Зачем нужен расширительный бак для закрытой системы отопления?

Система отопления частного дома – это сложная инженерная конструкция, состоящая из большого количества элементов, которые выполняют разные функции, а некоторые сразу несколько. Таким прибором является расширительный бачок для отопления закрытого типа, который является важнейшей частью контура отопительной системы. Расширительные баки регулируют объем воды и давление в системе, а также выполняют другие важные функции.

Расширительный бачок в системе отопления дома

Какие функции выполняет расширительный бачок?

Расширительный бачок для системы отопления закрытого типа, как и для открытых, нужен для того, чтобы компенсировать температурные изменения объема жидкости в замкнутых системах теплоснабжения. Еще из уроков физики известно, что при нагревании вода значительно увеличивается в удельном объеме, а так как система замкнутая, то объему нужно дополнительное место в отопительных элементах. Для этой задачи необходим расширительный бак.

Данное приспособление может не только принимать излишнюю жидкость, возникшую при нагреве теплоносителя, но и при охлаждении воды восполнит ее недостаток.

Использование расширительного бака необходимо из-за того, что при нагревании воды на 10оС она увеличивается в объеме на 0,3 %. Из-за этого во время нагревания в системе с 10-15оС до 80-95оС, ее объем увеличится на 2,4-2,8%. А если системе количество теплоносителя равняется 100-300 литров, при нагревании разница в объеме может достичь от 2,5 до 8 литров. А это уже достаточно большое количество воды которое может привести к разрыву труб.

Чтобы этого избежать необходимо, установить расширительный бак подходящего типа и достаточного объема. При нагревании в него должна будет поступать излишки воды и наоборот, при охлаждении из него теплоноситель будет поступать в систему.

Как работает расширительный бак в закрытой системе

Расширительный бак нужен:

  • чтобы была возможность удалить избыток теплоносителя из системы во время его нагревания, а также для водостока во время превышения максимального уровня бака;
  • для поддержания в контуре необходимого гидростатического давления при помощи регулировки объема теплоносителя;
  • для накопления и удаления паров и воздуха из жидкого теплоносителя, которые появляются во время нагревания. В воде, как правило содержится до 40 миллиграммов воздуха на 1 литр. При нагревании практически 90% этого воздуха принимают вид пузырьков. Расширительный бак помогает отвести избыточный воздух в атмосферу.

При отсутствии расширительного устройства, во время повышения температуры гидравлическое давление в системе увеличивается, а из-за того что у воды нет такого свойства как сжимаемость, это может привести к разрушению системы обогрева. Компенсированное давление в расширительном бачке защищает систему от разрывов в трубопроводе.

Виды схем отопления и расширительных устройств

Устройство расширительного бака бывает следующих типов:

  • открытый расширительный бак для отопления;
  • закрытый расширительный бак, оборудованный сменной либо несменной (диафрагменной) мембраной.

У каждой схемы есть как плюсы, так и минусы. Но, тем не менее, наиболее популярной в наши дни является закрытая система с принудительной циркуляцией. Данная схема отличается компактностью, малым весом и более быстрой установкой. У нее есть так же ряд других эксплуатационных преимуществ.

Главной отличительной особенностью это то, что в закрытой системе циркуляция теплоносителя обеспечивается при помощи циркуляционного насоса. Он не создает избыток давления, а просто проталкивает воду по трубам с определенной скоростью. В этой системе отопления установлен расширительный бак для отопления закрытого типа или же, как его еще называют мембранный расширительный бак системы отопления.

Свое название он заслужил из-за своей конструкции которая представляет собой герметичную емкость разделенную на две части при помощи эластичной мембраны. В одной части находится воздух, другая служит для того размещения излишек теплоносителя. Из-за присутствия в баке мембраны его еще называют мембранным.

Схема отопления открытого типа

В открытой отопительной системе не предусмотрена установка циркуляционного насоса. В такой системе расширительным баком для отопления – может служить любая емкость, даже ведро, к которому подводятся трубы от системы отопления. Для подобного расширительного бака открытого типа не нужна даже крышка, хотя при желании его можно ей оборудовать.

Наиболее простой вариант для отопления открытого типа представляет собой сваренную металлическую емкость, которая монтируется на чердаке. У подобной конструкции есть довольно серьезный недостаток. Из-за того что бак не герметичный, со временем теплоноситель испаряется и нужно постоянно контролировать его количество, время от времени доливая его. Обычно это делается вручную при помощи ведра.

Это весьма неудобно, так как существует вероятность забыть восполнить запасы теплоносителя и это может привести к завоздушиванию и как следствие поломке системы.

Более удобно смонтировать автоматизированный контроль уровня. Но в этом случае, кроме труб отопления на чердак нужно будет протягивать еще и водоснабжение, а кроме этого куда-нибудь необходимо вывести переливной шланг (трубу) в случае переполнения бака. Зато уже нет необходимости постоянно следить за количеством теплоносителя.

Схема отопления закрытого типа

Конструкция и принцип действия закрытого резервуара

Конструкция закрытого расширительного бака для отопительной системы выглядит, как цилиндрический резервуар с установленной внутри мембраной из резины, которая разделяет внутреннюю часть бака на воздушную и жидкостную камеры.

Типы мембран бывают следующими:

  • баллонный мембранный бачок для отопления, теплоноситель в такой конструкции находится внутри резинового баллона, а снаружи воздух или азот под давлением;
  • в виде диафрагмы, которая разделяет внутреннюю часть расширительного бака закрытой системы отопления на два отсека – с водой и закачанным воздухом либо газом.

Давление газа регулируется индивидуально для каждой системы, об этом можно прочесть в прилагаемой к подобным приборам инструкциям. У некоторых баков предусмотрена в случае необходимости возможность замены мембраны. Это несколько увеличивает изначальную стоимость прибора, но в последующем при повреждении или разрушении мембраны, ее можно будет просто заменить, что будет гораздо дешевле и выгоднее чем замена всего бака.

Форма мембраны никоим образом не отражается на эффективности работы приборов, только стоит заметить, что в закрытый баллонный расширительный бак для отопления вмещается гораздо больше теплоносителя.

Для расширительных баков системы отопления принцип работы абсолютно не отличается – при росте давления теплоносителя в сети при нагревании за счет расширения, мембрана растягивается, тем самым сжимая газ, находящийся по другую сторону и тем самым позволяет попасть внутрь бака излишнему объему теплоносителя. Как только температура теплоносителя падает, процесс происходит в обратном порядке. Благодаря чему происходит автоматическая регуляция давления в сети.

Стоит подчеркнуть, что если покупать расширительный бак для отопительной системы без соответствующих расчетов, тогда довольно трудно будет добиться стабильности работы отопительной системы. Если установить больший по объему, чем необходимо, бак, тогда не будет создаваться нужное для системы давление, а если взять меньший, тогда он не сможет вместиь избыточный объем теплоносителя, что может привести к аварии.

Расчет объема расширительных баков

Для того чтобы сделать расчет расширительного бака для закрытой системы отопления, для начала нужно будет сделать расчет общего объема системы, который складывается из объемов трубопроводов контура, отопительного котла и приборов отопления.

Об объемах котла и радиаторов можно узнать в их паспортах, а объем трубопроводов определяется при помощи умножения площади внутреннего поперечного сечения труб на их протяженность. В случае если в системе есть трубопроводы разного диаметра , тогда необходимо вычислить их объемы по отдельности, а затем сложить.

Дальнейший расчет расширительного бака для закрытой системы отопления осуществляется по формуле:

V = (Vс х k) / D,

где: Vс – объем теплонесущей жидкости в системе отопления, k – коэффициент объемного теплового расширения, принимаемый для воды 4%, для 10% этиленгликоля – 4,4%, для 20% этиленгликоля – 4,8%; D — показатель эффективности мембранного блока.

Обычно он указывается производителем или его можно определить по формуле:

D = (Рм – Рн) / (Рм +1),

где: Рм – максимально возможное давление в сети отопления, обычно оно равно предельному рабочему давлению предохранительного клапана, Рн – давление начальной накачки воздушной камеры расширительного бака, принимается как 0,5 атм. на каждые 5 метров высоты контура отопительной системы.

Задачей расширительных бачков для отопления является обеспечение увеличение объема теплоносителя в сети до 10%, что подразумевает что если в системе объем теплоносителя равняется 500 литрам, объем вместе с баком должен быть не менее 550 литров.

Согласно этому, расширительный бак должен иметь объем не меньше 50 литров. Данный способ расчета объема довольно приблизительный, что может повлечь дополнительные финансовые траты на приобретение агрегата больших объемов.

Особенности монтажа бачка мембранного типа

После того как выполнены все расчеты, можно начинать монтаж расширительного бачка. Довольно важным моментом является выбор его месторасположения в общей схеме. На это влияет тип системы – гравитационная или с принудительной циркуляцией. Невзирая на то, что суть задачи расширительного бака в отопительной системе не меняется – неправильная установка может вызвать сбои во время работы.

Монтаж мембранного расширительного устройства в отопительной системе, делается только на обратной трубе перед циркуляционным насосом. Одно из обязательных условий – это соблюдение в помещении температурного режима. Уровень нагревания воздуха не должен составлять не меньше +5°С. Установке не должны мешать посторонние предметы. Данное требование касается и обслуживания сооружения.

Схема установки расширительного бачка

Правильный монтаж расширительного бачка в систему отопления заключается в соблюдении его уровня. Устройство должно располагаться строго вертикально. Даже незначительное отклонение может вызвать неполадки в работе всей системы. Для того чтобы обеспечить безопасность при обслуживании, на воздушную камеру необходимо установить воздушный клапан для того чтобы была возможность быстрее сбросить давление в момент аварийной ситуации.

Для того у кого есть специальные навыки для проведения сантехнических операций, не потребуется много усилий для установки расширительного бака. Как он должен врезаться, можно увидеть на схеме:

На трубе обратки (позиция 1), как можно ближе ко входу в отопительный котел (позиция 2), но как правило – перед циркуляционным насосом( позиция 3), необходимо выполнить разрез, куда должен запаковываться тройник (позиция 4). Методы установки бывают разными – все зависит о того, какой тип труб используется – полипропилен, металлопластик либо металл.

На патрубок (позиция 6) непосредственно расширительного бачка (позиция 5) запаковывается шаровой кран (позиция 7). Он нужен для обеспечения возможности отключения расширительного бачка при необходимости осуществления профилактики или ремонта. Для подобных случаев также стоит между краном и бачком установить соединение с накидной гайкой – «американкой» (позиция 8). Во время работы кран должен всегда находиться в открытом положении.

К тройнику от крана идет соединительный участок трубы (позиция 9). Его длина и конфигурация (количество поворотов и изгибов) не имеют большого значения – но как правило это выполняется по более удобному и короткому пути от места монтажа бака до трубы с обраткой.

Главное отличие работы расширительного бака в закрытой отопительной системе заключается в том, чтобы была возможность его быстро демонтировать. Для этого необходимо установить 2 отсекающих крана в момент монтажа – один на подводящий патрубок к системе отопления, а второй — на водяную камеру бака. Их прикрытие позволит быстро демонтировать бак для выполнения ремонта либо замены на новый.

При необходимости соблюдая все указания и рекомендации указанные в инструкции по монтажу можно легко и просто своими руками осуществить данный монтаж. В том случае если есть какие-либо сомнения в собственных силах и навыках, рекомендуется обратиться за помощью к профессионалам, которые помогут правильно и надежно установить расширительный бак, который обеспечит корректную и стабильную работу отопительной системы и тем самым поможет предотвратить возможные неисправности.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: