, в некоторые моделях расширительных баков у же в самой их конструкции предусмотрено наличие предохранительного клапана.

Мембрана может иметь и другую форму. Так, достаточно широко применяются баки баллонного типа. Особенности их устройства показано на схеме ниже.

В таких баках мембрана выполнена в форме эластичного баллона (поз.1), края которого герметично закреплены во фланце с входным патрубком (поз. 2). По сути, этот баллон и становится водяной камерой бака. А все остальное пространство – это воздушная камера (поз. 3) с предустановленным в ней давлением. При расширении теплоносителя стенки баллона растягиваются, он приобретает грушевидную форму (фрагмент справа). Объем воздушной камеры уменьшается, давление в ней растет – и далее все, как и в уже описанном выше примере .

Кстати, такие баки пользуются довольно широкой популярностью за то, что в них не составляет труда заменить вышедшую из стоя мембрану – благодаря фланцевому ее креплению. Мембранные же баки очень часто ремонту просто не подлежат.

Какой объем должен быть у расширительного бака в закрытой системе отопления?

В продаже представлены линейки моделей расширительных баков с широким разнообразием объемов . Какой выбрать для своей системы? Чтобы определиться с этим параметром, лучше всего произвести небольшой расчёт.

Формула для вычислений такова:

V б = V с × k / D

Расшифровываем обозначения:

V б - искомый объем бака (минимальный).

V с - общий объем системы отопления. О том, как его можно определить, уже говорилось выше.

k - коэффициент температурного расширения теплоносителя.

Здесь – чуть подробнее. Дело в том, что если вместо воды применяется антифриз, то показатели расширения могут быть совершенно иными, и зависеть и от температуры, и от концентрации гликолевых добавок.

Подобрать нужное значение поможет таблица, размещенная ниже:

Температура нагрева теплоносителя, °С Содержание гликоля, %
0% (вода) 10% 20% 30% 40% 50% 70% 90%
0 0.00013 0.0032 0.0064 0.0096 0.0128 0.016 0.0224 0.0288
10 0.00027 0.0034 0.0066 0.0098 0.013 0.0162 0.0226 0.029
20 0.00177 0.0048 0.008 0.0112 0.0144 0.0176 0.024 0.0304
30 0.00435 0.0074 0.0106 0.0138 0.017 0.0202 0.0266 0.033
40 0.0078 0.0109 0.0141 0.0173 0.0205 0.0237 0.0301 0.0365
50 0.0121 0.0151 0.0183 0.0215 0.0247 0.0279 0.0343 0.0407
60 0.0171 0.0201 0.0232 0.0263 0.0294 0.0325 0.0387 0.0449
70 0.0227 0.0258 0.0288 0.0318 0.0348 0.0378 0.0438 0.0498
80 0.029 0.032 0.0349 0.0378 0.0407 0.0436 0.0494 0.0552
90 0.0359 0.0389 0.0417 0.0445 0.0473 0.0501 0.0557 0.0613
100 0.0434 0.0465 0.0491 0.0517 0.0543 0.0569 0.0621 0.0729

D - коэффициент эффективности расширительного бака. Он, в свою очередь, определяется по следующей формуле:

D = (Qm – Q б ) / (Qm + 1)

Под буквенными обозначениями кроются следующие величины:

Qm - верхний порог допустимого давления в системе отопления. То есть это - именно тот показатель, под который настраивается усилие срабатывания предохранительного клапана в «группе безопасности».

Qб - предварительно созданное давление в воздушной камере расширительного бака. Если бак уже имеет такую подкачку, то это значение будет указано в паспорте. Но часто давление задают самостоятельно с помощью обычного автомобильного насоса и с контролем по автомобильному же манометру. О величине уже говорилось – как правило, в диапазоне от 1,0 до 1,5 атмосфер.

Чтобы не заставлять читателя проводит вычисления вручную, ниже размещен удобный калькулятор, который выполнит расчет буквально за секунды.

Львиная доля современных частных домов и городских квартир имеют оснащение в виде водяной системы отопления. Чтобы она функционировала стабильно, не создавая никаких проблем, очень важно грамотно подойти к ее использованию и составлению схемы расположения. Из школьных уроков физики все мы знаем, что вода имеет свойство расширяться. Чтобы избежать излишней перегрузки отопительной системы, применяют такие устройства, как расширительные баки. Сегодня мы познакомимся с ними поближе и узнаем, как их нужно правильно устанавливать.

Что это такое?

Далеко не каждый владелец частного дома или квартиры точно знает, что же собой представляет расширительный бачок. В данном случае название этого устройства говорит само за себя – в условиях фиксированной массы теплового носителя в отопительном контуре и трубопроводе, которые не отличаются эластичностью, с переменой температуры теплового носителя обязательно будет меняться и уровень давления во всей системе. Тут стоит учесть и факт, что жидкость при нагревании расширяется. В тот момент, когда усилие станет мощнее прочности проточной трубы/радиатора, произойдет серьезная авария. Главной ее причиной в данном случае станет тот факт, что вода при изменении своего объема в условиях нагрева, становится почти несжимаемой. Из данного свойства и выходит такое определение, как гидроудар.

Решение такой серьезной проблемы является довольно простым. Нужно разместить в отопительной системе специальный резервуар (расширительный бачок), оснащенный субстанцией, которая беспроблемно поддается сжатию.

В условиях повышения водяного давления и при наличии указанного резервуара давление, конечно, возрастет, но не очень сильно.

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.

Расширительный бачок имеет множество положительных характеристик, делающих его буквально незаменимым элементом водяной отопительной системы:

  • благодаря этой детали отсутствует загрязнение воды;
  • большинство бачков расширения стоят недорого;
  • обеспечивают надежность и безопасность функционирования всей системы;
  • позволяют избежать лишних тепловых потерь;
  • имеют самое маленькое количество воздуха в системе;
  • в технике, ответственной за отопление, может быть любой тепловой носитель – расширительный бачок разрешено использовать во всех случаях;
  • краны, трубы и радиаторы могут прослужить гораздо дольше, если использовать бак расширения.

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;
  • 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.

Неизменным остается лишь их непосредственное назначение.

Устройство и принцип работы

А теперь следует подробно рассмотреть, из каких элементов состоят баки расширения, и как они работают. Для начала выясним, как устроен подобный элемент.

Как правило, конструкция расширительного бака в целом помещается в штампованном корпусе из стали. Он имеет форму цилиндра. Чуть реже встречаются корпуса в виде своеобразных «таблеток». Обычно для производства этих элементов используются высококачественные металлы, покрытые антикоррозийным защитным составом. Внешняя сторона бачков покрывается эмалью.

Для отопления используются бачки расширения с корпусом красного цвета. Также встречаются и синие варианты, однако обычно такой окрас носят водяные аккумуляторы, которые являются составными частями водоснабжающей системы.

Они не предназначены для высоких температурных параметров, а всем их элементам выставляются очень высокие санитарные требования.

С одной из сторон бака находится резьбовой патрубок. Он требуется для обеспечения возможности врезки в отопительную систему. Бывают случаи, когда в комплект поставки также входят такие элементы, как фитинги. Они значительно упрощают монтажные работы.

С другой же стороны, находится специальный ниппельный клапан. Данный элемент служит для формирования нужного уровня давления во внутренней части воздушной камеры.

Во внутренней полости расширительный бак разделен с помощью мембраны на 2 отдельные части. Ближе к патрубку находится камера, предназначенная для теплового носителя, а с противоположной стороны есть воздушная камера. Обычно мембраны для баков изготавливаются из очень эластичного материала, который отличается минимальными значениями диффузии.

Этой детали придается особая форма, которая отвечает за равномерное деформирование в случае перемены значений давления в камерах.

Принцип работы расширительного бака в системе отопления является очень простым и понятным. Разберем его детально.

  • В изначальном состоянии, в момент подключения резервуара к системе и ее наполнения тепловым носителем, конкретный объем воды проходит сквозь патрубок в отсек с водой. Показатель давления в обоих отсеках постепенно уравнивается. Далее подобная незамысловатая система обретает статичность.
  • При росте температурного значения осуществляется непосредственное расширение теплового носителя в объемах в отопительной системе. Этот процесс происходит с сопровождением роста показателей давления. Лишняя жидкость отправляется в сам бак, а потом давлением подгибает мембранную деталь. В этот момент объем камеры для теплоносителя становится больше, а воздушного отсека, наоборот, сокращается (в этот момент в нем растет давление воздуха).
  • Когда температура опускается и уменьшается общий объем теплового носителя, излишнее давление в камере с воздухом провоцирует смещение мембраны назад. Тепловой носитель в это время возвращается обратно в трубопровод.

Если параметры давления в системе отопления доходят до критических отметок, должен запуститься клапан, что относится к «группе безопасности». В такой ситуации он будет отвечать за выпуск лишней жидкости. Определенные модели расширительных баков имеют свой индивидуальный клапан предохранения.

Разумеется, стоит учитывать, что конструкция бака главным образом зависит от разновидности конкретной приобретенной модели. Например, они бывают неразборными или с возможностью замены мембранного элемента. В комплекте с подобными товарами могут идти такие детали, как хомуты для настенного крепления либо специальные подставки – небольшие ножки, с которыми напольный агрегат проще расположить на ровной плоскости.

Расширительные баки с мембраной-диафрагмой обычно являются неразборными. Во многих случаях в них присутствует баллонная мембранная деталь – она производится из податливого и эластичного сырья. По своей сути, эта мембрана являет собой обычную водяную камеру. По ходу роста давления она растягивается и увеличивается в объеме. Подобные разновидности бачков обычно дополняются разборным фланцем, который дает возможность самостоятельно менять мембрану, если она сломается.

На принцип работы данный факт никак не влияет.

Виды

Не стоит думать, что все расширительные баки обладают идентичными конструкциями и эксплуатационными характеристиками. На самом деле существует несколько разновидностей таких агрегатов. Каждая из них имеет определенные отличительные черты и особенности строения. Познакомимся с ними поближе.

В зависимости от определенного способа работы баки подразделяются на:

  • отопительные емкости открытого типа;
  • закрытые сосуды расширения.

Не самыми популярными считаются открытые варианты расширительных бачков. Эти агрегаты ставят в системах, в которых циркуляция жидкости осуществляется не в принудительном режиме (то есть, без использования помпы)

Открытый бачок расширения имеет крышку, которая открывается без лишних усилий, если нужно подлить воду.

Главным минусом такого агрегата является то, что в нем теплоноситель связан с кислородом, а это провоцирует появление коррозии в отопительной системе. Если нет достаточной герметичности в баке открытого типа, то вода испаряется в разы быстрее, поэтому ее приходится постоянно доливать. По словам специалистов, монтировать подобный агрегат необходимо на самом высоком участке системы отопления. Нужно учесть, что проведение таких работ не всегда является доступным.

Закрытый (или мембранный) расширитель фиксируют в системе, где передвижение теплового носителя происходит в принудительном порядке – с использованием помпы. Сосуд закрытого вида обычно производят в форме резервуара из стали (в нем нет крышки). Он оснащается перегородкой внутри в виде мембраны из резины. Одна половина в подобной модели нужна, чтобы заполнить ее тепловым носителем, а вторая является местом для воздуха и азота.

Эти емкости обрабатывают краской в виде порошка, дабы под действием высоких температурных показателей подстраховаться от повреждения стенок корпуса.

Одной из сторон сам бак прикрепляется непосредственно к системе при помощи штуцера или фланца. Противоположная же сторона призвана закачивать воздух. Показатель давления в модели закрытого типа дает возможность автоматически изменять подачу теплового носителя в систему и сам резервуар.

Закрытые бачки подразделяются на:

  • сменные;
  • несменные.

Так, бачки сменного вида имеют более высокую стоимость, однако имеют существенные преимущества, к которым можно отнести:

  • возможность смены мембраны, если она была повреждена или порвалась;
  • возможность сэкономить на трубах, поскольку нет надобности монтировать закрытый бак в верхней части отопительной системы;
  • сменные варианты отвечают за минимальные тепловые потери;
  • поскольку тепловой носитель никак не «соприкасается» с кислородом, трубы и вся система в целом не подвергается образованию коррозии;
  • мембрана может располагаться как вертикально, так и горизонтально;
  • в данном случае нет связи со стенкой внутри бака из металла;
  • мембраны можно заменить очень легко и быстро (делается это через фланец).

Несменные же разновидности емкостей стоят дешевле, но в них нельзя поменять мембрану, если это будет необходимо. Этот элемент в расширителе устанавливается максимально плотно и надежно прижимается к внутренним стенкам бачка. Повреждение или разрыв мембраны в данном случае может произойти только тогда, если система была запущена неправильно (давление растет слишком быстро и выходит за пределы нормы).

В зависимости от вида мембранной детали расширительные бачки разделяют на модели с:

  • баллонной мембраной;
  • диафрагменной мембраной.

Так, расширитель с баллонной мембраной является весьма прочным и надежным. Кроме того, он отличается внушительным объемом. При этом тепловой носитель никак не контактирует со стенками бака, поэтому появление ржавчины на таких изделиях исключено.

Плоский отопительный бак расширения оснащается разделяющей перегородкой, выполненной в форме диафрагмы.

Если она вдруг повредится, то ее будет возможно поменять, не прилагая особых усилий.

Материалы

При изготовлении расширительных бачков применяются различные материалы, однако самыми распространенными считаются модели со стальным корпусом.

В настоящее время многие люди в стремлении сэкономить конструируют такие агрегаты самостоятельно. Для этого они зачастую используют листовые материалы, которые впоследствии собирают в единую конструкцию при помощи сварки. Также для изготовления бака расширения можно использовать самые неожиданные предметы, например, пластиковые бочки и канистры или же старые газовые баллоны. Применение подобных материалов значительно удешевляет создание расширительного бака. Несмотря на столь большой выбор подходящего сырья, специалисты все-таки рекомендуют обращаться к нержавейке, если вы планируете собирать бачок своими руками.

Что касается перегородки в таких агрегатах, то здесь большинство производителей используют высококачественную резину, синтетическую резину, сырье из бутилкаучука натурального происхождения или EPDM. Мембранные элементы для подобных агрегатов производят из различных материалов, которые по ходу использования беспроблемно переносят самый разный температурный диапазон.

Если рассматривать конкретные случаи, то:

  • для бачков до 2 тысяч литров чаще всего применяются мембраны маркировки EPDM DIN 4807;
  • баки, имеющие объем, превышающий вышеуказанную отметку, укомплектовываются мембранными элементами марки BUTYL.

Как подобрать?

К подбору расширительного бака нужно подходить очень ответственно, поскольку данное изделие играет одну из важнейших ролей в водяных отопительных системах.

Осветим несколько несложных советов, которые позволят выбрать покупателю подходящую модель хорошего качества.

  • Специалисты рекомендуют останавливать свой выбор на мембранных или емкостях закрытого типа. Несмотря на то что подобные разновидности бачков обычно стоят дорого, отопительная система, в которой они имеются, может проработать очень долго. Это объясняется тем, что в данной конструкции теплоноситель и кислород никак не «встречаются» друг с другом. Но это лишь совет – выбор, так или иначе, остается за хозяином жилища.
  • Всегда обращайте особое внимание на материал, из которого произведена резиновая перегородка в моделях закрытого типа.

Выше было перечислено сырье, которое обычно используют для их изготовления.

  • Если вы собираетесь применять бак вкупе с системой центрального отопления, то резина мембраны должна отличаться повышенными прочностными характеристиками и устойчивостью к воздействию высоких температурных значений. Это обусловлено тем, что центральное отопление в большинстве случаев не подразумевает существенных перепадов давления, однако температура все равно будет довольно высокой.
  • Бачок с мембраной, отличающейся повышенной эластичностью, можно смело покупать для частной отопительной системы, поскольку резкие скачки давления – обычное дело для такого варианта отопления.
  • Дабы использовать расширитель не только в системе отопления, но и в системе, ответственной за водоснабжение, то резина, из которой изготовлена мембрана, должна быть пищевой. Это необходимо, чтобы не умалять положительные качества воды.

  • Выбирая между незаменяемыми и заменяемыми типами мембран, рекомендуется выбирать именно первые, поскольку в случае повреждения незаменяемой детали придется менять весь агрегат вместо одного элемента.
  • Прежде чем приобрести расширительный бачок, рекомендуется внимательно ознакомиться с его техническими характеристиками. Запросите у продавца все необходимые сертификаты качества. Если таковых у товара не имеется либо их не хотят вам предъявить – от покупки лучше отказаться.
  • Не забудьте оформить гарантийный талон.
  • Учтите, что одним из самых важных параметров, на который вам следует обратить внимание, выбирая бачок, является его стойкость перед диффузией, температурными скачками. Кроме того, все элементы агрегата (от корпуса до мембраны) должны быть изготовлены из качественных материалов.

Где ставить?

Если в системе имеет место принудительная циркуляция, то давление на участке подключения устройства будет равняться статическому давлению в этой точке и при данном температурном режиме (учтите, что это правило работает только в том случае, если присутствует один мембранный элемент). Если допустить, что она переменится, то в результате получится, что в закрытой системе образуется непонятно откуда взявшаяся жидкость, что является в корне неправильным.

Открытая же отопительная система представляет собой емкость сложной конфигурации, имеющую особенные конвекционные потоки. Абсолютно все узлы должны гарантировать максимально скорый подъем горячего теплового носителя к верхней точке. Кроме того, они должны обеспечить самотечный слив в котел с вовлечением радиаторов. Также, конструкция подобной системы не должна мешать прохождению воздушных пузырьков к верхней точке.

Опираясь на вышеперечисленные особенности, следует подвести один итог – расширительный бак надо фиксировать в верхней плоскости однотрубной системы (обычно – сверху разгонного коллектора).

Расчет

Чтобы определить объем расширителя, можно опираться на несколько разных способов. Для этого советуют обратиться к мастерам в специальных бюро. Как правило, для проведения всех необходимых расчетов они используют особые программы, позволяющие учитывать все особенности и нюансы, которые оказывают влияние на работу отопительной системы. Однако нужно учесть, что услуги таких специалистов в большинстве случаев являются дорогими.

Расчет объема бачка можно произвести и самостоятельно. Для этого следует использовать общепринятую формулу. В данном случае надо быть максимально внимательным, поскольку даже маленькая ошибка может привести к получению неверных значений. При расчете важно учитывать абсолютно все нюансы: и объем отопительной системы, и конкретный тип теплового носителя, и даже его физические свойства.

В приведенной формуле:

  • С – это общий объем теплового носителя в системе;
  • Pa min – показатель изначального абсолютного давления в резервуаре;
  • Pa max – самый большой параметр давления, который может иметь место в агрегате.

Если же вы боитесь ошибиться либо у вас нет времени на проведение всех требуемых расчетов, то стоит обратиться к помощи специальных онлайн-калькуляторов. Правда, в таком случае рекомендуется перепроверить полученные результаты на нескольких сайтах, чтобы не столкнуться с неправильной работой того или иного портала.

Некоторые люди делают проще – прикидывают нужные параметры на глаз. При этом удельную емкость отопительной системы приравнивают к 15 л/кВт. В результате получатся примерные значения. Но учтите, что обращаться к этому способу разрешено только в процессе технико-экономического обоснования.

Перед приобретением бака, конечно же, потребуются только точные расчеты.

Установка своими руками

Прежде чем переходить к монтажу расширителя, важно подготовиться:

  • обязательно ознакомьтесь с инструкцией перед началом работ;
  • проведите все необходимые расчеты температур и показателей давления (обычно все эти данные указываются в специальных справочниках по нормативам использования агрегатов);
  • приготовьте такие инструменты, как гаечный ключ, ключ для установки труб из пластика;
  • если бак имеет большую емкость, то вам также понадобится купить кронштейны – они пригодятся для крепления.

Устанавливая и подключая такие агрегаты, следует опираться на некоторые рекомендации от специалистов:

  • располагайте агрегат так, чтобы в дальнейшем гарантировать свободный доступ к нему;
  • предусмотрите вероятный демонтаж труб в будущем;
  • проследите за тем, чтобы диаметр патрубка-соединителя сходился с присоединяемым водопроводом;
  • верно установите необходимые температурные датчики;
  • подсчитайте подсоединение запорной арматуры.

Теперь можно переходить к непосредственной установке бака. Вешать его следует возле входа проточного теплового носителя в направлении узла нагрева.

Отметьте участки для крепления. Высверлите требуемое число дырок, нужных для фиксации кронштейна. Для этого его следует приложить к стене, и отметить все участки соединения. Проделав все необходимые дырки, нужно установить в них анкерные болты, потом повесить кронштейн и убедиться в надежности проделанного крепления. Если все сделано качественно, то можно устанавливать сам бачок, после чего закрепить его при помощи хомутов.

Учтите, что такое оборудование нельзя устанавливать в условиях минусовых температур. Кроме того, важно проследить за тем, чтобы после завершения монтажных работ воздушный клапан находился на доступном участке. Это необходимо, чтобы у хозяев была возможность выставления нужного уровня давления.

Абсолютно все механизмы, которым требуется регулировка, должны быть в открытом доступе, а трубы должны располагаться так, чтобы они не создавали нагрузок на технику.

Что касается такого элемента, как редуктор давления, то его надо устанавливать уже после подключения измеряющего счетчика, чтобы не столкнуться с серьезными нагрузками, направленными на бачок. Прикреплять этот клапан нужно впереди проточной трубы.

После этого надо произвести настройку установленного бачка расширения. Сперва надо настроить требуемый уровень давления. Это нужно делать закачкой воздуха. Манометр укажет, когда понадобится остановиться. После этого с использованием насоса закачивается вода, уравнивается давление, и мембранная деталь приводится в плавающее состояние. Потом бачок допустимо считать готовым к применению. Возможно, нужно будет включить систему и убедиться в ее работоспособности.

Как можно заметить, схема монтажа и подключения расширительного бака является достаточно простой. Справиться с проведением таких мероприятий сможет каждый.

Главное, опираться на инструкцию и быть предельно внимательным на каждом этапе.

Частые проблемы

Расширительные бачки, как и любые другие отопительные агрегаты, подвержены возникновению ряда определенных проблем. Ознакомимся с ними.

Самой частой поломкой таких агрегатов является разрыв мембранной детали. Как правило, это происходит из-за слишком высокого давления (выше нормы) либо неравномерных нагрузок. Учтите, что сменные элементы рвутся гораздо чаще спрессованных, так как для последних применяются более крепкие материалы, потому что их можно менять в любой удобный момент.

Проблема поврежденной мембраны может повлечь за собой множество неприятных последствий. Например, из-за этого нередко течет вода из воздушного клапана.

Если вовремя не заменить мембрану, ее разрыв приведет к тому, что с течением времени бачок просто выйдет из строя. Это обусловлено тем, что жидкость попадает на внутреннюю поверхность бачка, после чего он может покрыться ржавчиной и прийти в негодность.

Учтите, что старую мембрану следует заменять на такую же деталь. Желательно обращаться для этого в специализированный сервисный центр.

Также пользователи довольно часто сталкиваются с повреждением корпуса бачка. Если с вашим оборудованием приключилась такая проблема, вам лучше обратиться за помощью к специалисту. Не беритесь за ремонт поврежденных корпусных элементов самостоятельно, особенно если раньше ни разу не сталкивались с такими работами.

Бывают и такие случаи, когда расширитель кипит. Чаще всего такая проблема настигает самодельные конструкции открытого типа. Основной сутью этой неполадки является отсутствие циркуляционной скорости (либо ее полное отсутствие).

Вот основные причины подобных поломок.

  • Сниженный диаметр разводки. Главный контур однотрубного отопления обычно устанавливается с трубой, которая является не менее тонкой, чем ДУ 32.
  • Отсутствие уклона. После отопительного котла нужно сделать так называемый разгонный коллектор. Для этого трубу надо поднять до верхнего участка контура, где как раз устанавливается расширитель. Оставшаяся часть контура должна быть проложена с уклоном вниз.

Многие пользователи задаются вопросом, как же исправить такую серьезную проблему, не приступая к полному демонтажу и переустановке отопительной системы. Ответ прост – необходимо установить циркуляционную помпу. Эта деталь замечательно функционирует во многих системах (особенно открытого типа). Насос надо ставить на обратке прямо перед котлом.

Еще одной проблемой расширительных бачков является воздушная закупорка контура отопительной системы. Чтобы с ней не столкнуться, нужно следить за объемом воды.

Если не пополнять его, то возникающие испарения приведут к вышеуказанным неполадкам.

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.

Обратите внимание, если предохранительный клапан срабатывает с большой частотой, то это может указывать на то, что вы ошиблись с выбранным объемом. Возможно, вы неправильно произвели необходимые расчеты.

Чтобы разводка труб была смонтирована по всем правилам, нужно уделить пристальное внимание основным составляющим системы: участку поступления теплового носителя непосредственно в емкость, а также месту его ухода.

Чтобы в расширительном баке вода никогда не кипела, выбирайте трубы контурной разводки, имеющие правильный диаметр. Кроме того, важно позаботиться об уклоне контуров.

Учтите, если вакуумный расширитель не будет функционировать на протяжении долгого времени, то его необходимо содержать только в сухом пространстве, заранее слив из него жидкость.

Хотя бы раз в полгода проверяйте агрегат на наличие повреждений и дефектов. К таковым относятся вмятины, ржавчина или следы подтекания. Если вы вдруг обнаружили подобные вещи, то вам потребуется как можно скорее устранить причину их возникновения.

Помните, что устанавливать расширительные баки необходимо исключительно в соответствии с составленным планом и схемой.

Если вы сомневаетесь в своих способностях, то лучше не рискуйте – обратитесь к специалистам.

Монтаж расширительного бака

Расширительный бак предназначен компенсировать температурные увеличенияобъема жидкости в отопительной системе. Всем известно, что принагревании объем воды увеличивается. При нагревании воды в отопительнойсистеме происходит увеличение ее объема примерно на 0,3% на каждые 10 С.Если нагреть теплоноситель на 70 С, то его объем увеличитсясоответственно на 3%. Поскольку жидкости практически несжимаемы, тоизбыточному объему деваться некуда. Расширение теплоносителя будетпроисходить каждый раз при запуске отопительной системы. Куда деватьизбыточный объем жидкости? Он как раз и поступает в расширительный бак,где находится до тех пор, пока вода остынет, ее объем уменьшиться и«изгнанный» в бак объем вернется в систему трубопровода. Если излишекразогретой воды удалить из системы, то после охлаждения частьтрубопровода заполнится воздухом, воздушные пробки в дальнейшемзаблокируют движение теплоносителя по системе. Это просто приведет кблокировке отопительной системы. Таким образом расширительный бакоберегает всю отопительную систему от «завоздушивания».

Разновидности расширительных баков

В системах отопления используют в основном три типа расширительных баков: открытые, закрытые и мембранные .

1. Расширительные баки открытого типа предназначены для использования в отопительной системе с естественнойциркуляцией теплоносителя. Это обыкновенная открытая емкость, в днекоторой есть специальный соединитель с отопительной системой.Располагается емкость в наивысшей точке системы отопления. Из-за того,что бак находится где-то на чердаке, на лестничной клетке, кровлездания, возникает основное неудобство: для определения уровня жидкости вбаке периодически приходится подниматься на чердак и визуальнопроизводить контроль. Также открытые баки необходимо покрывать тепловойизоляцией. Изготавливают их в основном из листовой стали, форма баковпрямоугольная или цилиндрическая. Сверху бак снабжается люком дляосмотра. Максимальный уровень жидкости в таких баках контролируетсяпереливной трубкой, выходящей на улицу.

Открытые расширительныебаки предназначены не только для поддержания объема теплоносителя всистеме при колебаниях температуры, но и для восполнения объема воды всистеме при утечке. Ограничение гидравлического давления в отопительнойсистеме, сброс лишней воды в канализацию при переполнении, управлениеработой подпиточных приборов, удаление воздуха из системы - эти функциитоже выполняет
расширительный бак открытого типа.

Недостаткомявляется громоздкость, связанные с ней бесполезные потери тепла.Поглощение воздуха вследствие чрезмерного охлаждения воды приводит кусилению внутренней коррозии отопительных приборов и труб. Наконец, вомногих случаях необходимо прокладывать специальные соединительные трубы.Из-за большого количества недостатков расширительные баки открытоготипа в современных отопительных системах используют редко.

2. Расширительные баки закрытого типа используют и в открытых отопительных системах с естественнойциркуляцией жидкости, и в закрытых системах с принудительнойциркуляцией. Появление баков закрытого типа позволило эксплуатациюотопительных систем без контакта с атмосферой. Циркуляция теплоносителяпроисходит без примесей агрессивных газов, вызывающих коррозию. Срокслужбы теплового оборудования и труб значительно увеличивается. Такжеотопительная система может работать при более высоком давлении, безнеобходимости подпитки, так как утечка воды отсутствует. Расширительныебаки закрытого типа обычно располагаются в котельной, следовательно, нетребуют защиты от замерзания, и работают надежно в течение всего сезона.Эти баки представляют собой герметичные устройства, оборудованныеавтоматическими или ручными клапанами для сброса воздуха. Если бакоборудован ручным клапаном, то наполнение отопительной системы, как и вслучае с открытым баком, контролируется визуально. Если же сброс воздухапроизводится автоматически, то контроль за наполнением системыосуществляется манометром, измеряющим давление жидкости в системе.

3. Расширительные баки мембранного типа - современное оборудование, работающее полностью в автоматическомрежиме. Основная деталь, отличающая этот бак от обычного бака закрытоготипа, --это эластичная мембрана. Мембрана делит бак на две части: водной находится сжатый воздух, в другой - теплоноситель. Сжатый воздух имембрана позволяют уменьшить размеры расширительного бака в четыре иболее раз. Бак емкостью в несколько литров успешно помещается в корпуседвухконтурного котла.

Так как бак абсолютно герметичен, амембрана подвижна, то с обеих сторон на мембрану оказывается одинаковоедавление. Принцип работы бака достаточно прост: при нагреве возрастаетдавление теплоносителя; избыток воды попадает в одно отделениерасширительного бака, увеличивая его давление на мембрану; эластичнаямембрана препятствует попаданию воды во второе отделение, но давлениевоздуха в этом отделении возрастает и компенсирует возросшее давлениежидкости. При остывании жидкости ее давление уменьшается и сжатый воздухвыталкивает ее назад в систему, сохраняя давление системы постоянным.Если давление воздуха в баке по какой-то причине станет критическим,произойдет автоматическое отключение насоса. Повторный запуск системыстанет возможным только тогда, когда давление воздуха станетминимальным.

Расширительные баки мембранного типа могут иметь сменную или несменную мембрану .Сменную мембрану можно легко заменить в случае повреждения. Поступающаяв бачок вода, находится только внутри мембраны, она не соприкасается состенками баллона. Это препятствует появлению коррозии и продлеваетвремя эксплуатации расширительного бака. При нарушении целостностинесъемной мембраны устройство приходится менять полностью. Вода,соприкасаясь со стенками бака, провоцирует коррозию, уменьшая егоэксплуатационный ресурс.
Преимущества закрытых расширительных баковочевидны: маленькие габаритные размеры, теплоноситель точно никуда неиспаряется, минимум потерь тепла, отсутствие коррозии труб, работаотопительной системы при высоком давлении, экономия энергии приэксплуатации.

Как подобрать расширительный бак для отопительной системы

Вомногих случаях расширительный бак подбирают, не прибегая к сложнымматематическим расчетам. Исходят из того, что вода, нагреваясь до 80оС,увеличивает свой объем примерно на 5%. К этому добавляют запас, которыйсоставляет еще 5%. Получается, что объем расширительного бака составляет10-12% от всего объема теплоносителя системы. Для отопительного контурас объемом воды 100 л воды подойдет расширительный бак на 10-12 литров.Чтобы рассчитать полный объем воды в системе, нужно взять данные обобъеме воды в котле и отопительных приборах из паспортов, сложить иприбавить объем воды в трубах. Зная внутренний диаметр труб и их длину,легко рассчитать объем жидкости, находящийся внутри: V = (π×D2/4) × L,где D - внутренний диаметр трубы, L - ее длина, π = 3,14.

Болеесложные расчеты производятся в случаях, когда системы отопления имеютмного разветвлений. Для расчетов используется следующая формула:

Vn - объем расширительного бака, необходимый для данной отопительной системы;
Ve- объем, образующийся в процессе теплового расширения. Его можнорассчитать, умножив полный объем теплоносителя системы на объемныйтемпературный коэффициент расширения жидкости: Ve = Vсист × n%. ОбъемVсист связан с мощностью котла. 1 кВт мощности приходится примерно на15л теплоносителя. Значение n% для воды берется из таблицы:


Прииспользовании в качестве теплоносителя 10-ипроцентного тосола nрассчитывают по формуле 4% × 1,1 = 4,4%, в случае 20-ипроцентного - 4% ×1,2 = 4,8% и т.д.
Vv - объем теплоносителя, образующийся изначально врасширительном баке за счет гидростатического давления жидкостисистемы. Это так называемый водяной затвор. Если номинальный объем бака15 л, то 20% этого объема используются для водяного затвора. В бакахбольшего объема на водяной затвор отводится минимум 0,5% от всегообъема, но не менее 3-х литров.
рo - статическое давление отопительной системы, 10м водяного столба создают давление равное 1атм.
рe- окончательное давление, образующееся в при работе предохранительногоклапана. Для клапанов с давлением до 5 атм. ре = ркл пред – 0,5атм, дляклапанов с давлением больше 5 атм.- ре =0,9×ркл. пред.

Монтаж расширительного бака

Сподключением открытого расширительного бака все очень просто. В нижнейего части находится трубка с нарезной резьбой, посредством которойсоединяют бак с трубой отопления.

Закрытые расширительные бачкирекомендуется устанавливать в тех участках системы отопления, гдедавление минимальное, то есть в обратку. Установленный в системуотопления бак не должен создавать неудобства для жильцов. Поэтомуудобнее всего его монтировать в углу на полу или возле стены.


Весь процесс установки расширительного бака будет происходить примерно так:
1) Сначала устанавливается и крепится сам бак. Выбор бака напольного илинастенного определяется объемом и условиями, в которых будетпроизводиться установка. В любом случае бак необходимо надежно закрепитьк полу или стене.

2) Следующим шагом будет врезка в обратныйтрубопровод системы отопления. Врезка осуществляется трубой такого жедиаметра, как предусмотрено для подключения расширительного бака. Еслиотопительные трубы полипропиленовые, то впаивается соответствующийтройник; если металлопластиковые, то труба разрезается и вставляетсятройник на фитингах; для стальных труб - вваривается резьбовой патрубок.

3) Затем на резьбу, врезанную тем или иным способом, навинчивается отсекающий кран, в который пакуется разъемное соединение (американка). Американка соединяется трубой с расширительным баком. Теперь,когда подключили бак к системе отопления, необходимо проверить давлениев его воздушной части. Если оно совпадает с паспортными данными, томожно открыть отсекающий кран и впустить в систему воду. Находящийся втрубопроводе воздух сам выйдет через автоматический воздушный клапан приподключении расширительного бака. Как правило, автоматическим воздушнымклапаном оборудуются все современные расширительные баки.

Можнотакже предусмотреть аварийный слив бака. Используется он крайне редко,но все предусмотрительные монтажники его оборудуют. После американкимонтируется тройник, в боковом ответвлении которого есть полудюймовыйкран, который служит для того, чтобы при необходимости слить быстро илегко воду из расширительного бака отопления.

Обслуживание расширительных баков

Дляобеспечения длительной эксплуатации расширительного бака необходимопридерживаться определенных правил его обслуживания. К ним относится:
1) Обязательная проверка бака на внешние повреждения (коррозию, подтеки, вмятины) один раз в полгода. При обнаружении повреждений обязательно устранить их причину.

2) Каждые полгода необходимо сверять начальное давление в газовом отсекена соответствие расчетным показателям. Чтобы проверить начальноедавление газового пространства, бак следует отключить от системыотопления, откачать из него остатки воды и подключить манометр к ниппелюгазовой полости. Если давление окажется ниже давления, установленногопри настройке расширительного бака, то через тот же ниппель
нужно накачать бак компрессором.

3) Один раз в полгода обязательна проверка целостности мембраны. Если припроверке давления газового отсека после дренирования остатков воды черездренажный кран пошел под давлением воздух, а давление газовогопространства снизилось до атмосферного, значит мембрана пробита. Приобнаружении дефектов мембрану нужно заменить, если предусмотрена такаявозможность.

4) Если бак не используется длительное время, то нужно слить с него воду и держать в сухом месте.

Требования техники безопасности при эксплуатации

Расширительный бак не может быть подвержен дополнительной статической нагрузке, недопускается воздействие на него труб и агрегатов. Не допускаются такжеизменения конструкции, какие-либо изменения формы емкости. Испытательныеи ремонтные работы должны производить специалисты, обладающиесоответствующей профессиональной подготовкой. Только оригинальныезапчасти следует использовать при замене частей оборудования. Толькобаки, не имеющие явных внешних повреждений, можно монтировать иэксплуатировать.

При вводе в эксплуатацию необходимо принятьсоответствующие меры по соблюдению минимальных и максимальных параметровдавления и температуры. Недопустимо превышение рабочего давления вгазовом и водяном отсеках бака, как при настройке, так и во времяэксплуатации. Предварительное давление воздушной камеры всегда должнобыть ниже максимально допустимого избыточного рабочего давления. Газовоепространство лучше заполнять инертным газом, например, азотом.

Демонтажчастей, которые находятся под давлением, можно проводить приотключенном от отопительной системы баке, заранее слив с него воду, и, сбросивдавление до атмосферного. Обычно внутренняя поверхность баков не имеетпокрытия, поэтому энергоносители должны быть неагрессивны. Современныетехнологии позволяют сделать отопительные системы настолькогерметичными, что поступление веществ вызывающих коррозию сводится кминимуму.

Для монтажа расширительного бака надо выбрать такое место,несущая способность которого - выдержать бак со 100%-й наполняемостью.Также обязательно надо предусмотреть возможность слива воды из бака,осуществление подпитки системы водой. Соблюдение данных правил обеспечит безопасную эксплуатацию бака, здоровье и жизнь людей будут в безопасности.

Ресурс службы расширительного бака заметно снижается при максимальных нагрузках.

Физические свойства любого теплоносителя практически не позволяют этой жидкости сжиматься. Попытка даже немного уменьшить объём тут же приводит к резкому скачку давления. Вода при нагревании в диапазоне от 20 до 90С расширяется. Эти два свойства объясняют необходимость выделения места в системе для «дыхания» теплоносителя. Расширительный бак для отопления должен обеспечивать безопасную и надёжную работу всех узлов инженерной системы. Длительность её эксплуатации напрямую зависит от того, правильно ли был выбран и установлен этот элемент.

Виды расширительных баков и их сравнение

В отопительной системе могут быть установлены разные виды расширительных баков.

Открытые расширительные баки

Расширительный бак открытого типа – это открытая ёмкость, в которую всегда можно долить теплоноситель. Он не требует наличия запорной арматуры, резиновой мембраны и даже крышки. Обычно ведром через него «доливают» в систему жидкость, хотя от водопровода всегда можно вывести водозаборный кран.

Схема работы расширительного бака открытого типа: 1 – корпус бака; 2 – уровень теплоносителя; 3 – холодная труба; 4 – спускная труба; 5 – предохранительный клапан; 6 – запорный вентиль; 7 – верхняя точка в стояке трубопровода отопительной системы

Несколько десятилетий назад повсеместно использовались открытые конструкции, компенсирующие изменение объёма теплоносителя при естественной циркуляции. Однако постоянный контроль уровня жидкости и её «доливание», сложности монтажа в верхней точке, низкое давление и коррозия металла – всё это привело к выходу на первый план закрытых систем и баков.

Закрытые расширительные баки

Там, где циркуляцию теплоносителя обеспечивает насос, устанавливают баки закрытого типа, именуемые в народе «мембранниками». Он всегда окрашен в красный цвет и конструкционно представляет собой герметичную ёмкость, внутри которой установлена мембрана из технической резины. А вот в синих баках, предназначенных для организации горячего водоснабжения, используется менее долговечная пищевая резина.

Устройство расширительного бака следующее: мембрана в виде баллона или диафрагмы разделяет ёмкость на две части. В верхнюю закачан инертный газ или воздух, а другая отводится для излишков теплоносителя.

С ростом температуры излишки расширяющегося теплоносителя попадают в ёмкость. Объём воздушной камеры уменьшается, и увеличивается давление в камере с воздухом, которое как раз компенсирует высокое давление в системе. При снижении температуры теплоносителя наблюдается обратный процесс.

При низкой температуре теплоносителя бак пустой, а мембрана занимает максимальной возможный объём. При нагревании жидкость начинает заполнять полость между мембраной и ёмкостью. Остывая, теплоноситель сжимается, и воздух начинает «выталкивать» его обратно в систему

Закрытый расширительный бак системы отопления может оснащаться фланцевой (сменной) или несменной мембраной. Единственное, но существенное преимущество последнего типа – его низкая стоимость. Мембрана жестко закреплена по периметру ёмкости. В исходном положении она прижата к внутренней поверхности, та как газом заполнен весь объём. При попадании теплоносителя в расширительный бак давление увеличивается.

При пуске системы существует риск разрыва диафрагмы, поскольку давление возрастает резко. В дальнейшем показания на манометре изменяются плавно и не представляют угрозу для её целостности.

Для того, чтобы предотвратить повреждение мембраны, в отопительных системах большого объёма давление контролируют с помощью манометра. Предохранительный клапан срабатывает при достижении максимально допустимого значения. Обычно оно находится в пределах от трёх с половиной до четырёх бар для частных домов.

Фланцевый расширительный бак имеет несколько преимуществ:

  • максимальная величина давления значительно больше, чем у бака с несменной диафрагмой;
  • возможность замены мембраны через фланец в случае её повреждения или разрыва;
  • вертикальное и горизонтальное исполнение изделий. Это даёт больше вариантов размещения в условиях маленькой котельной.

Какой лучше - открытый или закрытый?

Если сравнивать эксплуатационные и потребительские свойства открытого и закрытого типов, то преимущество последнего доказывают следующие факты:

  • закрытый бак не выносится наверх, следовательно, можно сэкономить на трубах;
  • имеют меньшие габаритные размеры;
  • теплоноситель из закрытого бака точно не испарится;
  • минимальные теплопотери, в отличие от требующего дополнительной изоляции открытого бака;
  • защита труб и узлов систем от коррозии, которая обеспечивается за счёт отсутствия воздуха;
  • закрытая система отопления может работать при высоком давлении, тогда как открытая только при низком;
  • эксплуатационные расходы мембранника ниже, что у открытого бака.

Ну а вообще, конечно - выбирать вам.

.

Место бака в системе отопления

Расширительный бак системы отопления служит для того, чтобы компенсировать увеличение объёма теплоносителя в результате его температурного расширения.

Важным критерием выбора расширительного бака является настройка клапана безопасности (предохранительного), который является элементом обязательным для экспанзомата (СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов»). Пороговое значение, после которого срабатывает защита, больше допустимого для самого «слабого звена» системы на 10% (такие настройки учитывают разницу высот мембраны и клапана).

Чтобы иметь возможность регулировать предельно допустимое давление в системе, отдавайте предпочтение клапанам с возможностью регулировки. Обязательным требованием ко всем таким защитным устройствам является наличие устройства «подрыва» (принудительного открывания). Оно позволяет периодически проверять работоспособность клапана и не допустить залипания золотника.

Подбор расширительного бака осуществляется с учётом качества, устойчивости к диффузии и эксплуатационных характеристик мембраны (диафрагмы), диапазона рабочих температур, срока эксплуатации. Обязательно убедитесь, что пороговые значения давления в котле и баке совпадают, а также проверьте соответствие мембранника требованиям безопасности и качества, предъявляемым к таким агрегатам.

Одним из важнейших компонентов системы отопления является расширительный бак (экспанзомат). Это резервуар с воздухом или газом , поддерживающий необходимое давление в контуре.

Если параметры бака не соответствуют требованиям, функциональность и долговечность системы отопления будет стремиться к нулю.

Зачем нужен расширительный бак для системы отопления?

Расширительный бак используется с целью обеспечения бесперебойной работы приборов системы отопления и защиты от аварий.

Главное предназначение бака — возмещение нехватки объема отопительного контура.

При нагреве жидкость увеличивает объем, давление внутри трубопровода повышается и происходит вытеснение излишка жидкости в экспансомат. При уменьшении давления вода возвращается в трубы.

Разновидности экспанзоматов: что это такое и как правильно подобрать

Существует два вида экспанзоматов:

  • открытые;
  • закрытые мембранные.

Открытый

Открытый — цилиндрическая ёмкость с подведенным к ней трубопроводом. Монтируется в самой высокой точке отопительного контура — под потолком, на крыше или чердаке. Крышка нужна для исключения попадания внешнего мусора в систему, других функций она не несет.

Вода в баке такого вида испаряется и периодически требуется ее долив. Если доступ затруднен, монтируется автоматизированный контроль уровня жидкости . Подводятся дополнительные трубы с запорным краном для воды, а также патрубок для отвода лишней жидкости в случае переполнения. Переливной шланг выводят в канализацию или просто наружу через стену.

Фото 1. Цилиндрический экспанзомат открытого типа отличается простотой в монтаже и эксплуатации, экономичен.

Плюсы — простота установки и обслуживания, независимость от электрической сети, дешевизна конструкции. Имея необходимые навыки, можно изготовить самостоятельно из листов стали.

Минусы — редко вписывается в дизайн при установке внутри помещения; требует обязательного утепления в случае расположения снаружи; ускоряет процесс коррозии трубопровода (от постоянного контакта воды с воздухом); не подходит для отопления электрокотлом.

Справка! Месторасположение бака в системе должно быть удобным для его обслуживания. При установке самодельной конструкции вероятность неправильной состыковки патрубков существенно повышается. Бак крепится только после того, как монтаж контура завершен.

Закрытый

Закрытый экспанзомат (мембранник) представляет собой герметичную емкость с эластичной прокладкой-мембраной внутри, которая делит резервуар на две части — гидрокамеру и пневмокамеру. Стабилизация давления до необходимого уровня происходит за счёт изменения местоположения мембраны в бачке.

Фото 2. Закрытый экспанзомат в виде герметической емкости, разделен внутри мембраной на две части.

При нагреве жидкости в системе отопления излишек теплоносителя поступает в гидрокамеру. Под воздействием напора перегородка уменьшает размер пневмокамеры. Содержащийся в ней газ сжимается и давит на гидрокамеру. Происходит компенсация давлений в двух отделах , и комплекс снова приобретает равновесие. При уменьшении напора жидкости в трубопроводе происходят противоположные процессы.

Устанавливать экспанзомат нужно на обратную магистраль трубопровода, для оптимальной работы системы насосного оборудования. Расположение насоса — между котлом и баком .

Виды мембраны

Мембрана бывает двух видов:

  • Баллонная — сменный элемент, что является неоспоримым плюсом. Чаще всего изготавливается из технологичной резины. При появлении трещин, фланцевое крепление перегородки делает замену простой и быстрой. Это значительно удешевляет ремонт конструкции.
  • Диафрагменная — несъемная перегородка, способная стабилизировать невысокие перепады давления в трубопроводе. Изготавливается из эластичного полимера или тонкого металла. При выходе из строя мембраны такого вида замене подлежит весь экспанзомат.

Плюсы закрытых резервуаров — при возникновении аварийных перегрузок мембрана разрывается, сохраняя целостность дорогостоящей технической конструкции.

Изоляция теплоносителя от атмосферных потоков увеличивает срок службы отопительного контура; используются трубы меньшего диаметра, что удешевляет конструкцию.

Защита элементов отопления осуществляется за счет комплектации клапанами безопасности.

Минусы — немалые размеры в помещениях с большой площадью, повышенные требования к конструкции.

Внимание! Во время работы комплекса масса мембранника увеличивается, поэтому место крепления должно быть несущим. Там, куда врезается бак необходимо установить группу безопасности с манометром, контролирующую перепады давления в баке.

Вам также будет интересно:

  • Для какой системы нужно выбрать бачок. Для открытой — следует покупать или мастерить емкость открытого типа, для замкнутой — закрытого мембранного.
  • Количество теплоносителя, производительность котла и протяженность трубопровода — исходя из этих величин, рассчитывается необходимый размер емкости.
  • Подбор мембраны в закрытых бачках по эластичности ; возможность замены.
  • Из какого материала изготовлен корпус бака и сама перегородка.
  • Диапазон использования температур , соотношение санитарных и гигиенических норм, условия эксплуатации.

Основные материалы для мембраны бака — EDPM (пропиленовая эластичная резина/синтетический этилен) и натуральный бутилкаучук .

Подбор формулы расчета объема

Самый легкий метод расчета — определить количество теплоносителя в контуре. Объем расширительного резервуара составляет 10—15% объема всего обогревательного комплекса.

Формула для расчета:

V=E*C*(Pmax+1):(Pmax+Pmin),

где V — рассчитываемый объем емкости; Е — коэффициент расширения жидкости (для воды 0,04 или 0,05 , для антифризов 0,1—0,13 ); С — объем отопительной системы; Pmax — максимальное давление котла (указано в паспорте); Pmin — начальное давление расширительного бачка (указано в документации).

Важно! Недостаточный размер бака — частая причина нестабильной работы отопительного комплекса.

Полезное видео

Правильный выбор — гарантия надежности и безаварийности конструкции

Надежность и безопасность автономного отопления в частном доме полностью зависят от правильного выбора элементов, из которых оно состоит. Для домов с малой площадью часто используется открытый тип (без насоса). Для больших строений — закрытый тип (с циркуляционным насосом). Вертикальная или горизонтальная установка зависит от ориентировочного места монтажа.