Мембранные баки для отопления: расчет, установка, принцип работы

Расширительный бак для системы отопления

Расширительный бак – обязательный компонент любой схемы отопления. Расширительный бак компенсирует тепловое расширение теплоносителя. Нужно качественно подсчитать объем расширительного бака отопления, в другом случае он не будет выполнять свою функцию. Неверный подбор объема расширительного бака для системы отопления приведет к повреждению приборов отопления, теплогенератора и коммуникаций. В случае открытой конфигурации схемы неверный расчет может повлечь разлив теплоносителя.

Алгоритм действия расширительного бака

Расширительные баки применяются для устранения теплового расширения, принятия избытка теплоносителя, поддержания стабильного гидравлического давления в оборудовании. В закрытых схемах отопления устанавливаются герметичные баки с резиновой мембраной, для открытой – полые сосуды, соединенные с окружающей средой.

В системах отопления открытого типа лишний объем нагретой воды вытесняется в открытое пространство расширителя. В случае переполнения организуется перелив из расширителя в канализацию. Открытый сосуд устанавливается на верхней точке системы и одновременно выполняет функцию отвода воздушных пробок из системы отопления. Размер расширительного бака для отопления по открытой схеме при организации перелива теплоносителя выбирается произвольно, но не менее 5% от общего объема теплоносителя. В схемах с естественной циркуляцией (при отсутствии водопровода) бак используется для залива воды (теплоносителя).

Мембранный экспанзомат – герметичный сосуд, разделенный мембранной перегородкой на две камеры. К одной камере подключается отвод от системы отопления, в другую при производстве через специальный клапан закачивается воздух с давлением от 0,4 – 1,6 атмосфер. Объем бака зависит от общей вместимости оборудования по теплоносителю. Теплоноситель (вода), разогреваясь, расширяется и образовавшийся лишний объем его выдавливается в водяную камеру экспанзомата, создавая давление на мембранную перегородку. Мембрана выгибается в направлении воздушной камеры, усилие теплоносителя компенсируется давлением воздуха (воздух при этом сжимается). По этому принципу происходит компенсация давления в системе отопления. Гибкость мембраны и давление воздуха бачка расширительного бака для отопления закрытого типа поддерживает постоянную величину давления в системе.

Способы расчета расширительного бака для отопления

Как рассчитать объем расширительного бака? Существует способ общего подбора – объем мембранного сосуда подбирают из расчета 10% от общего внутреннего объема всего отопительного комплекса.

Чаще используют точный расчет по формулам. Его под силу провести любому человеку с помощью калькулятора. Объем расширительного бака для отопления рассчитывается по формуле:

А = ВхС/К, где В – объем теплоносителя; С – показатель теплового расширения теплоносителя; К – показатель эффективности мембранного бака.

Расчет объема теплоносителя производят тремя методами:

  • Геометрический – по внутреннему объему отопительных приборов, котла и трубопроводов;
  • При заполнении системы – по прибору учета или сложением при ручном заполнении;
  • Обобщенный метод – на 1 кВт тепловой мощности котла принимается 15 литров в объеме системы.

Обобщенный метод имеет уточненную модификацию в зависимости от типа приборов отопления. При использовании радиаторов количество воды в них составляет в среднем 11 литров, в конвекторах – 7 литров, в контуре теплого пола – до 18 литров. Объем теплообменника указан в паспорте оборудования, количество воды в трубопроводах можно определить, посчитав их протяженность и внутренний объем. Эти показатели суммируются (котел, трубы, приборы) – результат составляет общий объем комплекса отопления.

После расчета объема системы производится по следующей формуле:

К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1), где ДБ – максимальное давление теплоносителя, обычно принимается равным давлению срабатывания предохранительного клана на группе безопасности (3 атм.); ДБ – установленное давление воздуха в воздушной камере расширительного бака.

Показатель теплового расширения воды составляет 4% при нагреве до 95 градусов Цельсия. В случае наличия в составе теплоносителя незамерзающих фракций показатель увеличивается в зависимости от процентного содержания добавок. При 10% добавки в общем объеме показатель воды 4% умножают на поправочный коэффициент 1.1, при 30% – на 1.3 и так далее.

Расчет экспанзомата для системы с котлом мощностью 31 кВт

Перед проведением расчетов по подбору расширительного бака следует знать, что большинство настенных котлов оборудованы встроенными расширительными баками. Объем встроенного бака указан в технической документации котла. При пересчете объема системы отопления по мощности котла (умножением 1кВт мощности по теплу на 15 литров) сверяют соответствие бака объему сооружаемой системы. При недостатке устанавливается дополнительный бак. Его объем рассчитывается за вычетом встроенного экспанзомата. Напольные котлы, как правило, не имеют встроенного оборудования.

Расчет выглядит следующим образом:

К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1) = (3,0 – 1,5)/(3,0 – 1) = 0,375

3,0 – давление в системе, максимальное, атм.;

1,5 – давление воздуха за мембраной, атм.;

0,375 – показатель эффективности бака, К.

Объем теплоносителя: В = 31х15 = 465 литров.

Тогда объем бака составит:

А = 465х0,04/0,375 = 49,6 литра.

Выбирается расширительный бак объемом не менее 50 литров с давлением воздуха в 1,5 атм. Общий способ подбора (10% от А) показывает необходимость применения бака объемом не менее 46,5 литров. В таком случае размер экспанзомата всегда округляется до большего объема – 50 литров.

Давление воздуха, включенное в расчет (1,5 атмосферы), можно изменить. На расширительных баках имеется встроенный клапан для заполнения воздухом. К нему можно подключить ручной насос и поднять давление в случае, если заводское давление составляет меньшую величину. При этом необходимо соблюдать осторожность – при значительном повышении давления можно повредить мембрану, поэтому процесс нужно контролировать по манометру. Клапан также выполняет функцию сброса давления при его поднятии до предельных значений.


Расчет объема расширительного бака – Калькулятор

Калькулятор расчёта объёма расширительного мембранного бака для системы отопления:

Методика расчёта объёма расширительного мембранного бака для системы отопления:

Представленный ниже расчет предназначен для индивидуальных систем отопления и значительно упрощен. Его точность составляет 10%. Мы считаем, что этого вполне достаточно

1. Определим, какой тип жидкости Вы будете использовать в виде теплоносителя. Для примера расчета в качестве теплоносителя мы возьмем воду. Коэффициент температурного расширения воды принят равным 0,034 (это соответствует температуре 85 o С)

2. Определим объем воды в системе. Приблизительно его можно рассчитать в зависимости от мощности котла из расчета 15 литров на каждый киловатт мощности . Например, при мощности котла 40 кВт, объем воды в системе будет равен 600 литрам

3. Определим величину максимального допустимого давления в системе отопления. Она задана порогом срабатывания клапана безопасности в системе отопления

4. Также в расчетах используется величина первоначального давления воздуха в расширительном баке Ро. Давление Ро не должно быть меньше , чем гиростатическое давление системы отопления в точке расположения расширительного бака

5. Полный объем расширения V можно подсчитать по формуле:

6. Выбирать бак нужно, округляя расчетный объем в большую сторону (бак большего объема не повредит)

7. Теперь подберем бак, обеспечивающий компенсацию этого объема. Учитывая, что коэффициент заполнения водой расширительного бака с фиксированной несменной мембранной при этих условиях равен 0,5 (таблица), то для рассмотренной системы подойдет 80-литровый расширительный бак:

80 литров x 0,5 = 40 литров

Коэффициент заполнения (полезный объём) расширительного мембранного бака

Предельное
давление
в системе
Рmax,
бар
Первоначальное давление в баке , Ро бар
0,51,01,52,02,53,03,54,0
10,25
1,50,400,20
2,00,500,330,16
2,50,580,420,280,14
3,00,620,500,370,250,12
3,50,670,550,440,330,22
4,00,700,600,500,400,300,20
4,50,630,540,450,360,270,18
5,00,580,500,410,330,250,16
5,50,620,540,470,380,300,23
6,00,570,500,420,350,28

Мембранные расширительные баки для систем отопления Wester

Общий вид фронт

Общий вид сзади

Вид сверху

Вид снизу

Все объемы

Производитель: Wester Heating
Емкость: 8, 12, 24, 35, 50, 80, 100, 120, 150, 200, 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 5000, 10 000 литров
Преддавление в воздушной полости: 1,5 бар
Макс. давление: 5,0 бар
Рабочая температура: -10°C. +100°C

– Предназначены для компенсации температурных расширений теплоносителя в замкнутых системах отопления.
– Основные элементы бака – корпус из высококачественной стали, эластичная мембрана из каучука.
– Давление в воздушной полости для баков от 8 до 150 литров – 1,5 бара, от 200 до 10 000 литров – бара.
– Теплоноситель в системе отопления – вода с содержанием гликоля не выше 50%.
– Расширительные баки комплектуются сменной мембраной.
– Температурный режим работы – от -10 °С до +100 °С
– Срок службы – 100 000 циклов.
– Цвет корпуса – красный.

Как сделать расчёт расширительного бака для закрытой системы отопления

Расширительная ёмкость является незаменимым компонентом системы отопления. Для качественной работы необходимо правильно подобрать его объём, поскольку он выполняет функцию компенсации теплового расширения воды или другой жидкости. Если неправильно подобрать элемент, то это может привести к выходу из строя ключевых устройств системы, например, теплогенератора. Расчёт расширительного бака для закрытой системы отопления сделать несложно.

Главными функциями расширительного бака является принятие на себя лишнего количества теплоносителя в связи с его увеличением (расширением) в системе, а также поддержание необходимого давления. В отопительных системах открытого типа лишний объём расширенного теплоносителя компенсируется за счёт попадания в специальную ёмкость (не мембранный бак) и его перелива в канализацию.

Такая ёмкость является открытой и в то же время выполняет функцию отвода воздушных пробок из системы. Её объём выбирается произвольно, но он должен быть не менее 5% от общего количества воды. Если к системе не подключён водопровод для залива воды, то бак ещё используется для залива теплоносителя.

Мембранный бак — это закрытая и герметичная ёмкость. Конструктивно она разделена мембраной на две камеры. Принцип работы довольно простой. Одна сторона бака воздушная, а вторая — водяная, которая и подключается к общему контуру с теплоносителем. При расширении воды она вытесняет мембрану в сторону воздушной камеры, тем самым увеличивается давление в ней. За счёт этого давление компенсируется в системе, поскольку воздушная камера более сильно прижимает водяную.

Таким образом, воде при расширении есть куда деваться, а давление при этом остаётся на прежнем уровне. На начальном этапе воздух в камере должен быть под давлением до 1,5 атмосфер, а в процессе работы этот показатель может увеличиваться.

Системы с открытой расширительной ёмкостью используются в малоэтажных зданиях, где объём воды и, соответственно, протяжённость труб относительно небольшие. Во всех системах отопления имеются свои плюсы и минусы, и какую выбирать — зависит от многих факторов. Но для любой из них выделяют определённые требования к установке.

Так, существуют некоторые правила установки расширительной ёмкости открытого типа:

  • ёмкость устанавливается на максимальной высоте относительно всей отопительной конструкции;
  • подача воды осуществляется через специальный патрубок;
  • для слива воды применяется отводная труба, которая устанавливается выше необходимого уровня и ведёт с обратной стороны в канализацию.

Чтобы обеспечить качественную работу естественной схемы, трубы нужно выбирать увеличенного диаметра.

Как правило, бак устанавливают в отапливаемом помещении, к примеру, на чердаке с изоляцией. Но если это невозможно, то его необходимо дополнительно утеплить, что позволит избежать замерзания воды в сильные морозы. Иногда его монтируют непосредственно в помещении с котлом. Поскольку там всегда очень жарко, то дополнительную теплоизоляцию не нужно устанавливать.

При подборе расширительного бака для отопления следует понимать, что закрытая система самотёком работать не может, а нужно обеспечивать соответствующее давление и принудительную циркуляцию теплоносителя.

При установке мембранного бака требуется учитывать некоторые рекомендации, хотя в принципе он может монтироваться в любую точку системы. Нет определённых ограничений по установке в верхней точке, как это может быть в открытой схеме.

Следует учитывать такие факторы:

  • в идеальном варианте располагать бак нужно на обратной трубе до места установки самого циркуляционного насоса;
  • если обнаружено, что основного объёма расширительной ёмкости недостаточно, то можно дополнительно установить агрегат с меньшей ёмкостью;
  • подачу воды в бак лучше делать с верхней его стороны, что позволит избежать попадания воздуха в систему и сохранить рабочее состояние в случае повреждения мембраны.

Можно подбирать устройство исходя из дизайна помещения, чтобы общий вид комнаты не был нарушен. В случае необходимости контроля за давлением ёмкость оборудуется манометром.

Расширительные ёмкости в зависимости от типа устройства и качества материала имеют определённые недостатки и преимущества. Хотя, как показывает практика, преимуществ больше у устройств с мембраной.

Основным недостатком открытой системы можно считать необходимость в увеличении расходов на большой диаметр труб, поскольку для обеспечения естественной циркуляции тонкие трубы не подойдут. Бюджет постройки увеличивается незначительно, но по сравнению с мембранной системой считается относительно небольшим.

Главным плюсом естественной циркуляции является простота обустройства и небольшая стоимость оборудования, а также низкий бюджет на монтажные работы. К положительным факторам можно отнести и отсутствие необходимости в контроле за давлением, установки датчиков и т. п.

Но, с другой стороны, существует достаточно много минусов:

  • применять незамерзающие теплоносители очень опасно, поскольку в их составе имеются токсичные вещества;
  • система медленно разогревается;
  • потери тепла;
  • большой расход электричества;
  • из-за перепадов температур ускоряется износ теплоносителя;
  • можно применять для домов высотой не более двух этажей;
  • постоянный контакт с воздухом увеличивает риск возникновения воздушных пробок и коррозии;
  • монтировать расширительную ёмкость можно только в самой верхней точке системы.

Ещё одним недостатком такой системы можно назвать потери количества воды от испарений и переливов. Из-за этого доливное отверстие должно быть обязательно.

Неоспоримыми преимуществами открытого бака являются простота обустройства и низкая стоимость оборудования, в то время как по функциональности выигрывает мембранная ёмкость, которую ещё называют экспанзоматом.

Она имеет ряд значительных преимуществ:

  • не имеет значения, в каком месте монтировать устройство, оно будет работать одинаково хорошо в любой части системы;
  • благодаря полной герметичности системы можно не бояться использовать антифриз из-за его токсических испарений;
  • система быстрее нагревается, чем открытая, а регулировать температуру можно более точно;
  • минимизация рисков возникновения коррозии и воздушных пробок, поскольку система полностью герметична;
  • экономия на покупке тонких труб, так как их будет достаточно для такой системы;
  • возможна установка в многоэтажных частных домах;
  • не нужно постоянно контролировать уровень жидкости в системе;
  • теплопотери минимальные, и это позволит экономить бюджет на отопление.

Существуют разновидности закрытых устройств, которые являются неразборными. Если мембрана выйдет из строя, то починить устройство не выйдет, нужно будет покупать новый бак.

К минусам агрегата можно отнести необходимость в постоянном контроле за уровнем давления, поскольку мембрана может пробиться, и электричество будет использоваться вхолостую. За месяц может накопиться неплохая сумма. Кроме этого, нужно правильно выбирать материал, из которого изготовлен бак. Существуют определённые требования к его качеству.

Выделяется несколько возможных способов, как рассчитать расширительный бак для отопления. Более точный метод — применение математических формул и законов физики. Он может быть выполнен только специалистами в этой области. Но существуют и более простые способы.

Применяется общий метод, где бак нужно подбирать из расчёта 10% объёма от всего количества теплоносителя в системе. Но для более точного результата зачастую используют формулы. Расчёт расширительного бака системы отопления с калькулятором несложно сделать таким образом даже начинающему мастеру.

Простой математический расчёт можно осуществить по следующей формуле: А = ВхС/К. При этом каждый показатель будет иметь такие значения:

  • В — объём теплоносителя;
  • С — уровень расширения воды;
  • К — эффективность работы мембраны.

Каждый показатель необходимо отдельно измерять, это даст точный результат для правильного подбора мощности расширительного бака.

Объём теплоносителя можно измерить с помощью трёх возможных методов:

  1. 1. По мере заполнения системы. Количество рассчитывается в процессе заполнения системы водой.
  2. 2. Геометрический метод. Учитывается внутренний объём всех приборов, где будет находиться теплоноситель.
  3. 3. Обобщение. Можно определить требуемый объём воды из расчёта на 1 кВт мощности 15 литров воды.

Обобщённым методом можно пользоваться и немного по-другому, то есть применять усовершенствованный метод. К примеру, для классических радиаторов отопления нужно 11 литров теплоносителя, для конвекторов — 7, а для тёплого пола требуется до 19 литров воды.

Количество воды в теплообменнике котла указано в технической документации к оборудованию. В трубах это значение определяется протяжённостью труб и их внутренним диаметром.

После того как все показатели будут известны, их необходимо сложить и получить общее значение, которое и применяется для расчётов в формуле.

Эффективность работы мембраны можно рассчитать по следующей формуле: К = (ДМ-ДБ)/ (ДМ+1).

При этом показатели будут иметь следующие значения:

  • ДМ — максимальное давление в системе;
  • ДБ — давление воздуха, которое имеется изначально в воздушной камере.

Расширение воды при нагреве до 95 градусов будет составлять около 4%. Но если в качестве теплоносителя используются незамерзающие составы, к примеру, антифриз, то такой показатель нужно умножать на коэффициент. Если добавок в жидкости до 10%, то умножение происходит на 1,1, если до 30 — на 1,3 и так далее.

Выбрать тип отопительной системы требуется ещё на этапе планирования. Тогда также нужно определиться с тем, какой объём расширительного бака нужен для отопления. Но, как правило, все откладывают выбор размера бачка на момент, когда уже система установлена, а объём известен.

При подборе объёма расширительного бака для отопления в закрытой системе, а также других его характеристик, необходимо учитывать некоторые нюансы:

  • при покупке следует обращать внимание на расположение крепежей, диаметр резьбовых соединений и форму самого бака;
  • подбирать объём баковой ёмкости нужно согласно температурному расширению определённого количества теплоносителя в системе;
  • инструкцию по применению и установке от производителя нужно тщательно изучить, поскольку там имеется много полезной информации, которая позволит предотвратить совершение ошибок.

Покупая такое оборудование онлайн или в магазине, необходимо учитывать и производителя. Зачастую это играет ключевую роль в приобретении качественного оборудования. Даже если оно будет стоит дороже, то стоит остановиться на проверенном изготовителе, поскольку агрегат будет работать бесперебойно долгое время.

Перед запуском требуется настроить давление в системе. Сделать это можно с помощью автомобильного насоса, а контроль осуществляется с помощью манометра. Уровень давления должен соответствовать статическому, который отмечается в столбе теплоносителя в контуре системы отопления.

Таким образом, просчитать необходимые параметры расширительной ёмкости не представляет собой никаких сложностей даже для начинающего мастера.

Как правильно сделать выбор расширительного бака системы отопления, расчеты и особенности установки

Планирование системы отопления – это не только радиаторы и котел, но и другие элементы, входящие в общую схему отопления и обеспечивающие безотказную работу и полноценную функциональность. Выбор расширительного бака системы отопления является немаловажной частью такого планирования. Именно расширительный бак обеспечивает компенсацию температурных расширений и обеспечивает нормальную работоспособность всего оборудования.

При выборе расширительного бака необходимо сразу определиться с типом системы, принципом циркуляции теплоносителя, общим объемом воды. В некоторых случаях потребуется монтаж дополнительного оснащения, например, циркуляционного насоса.

Расширительный бак для отопления для чего он нужен и как работает

Что такое бачок отопительный, как выбрать расширительный бак для системы отопления? Такое оборудование выполняет компенсацию температурных расширений жидкости при ее нагреве или остывании. Ведь увеличение объема теплоносителя в системе отопления происходит при каждом ее запуске, то есть нормальное функционирование отопления полностью зависит от правильно выбранного расширительного бака.

При запуске системы нагретая вода увеличивается в объеме, ее излишек поступает в полость бака, предохраняя трубы от разрыва. При остывании «лишняя» вода возвращается в систему и поступает далее к котлу для нагрева, после этого цикл повторяется. В каких еще случаях расширительный бак необходим? Именно такое оборудование обеспечивает защиту системы от воздушных пузырей, которые могут остановить циркуляцию теплоносителя.

Разновидности и особенности расширительного бака

Конструкция расширительных бачков предполагает разделение оборудования на три вида:

  1. Открытые бачки. Такое оборудование применяется для систем с естественной циркуляцией, это открытые емкости, которые соединяются с общей системой при помощи соединителя в дне бака. Монтируются они в самой высокой точке отопительной системы, обычно на чердаке.
  2. Закрытые баки. Это оборудование предназначены для отопительных систем с принудительной циркуляцией без подпитки. Устройство расширительных бачков осуществляется в специально оборудованной котельной, дополнительной защиты от промерзания или обслуживания не требуется.
  3. Мембранные расширительные бачки. Современный тип оборудования, работающий в автоматическом режиме. Принцип функционирования схож с закрытыми системами, но подобное оборудование имеет эластичную мембрану, что делает бак более надежным и удобным в использовании.

Открытая и закрытая системы отопления

Открытые баки используются для отопительных систем, где теплоноситель циркулирует самотеком. Емкость обычно имеет цилиндрическую или прямоугольную форму с открытым верхом, соединение с системой отопления осуществляется через выход на дне.

Подобные баки имеют следующие преимущества:

  • система полностью энергонезависимая;
  • конструкция бака предельно простая.

Недостатков использования открытых баков намного больше:

  • необходимо регулярное обслуживание;
  • теплопотери в системе довольно высокие;
  • внутренние стенки бака подвержены коррозии;
  • при монтаже требуется дополнительная прокладка труб;
  • монтаж осуществляется на чердаке, что требует дополнительного усиления перекрытий из-за большого веса бака.

Пример расширительного бака открытого типа из нержавейки

Закрытые баки могут использоваться для любой отопительной системы, но обычно они востребованы для принудительного отопления. Бак закрытый, то есть контакт теплоносителя и окружающего воздуха исключен. Кроме того, герметичные бачки могут быть оснащены автоматическими или ручными клапанами, манометрами для замера давления в системе.

Преимуществ подобного оборудования множество:

  • бак можно монтировать в котельной, он не требует защиты от промерзания;
  • уровень давления в системе может быть довольно высокий;
  • бак более защищен от коррозии, его эксплуатационные сроки большие;
  • теплоноситель не испаряется;
  • отсутствуют теплопотери;
  • уход за системой более простой, нет необходимости следить за давлением, уровнем воды.

Расширительный бак закрытого типа WESTER

Закрытый мембранный бак

Для мембранной системы используется герметичный бак, функционирование которого схоже с обычным закрытым. Принцип работы очень простой – при нагреве теплоноситель расширяется, «лишняя» вода поступает в одно отделение бака, оказывая давление на эластичную мембрану. При остывании давление снижается, воздух из второй емкости выталкивает прохладную воду назад в систему, то есть происходит ее циркуляция.

Мембрана может быть съемной или несъемной, она не соприкасается с внутренними стенками устройства. Если мембрана повреждена, ее необходимо заменить, так как бак перестает функционировать.

Среди преимуществ использования такого оборудования необходимо отметить:

  • компактные размеры бака;
  • теплоноситель не испаряется;
  • теплопотери системы минимальные;
  • система защищена от коррозии;
  • есть возможность работы с высоким давлением без опасения повреждения системы.

Мембранный расширительный бак

Особенности выбора расширительного бака для системы отопления, несколько нюансов

Выбирая расширительный бачок, необходимо обратить внимание на такие критерии:

  • место установки;
  • тип отопительной системы (с естественной и принудительной циркуляцией);
  • рабочие параметры системы, включая давление (необходимо выполнить расчеты давления для бака, теплоносителя, теплообменника);
  • объем расширительного бачка (не может быть меньше, чем 10% от общего объема воды в системе);
  • необходимость автоматизированного управления;
  • особенности работы бака (автономное энергонезависимое, с принудительной циркуляцией и подключением к электрической сети)

Одним из критериев выбора оборудования является расчет воды и ее давления. При таких расчетах системы отопления учитываются:

  • объем воды в котельном агрегате (он указан в паспорте к котлу);
  • объем воды для радиаторов (необходимо рассчитать отдельно для каждого радиатора и суммировать полученные значения);
  • объем теплоносителя в трубах системы (рассчитывается для всех контурах при помощи формулы Vобщ = π × D2 × L/4, где D является диаметром трубы, L – это длина трубы).

Таким расчетом вычисляется, какой объем должен быть у бака. Обычно при проектировании закладывается, что объем расширительного бачка не может быть меньше 10-15%. Такого значения будет достаточно для вывода воздуха из отопительного контура и защиты оборудования от разрывов или протечек при температурном расширении.

Установка мембранного расширительного бака: тонкости работ

Для монтажа расширительных емкостей необходимо использовать следующий алгоритм действий:

  • выбирается сам бак и его объем (для принудительных систем необходима модель мембранного типа);
  • далее выполняется крепление устройства (место установки бачка должно быть ровным, требуется надежная фиксация, для открытых емкостей дополнительно прокладываются соединительные трубы);
  • далее выполняется врезка в обратный трубопровод, для чего можно использовать пластиковые или стальные трубы соответствующего диаметра (он должен соответствовать диаметру камеры расширительного бака);
  • после подключения труб и установки крана-американки, необходимо проверить давление и условия работы расширительного бака отопления (емкость заполняется водой, лишний воздух сам выходит из газовой камеры через специальный клапан);
  • при необходимости можно установить аварийный слив, который будет находиться после крана-американки (для этого ставится тройник с ответвлением для установки полудюймового крана для слива излишки воды).

На этом установка расширительного бака для отопления завершена, можно приступать к настройке системы и ее запуску. Чтобы правильно определить рабочее давление, необходимо не только предварительно рассчитать объем бака, но и определить такие параметры, как показатели давления в общей системе, воздушной камере бака, для подпитки оборудования (при необходимости) и уровень максимально возможного давления.

Несколько важных замечаний

Для того, чтобы система и расширительный бачок нормально функционировали, необходимо учитывать такие моменты, как настройка, обслуживание и расчеты давления, объема теплоносителя.

Настройка бака для работы в системе отопления, учет перепадов и уровня давления

Как после монтажа запустить бачок? Необходимо правильно рассчитать уровень давления в сети, учитывая следующие показатели:

  • Pст – это статическое давление, которое будет равно высоте столба воды, обусловленное высотой общей системы отопления от точки установки бака до верхнего элемента;
  • P0 – это давление воздуха в газовой (воздушной) камере бака;
  • Pнач – это начальное давление для подпитки оборудования;
  • Pрасш – настройки для давления, создаваемого в системе;
  • Pкон – уровень давления, которое создается в результате дополнительной подпитки;
  • Pкл – уровень давления для предохранительного клапана (для частных домов такое давление может составлять 3 бара);
  • Pмакс – уровень максимального рабочего давления, на которое рассчитан теплообменник котла (именно он самый чувствительный к этому параметру элемент всей отопительной сети).

Пример расчета

Особенности расчета системы включают в себя такие шаги:

  1. Сначала надо определить давление: Pст = 4 / 10 = 0,4 бар.
  2. Далее в камеру накачивается воздух, давление которого определяется по формуле P0 = Pст+ 0,2 бар, или P0 = 0,4 + 0,2 = 0,6 бар.
  3. Для одноэтажного дома значение Р0 можно принимать равным «1», так как расчетное значение 0,6 бар.
  4. Затем бак подключается к системе, в его полости создается начальное давление Р нач., рассчитываемое при помощи формулы: Pнач> или = P0 + 0,3 бара или Pнач = 1 + 0,3 = 1,3 бар.
  5. Далее включается отопительный котел до температуры в 80 градусов, из системы полностью удаляется весь воздух, теплоноситель, поступая в бак, создает определенное давление. Для расчета необходимого конечного давления в системе надо воспользоваться формулой Pкон Обслуживание расширительного бака

Чтобы обеспечить длительный эксплуатационный срок расширительного бака, необходимо обеспечить правильные условия обслуживания:

  • регулярно следует обследовать бак на предмет внешних повреждений (трещин, вмятин, коррозии, протечек);
  • каждые шесть месяцев проверяется давление газового пространства, для чего оборудование отключается от системы, из него откачивается вода;
  • два раза в год проверяется целостность мембраны (для мембранных расширительных баков);
  • если отопительная система не будет использоваться в течение длительного времени, из нее и из бака необходимо обязательно слить воду.

Ориентировочные значения содержания воды в системах отопления

При планировании отопительной системы и выбора расширительного бака следует сразу определить, в каком объеме будет использоваться вода, циркулирующая по трубам и радиаторам. Обычно объем бака составляет 10% от общего объема воды, для точного расчета используется такая формула: Vб = Vс × k / D, где:

  • Vб – рабочий объем для используемого расширительного бачка;
  • Vс – общий объем теплоносителя;
  • k – коэффициент объемного расширения теплоносителя;
  • D – коэффициент эффективности (определяется для расширительного бака).

Для расчета общего объем можно использовать три способа:

  • при помощи водомера засечь, какой объем воды циркулирует по системе за один цикл;
  • для точных расчетов используется формула суммирования всего объема труб для общего контура системы, вместимость теплообменника котла, радиаторов, конвекторов и прочего оборудования;
  • еще один способ предполагает, что на 1 кВт мощности системы приходится 15 л теплоносителя, то есть паспортную мощность котла надо умножить на 15, получая общий объем воды.

Коэффициент увеличения объема воды водогликолевой смеси в зависимости от температуры

Чтобы определить коэффициент «k» расширения объема теплоносителя, необходимо воспользоваться специальными табличными данными. Такой коэффициент показывает, как изменяется объем антифризных добавок в теплоносителе при температурном расширении. При расчетах надо взять значение эксплуатационной температуры теплоносителя и соответствующий ему коэффициент. Для воды в качестве теплоносителя коэффициент этиленгликоля равен «0», для антифриза – значение необходимо рассчитывать с учетом табличных данных.

Кроме того, коэффициент можно рассчитать таким образом – 4% х 1,1 = 4,4 %. Такое значение соблюдается, если количество этиленгликоля в системе составляет до 10% от общего объема теплоносителя. Если количество этиленгликоля до 20%, то коэффициент рассчитывается так – 4% х 1,2 = 4,8%. При этом значение будет изменяться при повышении температуры в системе. Например, если температура достигает 80 градусов, то коэффициент будет равен 0,029, если количество этиленгликоля равно 10%, то коэффициент равен 0,032, при использовании воды и этиленгликоля в соотношении 50%/50%, коэффициент будет равен 0,0436.

Как правильно выбрать расширительный бачок для отопительной системы? Необходимо учитывать не только тип и общий объем системы, но и длину контура для каждого помещения, вида трубопроводов, теплоносителя и многих других параметров. Необходимо учитывать, где будет располагаться бак, какие требования предъявляются к его эксплуатации.

Расширительный мембранный бак для отопления: конструктивные особенности и принцип работы

Wester WRV-8 – мембранный бак для систем отопления.

Расширительный мембранный бак — элемент закрытой системы отопления, предназначенный для компенсации теплового расширения теплоносителя и поддержания необходимого давления.

Конструкция мембранного бака

Расширительный мембранный бак для отопления представляет собой герметичный стальной корпус цилиндрической формы, покрытый красным эпоксидным лаком (также существуют баки, покрытые синим лаком, но они предназначены для холодной воды). В корпусе расположены 2 камеры: газовая и водяная, которые отделены друг от друга подвижной газонепроницаемой мембраной (диафрагмой), изготовленной из бутилкаучука. Благодаря такому материалу мембрана способна стабильно функционировать при различных температурах (от -10 до +100°C) и совершать до 100 000 циклов.

Устройство мембранного расширительного бака.

Мембрана практически полностью исключает взаимодействие теплоносителя и газа. Отсутствие такого взаимодействия позволяет дольше сохранять предварительное давление в газовой камере, что положительно влияет на срок службы бака.

Бачок Reflex в разрезе.

Обе камеры имеют одинаковое давление, что позволяет сохранить герметичность этого участка отопительной системы. Воздушная камера заполняется азотосодержащей смесью. При расширении теплоносителя азот «спрессовывается», позволяя теплоносителю «войти» в водяную камеру.

Большинство современных мембранных баков для отопления имеют встроенный в корпус ниппель (схожий с обычным автомобильным), при помощи которого можно «подкачать» воздушную камеру, повысив в ней давление. Это можно сделать самостоятельно в домашних условиях при помощи насоса или компрессора. Однако следует помнить, что закачивать рекомендуется именно азот, а не воздух. Дело в том, что содержащийся в воздухе кислород будет вызывать ускоренную коррозию стенок корпуса бака, что неизбежно сократит срок службы устройства. Азот же является нейтральным и не способствует коррозии.

Балка для бака и группы безопасности. Производитель: ООО «РОСТерм Северо-Запад», Санкт-Петербург.

Расширительный бак мембранного типа Imera.

Корпус бака обладает отводом с внешним резьбовым соединением, который упрощает процесс установки. В зависимости от модели резьба может быть:

  • У баков низкого давления (от 0,5 до 1,5 бар) – 3/4″ или 1″;
  • У баков среднего давления (1,5 бар) – 1″;
  • У баков высокого давления (от 3 бар и выше) – от 1″ до фланцевого соединения Ду 100;

Принцип работы мембранного бака

При запуске системы отопления, теплоноситель нагревается и увеличивается в объеме. Этот избыточный объем перемещается в водяную камеру расширительного бака. После остывания теплоносителя, давление в воздушной камере, выдавливает мембрану, тем самым вытесняя теплоноситель из водяной камеры обратно в отопительный контур.

Помимо этого, как уже было отмечено выше, мембранный бак поддерживает требуемое давление во всей системе отопления. Так например, если где-то произошла несущественная утечка теплоносителя, то во всей системе должно упасть давление, однако этого не происходит, т.к. давление в воздушной камере будет выталкивать мембрану, а с ней и теплоноситель обратно в систему, тем самым создавая ограниченную подпитку.

Мембранный бак с группой безопасности.

Мембрана может быть повреждена в результате неправильной эксплуатации:

  • Есть вероятность разрыва мембраны в случае, если при заполнении теплоносителем водяной камеры, не было создано необходимое давление в воздушной камере;
  • Перед спусканием газа из воздушной камеры, необходимо перекрыть и слить теплоноситель из водяной камеры.

Расчет бака

Нагрев на каждые 10°C дает увеличение объема теплоносителя в среднем на 0,3-0,4%. Исходя из этих данных рассчитывается необходимый объем бака.

Процент расширения теплоносителя (воды) в зависимости от температуры нагрева:

Температура теплоносителя (°С)Расширение (%)
400,75
501,18
601,68
702,25
802,89
903,58
1004,34
1105,16

Расширительный бак открытого типа

В настоящий момент данная разновидность расширительных баков практически не используется, т.к. имеет следующие недостатки:

Открытый расширительный бак.

  1. Теплоноситель находиться в постоянном контакте с воздухом, что приводит к завоздушиванию системы и появлению воздушных пробок. Поэтому необходимо регулярно удалять воздух или требуется установка сепаратора воздуха. В противном случае, воздух может привести к коррозии отдельных элементов системы отопления, а также к снижению теплоотдачи отопительных приборов;
  2. Из-за постоянного нахождения теплоносителя в контакте с воздухом, происходит его испарение. Приходиться регулярно добавлять теплоноситель в систему;
  3. Циркулирующие по отопительной системе воздушные микропузырьки создают неприятные шумы в трубах и радиаторах, а также приводят к преждевременному износу деталей циркуляционного насоса (лопастей и подшипников). К тому же, микропузырьки «снижают характеристики» циркуляционного насоса;
  4. В отличии от мембранного бака, который может быть установлен в любой точке системы (рядом с котлом, в подвале,…), расширительный бак открытого типа устанавливается только в наивысшей точке. Это приводит к удорожанию системы, т.к. необходимо использовать дополнительные трубы и фитинги для монтажа бака в верхней точке.

Видео

Инструменты

Использование расширительного бака необходимо в каждой закрытой системе отопления, и даже в некоторых системах подключенных к центральному отоплению. Процесс установки расширительного бака довольно сложный, но если внимательно изучить инструкцию сделать это самостоятельно, без привлечения специалистов, вполне возможно.

Оглавление:

Принцип работы расширительного бака

Расширительный бак представляет собой металлический резервуар, который подключается к системе отопления. Основная функция этого прибора – устранение повышения давления в трубопроводе, в следствие расширения теплоносителя.

Расширительные баки бывают двух видов: открытые и закрытые. Принцип работы каждого из этих баков различается друг от друга.

Открытая расширительная емкость имеет металлическую крышку, которая открывается для добавления теплоносителя в систему.

Закрытый расширительный бак состоит из металлической емкости, которая не имеет никаких отверстий, кроме подключения к системе. Емкость разделяет внутренняя мембрана, выполнена из резины. При повышении давления резина прогибается и теплоноситель попадает в резервуар, при снижении давления или утечке теплоносителя, резина давит на половину бака, в котором размещен газ и теплоноситель поступает в систему. Таким образом, расширительный бак является регулятором давления, который предотвращает появления высоких скачков напряжения в системе. Если не использовать расширительную емкость, система отопления не будет нормально функционировать, а краны, трубы и котел быстро выйдут из строя.

Расширительные баки используют в частной системе отопления, а в некоторых случаях и в системе, подключенной к центральному отоплению.

Разновидности расширительных емкостей для отопления

Расширительные баки разделяют на:

Открытый расширительный резервуар имеет ряд недостатков, поэтому редко используется, в основном в тех случаях, когда система не подключена к насосу, и вода свободно циркулирует.

Недостатки открытого расширительного бака:

  • из-за частого открытия крышки происходит контакт комплектующих системы отопления кислородом из-за чего на стенах труб и радиаторов образовывается ржавчина;
  • когда температура воды повышается, происходит испарение жидкости, поэтому периодически следует добавлять теплоноситель в систему;
  • открытый расширительный резервуар устанавливается в самой высокой точке, по сравнению с системой отопления, поэтому монтаж такого прибора занимает много времени.

Единственным достоинством открытого расширительного бака является небольшая стоимость, по сравнению с закрытым.

Закрытый расширительный резервуар называют мембранным, в зависимости от типа мембраны выделяют:

  • расширительные емкости сменного типа,
  • расширительные емкости несменного типа.

Сменные расширительные баки предполагают замену мембраны, при повреждении. Чтобы заменить мембрану достаточно открутить фланец.

Несменные расширительные баки подразумевают замену всего бака при повреждении мембраны. Такие баки более устойчивы к перепадам давления, а мембрана – идеально и герметично прилегает к внешней стенке емкости.

Расширительные баки бывают двух форм:

Балонная форма напоминает большую емкость в которой расположена мембрана или крышка, в зависимости от типа бака.

Плоские расширительные баки имеют сплюснутую форму и мембрану в виде диафрагмы. Преимуществом плоских расширительных баков является то, что они занимают мало места и легко устанавливаются.

Расчет расширительного бака для отопления

На размер и объем расширительного резервуара влияет:

  • тип системы;
  • вместительность системы;
  • максимально допустимое давление;
  • место установки расширительного бака.

Самый простой способ определения объема расширительного бака – узнать вместительность системы отопления и разделить данную сумму на 10%. Например, если система обогрева содержит 400 л теплоносителя, то объем расширительной емкости составит 40 л, в том случае, если теплоносителем выступает вода. Если в качестве теплоносителя используют гликолевую жидкость, тогда к этой сумме нужно прибавить еще 50 %.

Обратите внимание, что 3 % теплоносителя в закрытом расширительном баке приходит на возмещение возможных утечек. В любом случае, полученный в результате расчета объем бака следует немного увеличить.

Для получения точного расчета в больших или сложных системах отопления лучше довериться специалистам или использовать онлайн-калькулятор.

На правильный расчет расширительного бака указывает несрабатывание предохранительного клапана.

Установка расширительного бака для отопления открытого типа

Открытая расширительная емкость является местом для контакта воды с кислородом. Применяют открытую емкость в том случае, когда вода свободно, без использования насоса перемещается по системе или когда система подключена к центральному отоплению.

Так как воздух контактирует с водой, вся система отопления проектируется под уклоном, чтобы излишки кислорода вытеснялись из радиаторов.

Расширительный бак место установки: самая верхняя точка, по отношению к системе обогрева. Высота установки расширительного бака должна превышать высоту инсталляции системы отопления.

Расширительный бак схема установки:

Установка дополнительного расширительного бака производится в том случае, если невозможно смонтировать систему отопления под наклоном. Уровень установки основного и дополнительного расширительного бака должен быть одинаковым.

Открытая расширительная емкость включает патрубки:

  • расширительный,
  • сигнальный,
  • циркуляционный,
  • переливной.

С помощью расширительного патрубка бак подключают к системе отопления.

В большинстве случаев открытый расширительный резервуар монтируют вблизи котла и подсоединяют к системе водоснабжения с помощью сигнального патрубка, который контролирует уровень теплоносителя.

Переливной патрубок соединяет бак с канализацией, при переполнении бака жидкость автоматически сливается в канализацию.

Циркуляционный патрубок обеспечивает подачу теплоносителя, в том случае, если расширительная емкость размещается в неотапливаемом помещении.

Установка закрытого расширительного бака

Перед изучением правил по установке расширительного резервуара закрытого типа, рассмотрим преимущества этого устройства перед открытым расширительным резервуаром:

  • минимальные теплопотери;
  • не нуждаются в изоляции;
  • работа при высоких скачках напора;
  • установка в любом месте, без привязки к наивысшей точке;
  • устройства закрытого типа более компактны и легче устанавливаются;
  • отсутствие образования ржавчины на внутренних стенках системы отопления;
  • легкость в обслуживании.

Инструменты для работы:

  • разводной ключ;
  • ключ для установки пластиковых труб;
  • ступенчатый ключ.

Подготовительный этап включает:

  • отключение котла от электричества, газоснабжения или водообеспечения;
  • перекрытие крана, отвечающего за циркуляцию теплоносителя;
  • слив теплоносителя, из отопительного участка, на котором устанавливается расширительный бак.

Инструкция по установке расширительного бака:

1. Установите на подводящей трубе запорный и дренажный кран, для перекрытия и спуска воды.

2. С помощью винтов или фланцев подсоедините расширительную емкость к системе. Если трубы системы отопления полипропиленовые, нужно использовать паяльный аппарат, муфты, уголки и фитинги.

3. Фитинг под названием “американка” поможет в будущем с легкостью извлечь бак для замены или ремонта. Перед установкой фитинга на расширительный бак намотайте на резьбу льняную ленту и нанесите уплотнительную пасту.

4. Когда вода с системы слита, разрежьте трубу специальными ножницами и установите тройник.

5. Установите предохранительный клапан и манометр.

6. Перед запуском системы очистите фильтр грубой очистки.

7. Перед тем как подключить расширительный бак к системе, нужно создать рабочее давление. Для этого используйте насос.

8. Когда расширительный бак подключен к сети – запустите все краны подачи теплоносителя и включите котел.

Советы и правила установки расширительного бака

1. Устанавливайте расширительный бак таким образом, чтобы поступление теплоносителя производилось сверху.

2. При отсутствии данных, о точном объеме отопительной системы, вместительность расширительного бака рассчитывается исходя из мощности котла: 15 л жидкости рассчитаны на 1 кВт мощности.

3. Перед покупкой и установкой расширительного бака осмотрите котел отопления. Многие современные котлы имеют скрытый расширительный резервуар, который располагается в середине котла.

4. Не монтируйте расширительную емкость закрытого типа возле циркуляционного насоса, из-за возникновения больших перепадов давления.

5. Установка вакуумного расширительного бака производится только при плюсовой температуре.

6. Установка мембранного расширительного бака закрытого типа производится со стороны подачи холодной воды к котлу.

7. В качестве уплотнителя, используйте только те герметики, которые имеют стойкость перед высокой температурой, в противном случае протечка неизбежна.

8. При определении месторасположения и монтажа расширительного бака, следует подумать о дальнейшем подходе или обслуживании прибора. Не устанавливайте расширительный бак в труднодоступных местах.

9. Во время установки расширительного бака соблюдайте правила безопасности и общепринятые инструкции.

10. Обязательно ознакомьтесь с инструкцией от производителя по установке расширительного бака.

11. Обязательно установите предохранительный клапан, который иногда идет в комплектации с баком, если клапана нет – купите его отдельно.

Обслуживание расширительного бака для отопления

1. Один раз в 6-7 месяцев следует осматривать расширительный бак на наличие механических повреждений или ржавчины. При их наличии, нужно устранить проблему.

2. В расширительных емкостях закрытого типа один раз в шесть месяцев следует проверять давление.

3. В устройствах со сменной мембраной нужно периодически проверять мембрану на целостность или наличие повреждений.

4. Если расширительный бак не используется на протяжении длительного времени, храните бак в сухом месте, обязательно слив всю воду и высушив прибор.

5. При замене отдельных запчастей бака рекомендуется покупать комплектующие только фирмы-изготовителя бака.

6. Для заполнения воздушной камеры лучше всего использовать инертный газ, например, азот.

7. Правильная работа расширительного бака зависит от давления и температуры системы отопления.

8. При резком падении давление есть риск повреждения мембраны. Для замены мембраны нужно выполнить ряд действий:

  • отсоединить расширительную емкость от системы;
  • сбросить давление в баке с помощью вентиля, который расположен в верхней части бака;
  • снимите фланец, расположенный в месте подсоединения бак к системе;
  • снимите мембрану и спустите излишки воды;
  • вставьте мембрану и установите фланец;
  • прикрепите бак, предварительно установив нужное давление.

Читайте также:  Печь на дровах: принцип работы, плюсы и минусы, разновидности, правила выбора
Ссылка на основную публикацию