Расширительный бак для отопления: устройство, особенности монтажа

Самый распространенный теплоноситель систем отопления – вода. Однако при нагревании вода имеет свойство расширяться. В результате повышается давление внутри труб, и элементы системы могут выйти из строя.

Одна из важнейших частей системы! Расширительный бак для отопления открытого типа

Одним котлом не обойтись! Выбор жидкости для отопления частного дома Круглый год тепло как на курорте вместе с антифризом для системы отопления загородного дома! Как заставить воду двигаться? Подключение циркуляционного насоса к системе отопления Привратник на пути горячей воды: функция и принцип работы элеваторного узла системы отопления Простой выход из сложной ситуации: как сделать отопление из водонагревателя своими руками? Страховка никогда не помешает: выбор источника бесперебойного питания для насоса отопления

Одна из важнейших частей системы! Расширительный бак для отопления открытого типа
Одна из важнейших частей системы! Расширительный бак для отопления открытого типа
Одна из важнейших частей системы! Расширительный бак для отопления открытого типа
Одна из важнейших частей системы! Расширительный бак для отопления открытого типа
Одна из важнейших частей системы! Расширительный бак для отопления открытого типа
Одна из важнейших частей системы! Расширительный бак для отопления открытого типа
Одна из важнейших частей системы! Расширительный бак для отопления открытого типа
Одна из важнейших частей системы! Расширительный бак для отопления открытого типа
Одна из важнейших частей системы! Расширительный бак для отопления открытого типа
Одна из важнейших частей системы! Расширительный бак для отопления открытого типа
Одна из важнейших частей системы! Расширительный бак для отопления открытого типа
Одна из важнейших частей системы! Расширительный бак для отопления открытого типа

Расширительный бак – где его наиболее выгодно расположить

В большинстве случаев компенсатор для теплоносителя монтируется между напорным штуцером или патрубком котла и первой батареей. При таком месторасположении расширительный бак открытого типа заменяет предохранительный клапан – при перегреве котла пар пойдет не в систему, а вырвется наружу, сразу в атмосферу.

В многоэтажных домах расширительный бак монтируется в чердачной зоне или под потолком котельной

Расширительный бак – где его наиболее выгодно расположить

Но чтобы это случилось, бак нужно оформить в качестве наивысшей точки системы, подняв и над котлом, и над батареями, и над разводкой. Для этого в точке сопряжения вертикальной ветви напорного трубопровода с горизонтальным участком обустраивают тройник, к верхнему отводу которого крепят отрезок арматуры, соединяющей систему и бак.

Поэтому в многоэтажных домах расширители монтируют в чердачной зоне. Или под потолком в котельной, если, конечно, это позволяют габариты и объем бака. Следовательно, перед сборкой нам нужно попытаться вычислить геометрию емкости, отталкиваясь от рекомендуемого объема.

Для чего используют расширительный бак

Применение расширительного бака необходимо для снижения воздействия на трубы и радиаторы от расширения теплоносителя в системе. Его избыток, получаемый при нагревании, попадает внутрь емкости бачка и нагрузка снижается. При понижении температуры теплоносителя механизм бачка выталкивает недостающую жидкость обратно.

Отсутствие расширительного бака в отопительной системе может стать причиной протечек.

В зависимости от способа обеспечения движения теплоносителя выделяют 2 типа устройства оборудования:

  • Для отопления, где циркуляция обеспечивается насосом, применяют закрытый тип расширительного бака. Внутри его емкости расположена эластичная мембрана, которая делит внутреннюю часть оборудования на две части. Верхняя часть заполнена воздухом либо газом, а в нижнюю часть поступают излишки теплоносителя.
  • Для систем, внутри которых циркуляция воды или антифриза осуществляется естественным способом, применяют расширительные бачки открытого типа. Его устанавливают в наиболее высокой точке контура. Однако открытый тип бачка способствует возникновению коррозийных процессов, поэтому такие изделия пользуются меньшей популярностью, чем оборудование закрытого типа.

Рекомендуемый объем бака составляет не менее 1/10 от общего объема теплоносителя. При использовании антифриза нужна установка оборудования большего объема, чем при использовании воды.

Для чего используют расширительный бак

Механизм естественной циркуляции

Разновидностью закрытых контуров отопления, где не используется циркулярный насос, является система с естественной циркуляцией. Принцип ее работы основывается на простейших законах физики. Вода, нагретая от котла, движется вверх по трубопроводу. В результате прохождения через радиаторы и трубы температура воды снижается, и она меняет направление движения и устремляется вниз к отопительному котлу. Затем цикл повторяется.

Отсутствие циркулярного насоса и замкнутость контуров способствует тому, что срок службы отопительных элементов весьма продолжительный.

Внимание! Рекомендуемый радиус работы такой системы не более 30 м.

Типы расширительных баков

По принципу работы бачки делятся на два типа, открытые и закрытые. Расширительный бак для открытого типа отопления обычно используют в гравитационных системах (контурах с естественной циркуляцией, без насоса). Это большая цилиндрическая или прямоугольная емкость с верхней крышкой, устанавливаемая в самой высокой точке контура, после котла.

Высота превышения – 2,7 метра минимум. При нагреве/расширении теплоноситель поднимается наверх, избыток собирается в баке. Поскольку бак не герметичен, клапан для стравливания воздуха ему не требуется. Есть только кран для слива теплоносителя.

Достоинства такого бака – простое устройство (легко изготовить самостоятельно), дешевизна (если покупать). Можно использовать его для восстановления нормативного количества воды в контуре. Минусов много:

Типы расширительных баков
  • неудобство расположения. Монтаж расширительного бака системы отопления часто выполняется на чердаке, для контроля работы придется подниматься туда же;
  • если чердак не отапливаемый, перед тем, как установить расширительный бак в системе отопления, его нужно теплоизолировать – в противном случае в контур будет поступать холодная вода;
  • большой размер;
  • за счет негерметичности большие теплопотери;
  • негерметичность приводит к попаданию кислорода в систему. Как следствие – завоздушивание контура и коррозия металлических частей;
  • открытые баки не используются с насосами (установка насоса в систему отопления частного дома), а гравитационная система сама имеет много недостатков и ограничений.
Читайте также:  Как правильно крепить наличники на межкомнатные двери?

Схема открытого расширительного бака для отопления.

Закрытый бачок можно ставить в системах любого типа. Он герметичен, достаточно компактен. Здесь другая схема подключения расширительного бака в системе отопления: можно установить в любой точке контура (обычно ставят на обратке). Устроен так: емкость поделена на два отсека эластичной мембраной.

Внизу горячая вода, наверху сжатый воздух. Как работает расширительный бак в системе отопления этого типа: горячий пар давит на мембрану, выгибает ее, занимает необходимое пространство. При остывании теплоносителя мембрана возвращается к исходной форме.

Расширительный вакуумный бачок для отопления оснащен клапаном для сброса избыточного давления. Клапаны бывают с ручным управлением и автоматические – сбрасывают излишки по команде от манометра.

Типы расширительных баков

Во втором случае контроль пользователя за системой сводится к нулю. При критическом значении давления работа насоса автоматически прекратится. За счет герметичности теплопотери минимальны, вероятность коррозии тоже.

Схема закрытого расширительного бака для отопления.

Как подобрать расширительный бак: несколько нюансов

Вообще профессионалы для расчета необходимого объема расширительного бака используют сложную формулу, которая учитывает и изначальный объем жидкости в системе отопления, и объем, образовавшийся в процессе расширения (этот показатель рассчитывается по отдельной формуле), а также предварительное и окончательное давление жидкости в системе. В общем, расчет сложный, и в большинстве случаев к нему прибегают только в случае с большими и разветвленными системами отопления – а так для небольших отопительных контуров используются усредненные значения.

В большинстве случаев подбор расширительного бака осуществляется исходя из того, что вода при нагревании до 80˚C увеличивается в объеме в среднем на 4-5%. К этому добавляют небольшой запас, который также составляет 5%. Получается так, что объем расширительного бака равен 10-12% от общего объема жидкости в системе – имея отопительный контур с объемом воды 100л, понадобится купить 10-12-ти литровый расширительный бачок.

Как подобрать расширительный бак: несколько нюансов

Как подобрать расширительный бак

Устройство закрытого расширительного бака

Значительную часть устанавливаемого в настоящее время оборудования для отопления составляют закрытые системы. Их достоинства очевидны и не требуют отдельного рассмотрения. Поэтому основным спросом сейчас пользуются именно закрытые бачки, устройство которых мы и рассмотрим далее.

Устройство закрытого расширительного бака

Конструктивно расширительный бак очень похож на гидроаккумулятор для автономного водоснабжения. Он также представляет собой металлический резервуар, внутри которого находится резиновая мембрана, но, в отличие от гидроаккумулятора, всегда окрашен в красный цвет. В мембрану закачан воздух под давлением, обычно чуть меньшим, чем внутри самой системы. Принцип работы расширительного бачка довольно прост:

  • при нагреве давление теплоносителя начинает превышать сопротивление воздуха в мембране, и излишки жидкости поступают в расширительный бачок системы отопления;
  • когда температура внутри магистрали отопления снижается, жидкость под действием газа выдавливается мембраной обратно в основную магистраль, заполняя весь первоначальный объем.
Устройство закрытого расширительного бака

Как работает, подбор и установка

Принцип действия прост – через специальный ниппель создаётся давление, которое должно быть на две десятые меньше, чем рабочее давление системы. То есть при рабочем давлении в полторы атмосферы – бачок надо накачать на один и три. С другой стороны делают ввод от нижней точки системы отопления, располагая бак перед насосом.

Котёл нагревает теплоноситель, происходит его расширение и рост давления в трубах – и в это время срабатывает мембрана в расширительном баке, компенсируя давление. Это помогает избежать резких скачков и провалов давления, поддерживая плавную и стабильную работу системы.

Подбирать бак необходимо следующим образом – его рабочая ёмкость должна быть не меньше чем одна десятая от общей ёмкости системы, и здесь нам нужен калькулятор, листок бумаги и время. Запишите все элементы своей системы, радиаторы и трубы. Тёплые полы, если они есть, и так далее. Затем найдите в сети таблицы ёмкостей и суммируйте получившийся результат, это даст вам представление об объёме вашей системы.

Установка расширительных баков для отопления должна производиться только после создания в них рабочего давления. Напольные варианты устанавливают на пол, настенные крепят к стенам. Лучше всего, когда установка бака отопления выполнена воздушным отсеком вверх, это позволит избежать попадания воздуха в систему в случае повреждения и износа мембраны, а также продлит на какое-то время жизнь баку, мембрана в котором порвалась от износа. Ведь воздух останется в нём и продолжит работать.

Важно помнить: для твердотопливных котлов баки необходимо брать из расчёта двадцати процентов об общей ёмкости системы – это связано с тем, что нагрев теплоносителя в таких сетях происходит более резко, и давление скачет сильнее.

Устройство расширительного бака отопления

Устройство расширительного бака состоит из следующих элементов:

защитного вентиля;

мембраны;

предохранительного клапана;

камеры для воды;

газовой камеры;

патрубка.

В зависимости от вида может меняться комплектация конструкции.

Всего выделяется два вида бачков, используемых для оснащения отопительного оборудования.

Открытая конструкция представляет собой металлическую ёмкость с незакрытой верхней частью. На дне бачка имеется резьбовое соединение для подключения с котлом. Модель открытого вида должна устанавливаться в наивысшей точке системы для нормального функционирования. Конструкции такой модификации не требует запорной арматуры и мембраны. Даже крышка функционально не играет никакой роли, кроме ограждения от пыли и мусора.

Закрытая конструкция представляет собой металлическую герметичную капсулу со строенными элементами. Имеющиеся две камеры разделены мембраной, выполненной из резины. Это позволяет предотвратить коррозию металла от контакта с водой. Патрубок для соединения с котлом выходит из верхней части. Устанавливать такой бачок допускается в любом месте, за исключением врезки поблизости с циркуляционным насосом.

В современных системах бачки открытого типа практически не используются. Конструктивные особенности и функциональность уже устарели. Но для отопления небольших домов в сочетании с маломощным котлом использовать допускается.

Принцип работы бака закрытого вида заключается в распределении разогретой жидкости из системы в мембранное устройство. За счёт этого повышенное давление начинает нормализоваться.

Борьба с гидроударами

Гидроударом называется кратковременный скачок давления, возникающий в замкнутом контуре вследствие инерции движущегося потока воды при его мгновенной остановке. Гидроудар часто выводит давление за пределы прочности труб и гибких подводок; последствия весьма предсказуемы — владелец получает разрывы водопровода по швам и фитинговым соединениям.

Борьба с гидроударами

Сочетание высокой температуры и скачка давления привело к разрыву полипропиленовой трубы

Если к водопроводу подключены расширительные баки — водоснабжение делается абсолютно безопасным: воздушная емкость и в этом случае исполняет роль демпфера. Бачок небольшого объема монтируется на вводе водоснабжения или (при коллекторной разводке воды) на коллекторе.

Борьба с гидроударами

Мембранный гаситель гидроударов на коллекторе

Как правильно выбирать

Правильный выбор расширительного бака является одной из задач, решение которой обеспечит безопасность эксплуатации системы отопления, в целом.

При выборе мембранного расширительного бака следует обращать внимание на следующие характеристики:

  • материал мембраны, устойчивость ее к высоким абсолютным значениям давлений и температур и их перепадам;
  • материал корпуса и его покрытие, в том числе внутреннее (устойчивость бака к коррозии);
  • соответствие устройства санитарным и гигиеническим требованиям;
  • исполнение (способ монтажа, в том числе и цанговых фитингов для пневмотрубок — написано в этой статье).

Главной характеристикой, по которой производится выбор бака, является его объем.

Расчет оптимального объема

В некоторых источниках встречается совет по выбору объема расширительного бака в пределах 10% общего объема теплоносителя в системе отопления.

Такой метод определения вместимости расширительного бака (как рассчитать объем гидроаккумулятора для отопления) базируется на том, что коэффициенты теплового расширения теплоносителя даже при содержании гликоля до 90% и нагреве до 100 градусов не превышают величины 0,08.

Однако, этот вариант расчетов не учитывает давления в системе и может давать значительные погрешности.

Более точный метод расчета необходимого объема мембранного бака использует соотношение:

  • V = C * Bt / (1 — ( Pmin / Pmax)).

В этом выражении:

  • С – объем теплоносителя в системе;
  • Bt – коэффициент теплового расширения теплоносителя;
  • Pmin – начальное (настроечное) давление в расширительном баке;
  • Pmax – допустимое давление в системе (давление срабатывания предохранительного клапана).

Объем теплоносителя в системе определяется с учетом всех ее узлов. Этот параметр может быть получен из проектной документации на отопление.

Как правильно выбирать

Если же она недоступна, и определить точную величину показателя затруднительно, можно прибегнуть к ориентировочному расчету.

Суть его состоит в том, что объем теплоносителя в отопительных системах, напрямую, связан с отопительной мощностью – на каждый кВт приходится порядка 15 л жидкости.

Читайте также:  Как выбрать карниз для штор: разновидности и все нюансы

Коэффициент теплового расширения жидкости определяется ее составом — чаще всего, в системах отопления частных домов и квартир используется вода, но не исключено и добавление в нее гликолей для улучшения характеристик.

Кроме того, этот коэффициент зависит от температуры теплоносителя.

Найти необходимые величины можно в таблицах объёма воды в трубе, которые приводятся в специальной литературе или на соответствующих интернет-ресурсах.

Максимальное давление в системе определяется минимальной из величин, допустимых для различных узлов. Именно на нее настраивается предохранительный клапан.

Настроечное (минимальное) давление бака соответствует первоначальному давлению в системе отопления при холодном теплоносителе.

Для большинства устройств существует возможность его точной регулировки штатными средствами (стравливания воздуха из бака или его накачкой обычным насосом).

Давление в баке можно контролировать при установке на него манометра.

Полученные в результате расчета значения дают увеличение объема теплоносителя в системе при его нагреве.

Бак выбирают по расчетному значению, с учетом коэффициента заполнения, округляя его в большую сторону.

Коэффициент заполнения бака зависит от начального и максимального давления и может быть найден по таблицам, которые предоставляют производители устройств или по таблицам в справочной литературе.

Монтаж

Рассматривать процесс установки открытого типа бачка в систему отопления нет смысла. В отличие от мембранного бака, открытому типу не требуется большого внимания во время проведения расчетов и монтажных работ.

Для того чтобы приступить к работе, нужно подготовить следующие инструменты:

  • газовый ключ;
  • ступенчатый ключ;
  • разводной ключ;
  • трубы из пластика.

Во время установки следует тщательно проверять герметичность каждого соединения. Если допустить погрешность с герметичностью, устройство будет протекать, что со временем приведет к аварийной ситуации.

Во время установки требуется соблюдать следующие предписания:

  • расчеты должны быть подходящими для системы отопления, что стоит перепроверить еще перед монтажными работами;
  • во время установки комнатная температура должна быть выше, чем 0 градусов по Цельсию;
  • бачок с объемом более 30 литров необходимо устанавливать на специальные ножки;
  • бак нужно устанавливать до места разветвления;
  • в месте установки бачка возможна колоссальная нагрузка, так что следует проследить за тем, чтобы место было несущим;
  • на входе теплоносителя в бачок необходимо установить обратный клапан или насос;
  • на отводных трубках нужно монтировать манометр.

Чтобы правильно установить мембранный бак, необходимо следовать ранее приведенным предписаниям. Следует также заметить, что для знающего человека это дело не потребует особых усилий и времени, чего нельзя сказать о новичке.

Монтаж

Схему интеграции расширительного бака закрытого типа в систему отопления можно просмотреть на рисунке ниже.

Схема врезки расширительного мембранного бака в систему отопления

  1. На обратном патрубке (1) и на участке трубки между циркуляционным насосом (3) и котлом (2) необходимо сделать разрез.
  2. В сделанный разрез устанавливается тройной разветвитель (4).
  3. Монтажные работы могут несколько отличаться, в зависимости от разновидности материала.
  4. К нижней трубке расширительного бака (6) крепится шаровой кран (7). Шаровой кран позволит прекратить подачу теплоносителя при необходимости.
  5. На случай ремонта между краном и патрубком бачка рекомендуется установить соединение с «американкой» (разновидность накидных гаек).
  6. После шарового крана необходимо монтировать патрубок (9) до тройника. Тут следует заметить, что форма, длина и т.п. не имеет значения.

Перед установкой бачка требуется подготовить устройство:

  • все крепления должны быть свободны;
  • на отвод с резьбой должен быть герметично закреплен переходник (для герметизации лучше всего использовать специализированную пасту, типа «Юнипак»);
  • после установки переходника к отводу крепится кран (7);
  • если на бачке имеются все необходимые приспособления для закрепления бачка, можно приступать к установке по вышеприведенной схеме;
  • в том случае, если приспособления отсутствуют, требуется их сделать (для этого в поставке бачка должна быть соответствующая схема, при отсутствии которой можно воспользоваться хомутом).

После проведения этих работ монтаж можно считать оконченным. Расширительный бак для отопительных систем требует достаточного внимания как на этапе выбора, так и в процессе максимальной пользы важно до мелочей просчитать все аспекты системы и следовать всем предписаниям техники безопасности.

Если нет возможности или недостаточно знаний для самостоятельной установки агрегата в систему отопления, рекомендуется обратиться к специалисту.

Подбор расширительного бака

Определяясь с выбором расширителя, нужно учесть не только наличие насоса в системе, но и:

  • Подходит ли объём бака к размерам отопительной системы.
  • Какую температуру выдерживает.
  • Из какого материала выполнен (и подойдёт ли этот материал к теплоносителю, залитому в систему).
  • Исходя из размеров сечения входного патрубка, будет подбираться сгон подключения тройника.
Подбор расширительного бака

Системы закрытого типа более эффективны, а также имеют больший срок службы, поскольку контакт металлических элементов с воздухом отсутствует.