Расширительный для отопления – типы и установка

Любая система отопления должна быть оснащена элементами, способными защитить её от гидроудара, поддерживать допустимое давление теплоносителя и компенсировать изменение его объёма. Этим задачам служит расширительный бак

Зачем нужен расширительный бак для отопления?

Для нормального функционирования отопительной системы и устойчивой циркуляции теплоносителя через все её элементы необходимо стабильное давление. Его резкие скачки приводят к нарушению гидравлического режима и неправильной работе отдельных узлов. Чтобы этого избежать, в системе предусматривают расширительный бак. Его задача – компенсировать изменение объёма теплоносителя (воды или антифриза), вызванное изменением его температуры, снизить возможность гидроудара. На изменение объёма теплоносителя влияет также его состав и соответственно температурный коэффициент. При использовании воды значение этого коэффициента в среднем составляет 4%, в случае антифриза, например этиленгликоля, – от 4,4 до 4,8% (в зависимости от концентрации гликоля в антифризе). Именно расширительный бак и является той самой ёмкостью, куда сбрасываются излишки теплоносителя, чтобы поддержать необходимое давление в сети.

В зависимости от типа системы отопления (открытая или закрытая), применяют разные расширительные баки. Сразу отметим, что открытую систему (её ещё называют системой с естественной циркуляцией – самоточной) в новых домах используют нечасто, её можно встретить в основном в старых постройках.

---

Ссылка по теме: Котельная в доме: оборудование и устройство, расчеты и схемы

---

Бак в системе отопления открытого типа

В такой системе теплоноситель – простая вода – движется по законам физики естественным путём за счёт разной плотности холодной и горячей воды. Этому также способствует уклон труб. Теплоноситель, нагретый до высокой температуры, на выходе из котла стремится вверх, выталкиваемый холодной водой, поступающей из обратного трубопровода снизу. Так происходит естественная циркуляция, в результате которой и нагреваются радиаторы. В самоточной системе использовать антифириз проблематично из-за того, что в расширительном баке теплоноситель находится в открытом состоянии и быстро испаряется, имен но потому в этом качестве выступает только вода. При нагревании она увеличивается в объёме, и её излишки поступают в бак, а при остывании возвращаются в систему. Бак располагают в самой верхней точке контура, как правило на чердаке. Чтобы вода в нём не замерзала, его утепляют изоляционными материалами и соединяют с обратным трубопроводом во избежания закипания. На случай переполнения бака предусмотрен сброс воды в канализацию.

Расширительный бак не закрыт крышкой, отсюда и название системы отопления – открытая. Уровень воды в ёмкости необходимо контролировать, чтобы в трубопроводе не возникало воздушных пробок, приводящих к неэффективной работе радиаторов. Бак подключают к сети через расширительный патрубок, а для обеспечения движения воды предусмотрен циркуляционный патрубок. По мере заполнения системы вода достигает сигнального патрубка, на котором устанавливают

кран. Для контроля расширения воды служит переливной патрубок. Он отвечает за свободное перемещение воздуха внутри ёмкости. Для расчёта объёма бака открытого типа нужно знать объём воды в системе.

Бак в системе закрытого типа

Автономная система отопления, в которой теплоноситель приводится в движение циркуляционным насосом, называется системой закрытого типа. Её особенностью является абсолютная герметичность и отсутствие контакта теплоносителя с окружающей средой. Расширительный бак в ней также закрытый, исключающий контакт теплоносителя с воздухом.

---

Ссылка по теме: Проектирование системы отопления дома

---

Конструкция расширительного бака

Расширительный бак представляет собой корпус из углеродистой стали с порошковым красным, серым или белым покрытием, внутри которого расположена резиновая мембрана по типу диафрагмы или в виде баллона. Первую в основном используют в небольших ёмкостях, вторую – в крупных. Баки в заводской комплектации иногда снабжены предохранительным клапаном, защищающим систему от превышения допустимого давления. Если это происходит, клапан открывается, выпуская избыток воды. Лучше перестраховаться и убедиться, что в вашем изделии он есть. Если нет – докупить и смонтировать рядом с баком.

Расширительный бак с мембраной в виде диафрагмы. Такое устройство больше напоминает бочонок, разделённый надвое подвижной резиновой перегородкой. На производстве в верхнюю часть ёмкости закачивают воздух, который создаёт начальное давление. После подключения бака в его нижнюю камеру начинает поступать теплоноситель из сети. В тот момент, когда эластичная мембрана становится в нулевое-, спокойное положение и как бы ложится на поверхность теплоносителя, отопительная система считается полностью заполненной и готовой к запуску. Когда температура теплоносителя растёт, его объём увеличивается, и избыток сбрасывается в расширительный бак. За счёт сжатия воздуха мембрана отодвигается в воздушную камеру, благодаря чему внутреннее пространство бака становится больше, и туда поступает избыток теплоносителя. Как только теплоноситель остывает и возвращается к первоначальному объёму, воздействие на мембрану прекращается и воздух в верхней камере, не испытывая противодействия, приводит мембрану в исходное, спокойное положение, тем самым происходит автоматическая регулировка давления в системе.

Баки с мембраной баллонного типа.

В этом случае воздушная камера находится по периметру всего резервуара и окружает резиновую камеру для теплоносителя. При его поступлении последняя начинает расширяться подобно надуваемому шарику. Благодаря такому устройству бака удаётся более точно контролировать давление в системе.

Хочется отметить, что баллонные мембраны можно заменять по мере износа, а диафрагменные замене не подлежат. Очень важен материал, из которого сделана мембрана. Она должна обладать термоустойчивостью и при этом высокой эластичностью. При выборе бака следует ознакомиться с такими характеристиками мембраны, как долговечность, рабочая температура, водостойкость и соответствие санитарно-гигиеническим нормам.

Схема работы расширительного бака

---

Читайте также: Виды систем отопления и их устройство в загородном доме-какую конструкцию выбрать

---

Как рассчитать объём расширительного бака?

Конструкция расширительного бака не предполагает каких-либо сложных технических решений, но ошибка в расчёте его объёма способна привести к поломке оборудования и выходу из строя отопительной системы в целом: слишком большая ёмкость не сможет создать достаточного давления в сети, а слишком маленькая, наоборот, не примет весь избыток теплоносителя.

Чтобы провести правильный расчёт, следует определить общий объём отопительной сети. Для этого нужно сложить объём котла, суммарный объём всех труб в системе, а также объём дополнительных обогревательных приборов, если они имеются.

Формула для расчёта объёма расширительного бака:

K = (KExZ)/Nгде

КЕ – общий обьём всей системы отопления. Рассчитывают этот показатель исходя из того, что I кВт мощности отопительного оборудования равен 15 л объёма теплоносителя. Если мощность котла 40 кВт, то общий обьём системы составит КЕ = 15 х 40 = 600 л;

Z – значение температурного коэффициента теплоносителя. Как уже отмечалось, для воды это около 4%, а для антифриза разной концентрации, например 10-20%-ного этиленгликоля, – от 4,4 до 4,8%;

N – величина эффективности мембранного бака, которая зависит от начального и максимального давления в системе, первоначального воздушного давления в камере. Зачастую этот параметр указан производителем, но, если его нет, можно выполнить расчёт самостоятельно по формуле:

N = (DV-DS)/(DV+1)

где

DV – наибольшее допустимое значение давления в сети. Как правило, оно равно допустимому давлению предохранительного клапана и для обычных бытовых систем отопления редко превышает 2,5-3 атм.;

DS – значение давления начальной зарядки мембранного бака исходя из постоянного значения в 0,5 атм. на 5 м протяжённости отопительной системы.

Таким образом,

N = (2,5-0,5)/<2,5 + 1) = 0,57.

Итак, из полученных данных можно вывести объём расширительного бака при мощности котла 40 кВт:

К = 600 х 0,04/0,57 = 42,1 л.

Рекомендуется бак объёмом 50 л с начальным давлением 0,5 атм., поскольку итоговые показатели для выбора изделия должны быть немного выше расчётных. Незначительное превышение объёма бака не так страшно, как недостаточность его объёма. Кроме того, при использовании в системе антифриза специалисты советуют выбирать бак объёмом на 50% больше расчётного.

Монтаж расширительного бака

Для удобства обслуживания расширительный бак устанавливают рядом с котлом на обратной магистрали. Часто его монтируют таким образом, чтобы впускной клапан (водяной патрубок) был направлен вниз. Это позволяет слить теплоноситель даже в случае выхода мембраны из строя. Есть и другое мнение: теплоноситель должен поступать в бак сверху. Что является более правильным, так как исключает попадание воздуха в отсек ёмкости, предназначенный для жидкости.

Во избежание скачков в напоре бак лучше располагать перед циркуляционным насосом. Чтобы он не «закипел», его соединяют с обратным трубопроводом, также рекомендуют установить манометр и клапан для ручной регулировки давления. После монтажа нужно проверить, соответствует ли рабочее давление устройства тому, которое необходимо. Если нет, следует сбросить воздух и прокачивать ёмкость до тех пор, пока напор диафрагмы не станет приемлемым.

Из наиболее частых ошибок при монтаже расширительного бака для отопления можно выделить:

• использование уплотнительных материалов, не предназначенных для этих целей. К примеру, дешёвого герметика для ПВХ-окон, рассчитанного на абсолютно другой температурный режим. Первоначально соединения могут иметь вполне привлекательный вид, но при запуске отопительной системы такой уплотнитель не выдержит высоких температур. Как минимум после этого придётся заниматься устранением протечек;
• неудачное место установки, когда к баку затруднён подход;
• неправильный расчёт объёма расширительного бака или выбор его на глаз.

Когда стоит применять антифриз

Заливка в систему отопления антифриза (вода, смешанная с этиленгликолем) не всегда целесообразна.

Должным образом подготовленная вода обладает лучшими теплопроводными качествами, чем он.

Но существуют ситуации, которые требуют обязательного применения незамерзающей жидкости, например, если есть вероятность воздействия минусовой температуры на трубы отопления.

Это может произойти при наружной прокладке магистрали (скажем, от дома к гаражу) или длительном простое системы в зимний период. Переход воды из жидкого состояния в твёрдое непременно приведёт к разрыву труб и радиаторов.

Скачки (перепады) давления в отопительной системе

Признаком неисправности или неправильной работы системы отопления являются скачки давления. Если давление снижается. В этом случае необходимо проверить, как ведёт себя статическое давление, для чего следует остановить насос. Если оно не падает, значит, неисправны циркуляционные насосы, которые по каким-то причинам не могут создать напор воды. Если же статическое давление тоже снижается, то, скорее всего, где-то в трубопроводах дома или же в теплообменнике котла (что бывает довольно часто) возникла утечка. Найти это место можно, отключая различные участки и следя за давлением в системе. Если на очередном отсечении ситуация нормализуется, следовательно, на данном отрезке сети и происходит утечка воды. Если давление растёт. Здесь причин может быть несколько.

1. Одной из частых причин является нарушение или же отсутствие движения теплоносителя по контуру Это может произойти, когда для снижения температуры в сети регулятор отопления дома отсекает подачу теплоносителя от котельной. В таком случае нужно исследовать настройки и откорректировать их так, чтобы регулятор не давал приказ на полное закрытие клапанов, его инерционность увеличится, но подобные ситуации будут исключены.

2. Другая причина кроется в том, что, возможно, система находится под постоянной подпиткой. Как показывает простейший расчёт, чем больше теплоносителя в ограниченном обьёме, тем выше давление. В этом случае достаточно перекрыть линию питания и наладить автоматику.

3. Также причиной может стать неправильно подобранный диаметр труб. У выходного патрубка котла он должен быть самым большим.

4. Проблема может быть вызвана увеличенной мощностью циркуляционного насоса либо сбоями в его работе.

5. Если же с приборами управления все в порядке или система отопления их вообще не включает, то возможно, что где-то по ходу теплоносителя перекрыт кран или задвижка.

Типы мембран расширительного бака

Долговечность мембраны расширительного бака напрямую зависит от типа резины, из которой она изготовлена. Резина SBR – наиболее распространённая в мире. Достаточно упомянуть о камерах для колёс автомобилей, обувных подошвах. Она обладает хорошими механическими характеристиками, может растягиваться до 800%. Температурный диапазон стойкости: от -50 до 100 "С. Такая резина не подходит для систем с питьевой водой, и поэтому её используют только для расширительных баков сети отопления, при температуре выше 100 "С материал быстро стареет, теряет эластичность и разрушается.

Резина MR (BUTILE)

У этого типа резины повышенная устойчивость к высоким температурам, её рабочий диапазон от -40 до 130 °С. Материал может контактировать с питьевой водой. Используется для гидроаккумуляторов.

Резина EPDM подходит для систем с питьевой водой, обладает -высокой устойчивостью к старению и разрушению. Рабочий диапазон температур: от -50 до 130 'С. Это довольно дорогостоящий продукт, соответствующий всем санитарно-гигиеническим нормам, и потому ведущие производители делают мембраны для своих расширительных баков именно из резины данного типа.

Резина NBR (NITRILE) – улучшенный вариант резины EPDM.

Она пригодна для эксплуатации при температуре до 100 'С и тоже используется для производства мембран. Стойка к антифризам, бензину, бутану, пропану, маслам и растительным жирам.

---

Читайте также: Ошибки при монтаже отопления и их исправление

---

Давление в системе отопления

Давление в сети возникает в результате влияния нескольких факторов. Оно характеризует воздействие теплоносителя на стенки элементов системы. До заполнения водой давление в трубах равно 1 атм. Однако, как только начинается процесс заливки теплоносителя, данный показатель меняется. Даже при холодном теплоносителе в трубопроводе есть давление. Причиной тому различное расположение элементов системы – при увеличении высоты на 1 м добавляется 0,1 атм. Подобный тип воздействия называется статическим, и этим параметром пользуются при проектировании отопительных сетей с естественной циркуляцией. В закрытой системе отопления теплоноситель во время нагрева расширяется, и в трубах образуется избыточное давление. В зависимости от конструкции магистрали оно может изменяться на разных участках, и если на этапе проектирования не предусмотреть стабилизирующих устройств, то возникает риск выхода системы из строя.

Для автономных отопительных систем не существует норм давления. Его величину рассчитывают в зависимости от параметров оборудования, характеристики труб, также учитывают этажность дома. При этом нужно следовать правилу, что значение давления в сети должно соответствовать его минимальному значению в самом слабом звене системы. Необходимо помнить и об обязательной разнице в 0.3-0,5 атм. между давлением в прямой и обратной трубах котла, что является одним из механизмов поддержания нормальной циркуляции теплоносителя. С учётом всего этого давление должно находиться в пределах от i .5 до 2,5 атм. Для контроля давления в различных точках сети врезают манометры, которые фиксируют низкое и избыточное значения. В том случае, если измеритель должен не только служить для визуального контроля, но и работать s системе автоматики, используют электроконтактные или другие типы датчиков.

На заметку:

1. Плотность нагретой воды меньше плотности холодной. Разность этих значений ведёт к тому, что создаётся гидростатический напор, продвигающий горячую воду к радиаторам
2. Для расширительных баков наиболее информативными являются предельно допустимые значения температуры и давления.
3. Поданным производителей, в современных баках температура теплоносителя может достигать 120 "С, а рабочее давление до 4 атм. при пиковых значениях до 10 бар

Расширительный бак своими руками(самодельный) – видео

© Автор: строительный журналист А.Чижов

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ МАСТЕРОВ И МАСТЕРИЦ, И ТОВАРЫ ДЛЯ ДОМА ОЧЕНЬ ДЕШЕВО. БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА. ЕСТЬ ОТЗЫВЫ.

Ниже другие записи по теме "Как сделать своими руками - домохозяину!"

---

Подпишитесь на обновления в наших группах и поделитесь.

Будем друзьями!