Как правильно подобрать расширительный бак для системы отопления – Как выбрать расширительный бак для отопления частного дома

Содержание

Как подобрать расширительный бак для закрытой системы отопления

Как подобрать расширительный бак для системы отопления

В состав каждой отопительной системы входит ряд элементов, без которых ее нормальное функционирование невозможно. Один из таких элементов – расширительная емкость, о ее назначении и устройстве будет рассказано в данной статье. Также мы рассмотрим, как подобрать расширительный бак для отопления частного дома.

Для чего нужен расширительный бак?

Еще из школьного курса физики всем хорошо известно, что любое тело при нагревании расширяется, а жидкость и газ увеличиваются в объеме. В отличие от газа жидкость – среда несжимаемая и если ее нагревать в закрытом сосуде, каковым является и бак для котла, то это приведет к росту давления внутри него, поскольку расширяться ей некуда. В результате может случиться разрыв стенок резервуара.

Представьте теплоноситель, нагреваемый в трубопроводах от температуры 20 ºС до 80 ºС. Если не поставить расширительный бак в системе отопления, то при нагреве жидкой среды давление в сети сильно возрастет и вода может прорваться наружу в самом слабом месте. Хорошо, когда есть предохранительный клапан безопасности. Через него и уйдет лишняя вода, поскольку больше ей деваться некуда. При отсутствии клапана теплоноситель просто прорвется наружу на каком-то из соединений.

Расширительный бак нужен для размещения растущего в объеме теплоносителя, когда он нагревается. При этом во время охлаждения он возвращается обратно в систему.

В случае когда воду сбрасывает предохранительный клапан, то после остывания вернуть ее назад он не может и запустит на освободившееся место воздух. Это приведет к образованию воздушной пробки, а она не даст системе нормально работать.

Типы расширительных бачков

Внешне расширительные баки для отопления могут отличаться по форме и размерам, определяемым расчетом. Обычно это резервуар, подключенный к отопительной системе посредством одной трубы. Однако, у разных типов емкостей имеются конструктивные отличия, да и применяются они в разных случаях. Чтобы правильно выбрать бак, надо понимать эти отличия, поэтому вначале представим перечень существующих видов:

открытого типа;

закрытые, снабженные мембраной.

Примечание. Существуют еще закрытые расширительные сосуды без мембраны, но применять их категорически не рекомендуется. Ниже мы объясним почему.

Емкости открытого типа

Эти бачки применяются для открытой системы отопления (иначе — гравитационной, самотечной) и представляют собой металлический резервуар с открытым верхом произвольной формы. К верхней части боковой стенки приварен патрубок для присоединения шланга или трубы перелива, теплоноситель к баку подводится снизу. Элемент устанавливается выше всей системы на подающем трубопроводе, как правило, на чердаке дома.

Примечание. Говоря правильным техническим языком, открытая система – это та, из которой напрямую отбирается вода на нужды ГВС. В частных домах она не используется, только в централизованных сетях. Открытой ошибочно называют схему с естественной циркуляцией теплоносителя.

Любой расширительный бачок для отопления открытого типа выполняет 2 функции:

служит для компенсации расширения теплоносителя;
производит удаление воздуха из системы, поскольку его верх сообщается с атмосферой.

В этом заключается его преимущество, но оно не единственное. Открытая емкость может успешно и долговечно служить также и в системах с принудительной циркуляцией, поскольку устройство бака очень простое, там нечему ломаться. Однако, и недостатков у него немало:

бачок, установленный на чердаке, требует хорошего утепления;
в течение сезона необходимо постоянно наблюдать за уровнем воды в баке и своевременно его пополнять;
теплоноситель постоянно насыщается кислородом из атмосферы, отчего быстрее корродируют металлические детали котла;
дополнительный расход материалов и сложности при монтаже.

Закрытый мембранный бак

Более современный закрытый расширительный бак – это сосуд цилиндрической формы со встроенной внутри резиновой мембраной. Используется в схемах с принудительной циркуляцией теплоносителя и устанавливается в помещении топочной. Подвод теплоносителя осуществляется также снизу, сверху аппарата установлен сервисный золотник для закачки воздуха.

Резиновая мембрана (в простонародье – «груша»), которой снабжен закрытый расширительный бак системы отопления, бывает 2 видов:

в виде диафрагмы;

баллонного типа.

Примечание. Емкости некоторых производителей имеют съемную «грушу», что дает возможность ее поменять при появлении трещин.

Форма мембраны особого влияния на работу аппарата не оказывает, хотя в бачке второго типа помещается немного больше воды. С другой стороны от «груши» закачан воздух (иногда – азот) под определенным давлением, его необходимо настраивать под каждую систему индивидуально. Все закрытые расширительные бачки действуют одинаково просто: при нагревании теплоносителя давление в сети растет, мембрана растягивается и запускает воду внутрь бака. При остывании все протекает в обратном порядке.

Герметичный расширительный бачок для газового котла настенного типа зачастую встроен внутрь теплогенератора, так как обладает малыми габаритами. Кроме того, аппарат не сообщается с атмосферой и диффузия кислорода в теплоноситель полностью исключается. Слабое место таких бачков – мембрана, срок ее службы очень редко дотягивает до 10 лет, и не всегда есть возможность ее заменить.

Существует и третий вид компенсационных устройств — вакуумный расширительный бачок для отопления закрытого типа без «груши». В продаже их найти трудно, да и нет смысла, поскольку такая конструкция – самая неудачная. Роль мембраны в емкости играет сам воздух, что приводит к его активной диффузии в воду, а это недопустимо. И потом, уровень в емкости будет все время повышаться, в результате компенсировать расширение станет некуда.

Как выбрать расширительный бак для отопления

В структуре отопительной системы необходимо предусматривать наличие всех конструктивных элементов. Исключать хотя бы один из них было бы неоправданно по двум причинам. Во-первых, это может негативно отразиться на функциональности и эффективности работы всей системы. А во-вторых, такие несовершенные проекты могут оказаться опасными в отношении вероятных возгораний или разрывов трубопроводной коммуникации.

Одним из таких важных структурных элементов отопительных систем является бачок расширительный для отопления. Во время нагрева теплоносителя в магистрали происходит повышение давления и увеличение самого теплоносителя в объеме, что обусловлено четким действием физических сил. В это время в подающей магистрали трубопровода создаются критические параметры, которые при отсутствии компенсационной емкости могут спровоцировать выход теплоносителя из трубы. Обычно такие происшествия сопровождаются разрывом трубопровода в наиболее слабом месте стыковки отдельных элементов.

Чтобы исключить вероятность подобного развития событий, в структуре отопительной системы и предусматривается установка бачка расширительного для отопления. При отсутствии расширительного бака придется сливать излишек воды каждый раз при нагревании системы. При этом возможно возникновение воздушных пробок, которые образуются при остывании теплоносителя в трубопроводе.

Какой бачок расширительный для отопления выбрать?

Классификация этих структурных элементов отопительной схемы предусматривает две категории устройств:

Баки открытого типа;
Бачки закрытого типа.

К первой категории относятся устаревшие модели для использования в системах с естественной циркуляцией теплоносителя в системе. Это емкости с открытым верхом и патрубком для определения и удаления излишков воды в системе.

Вторая категория включает использование полностью герметичных емкостей, оборудованных выпускным клапаном для удаления воздуха и излишков теплоносителя. Выпускные клапаны в таких баках расширительных для отопления могут быть механическим с ручным удалением и автоматическими — снабженными манометрами и соответствующей автоматикой. Эта категорий расширительных бачков используется при устройстве отопительной системы с естественной или с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Вариант третий — бак мембранный для отопления. Эта модель более совершенна, обладает большей практичностью и эстетическим видом. Ее устройство предполагает наличие двух отделений в конструкции бака. Одни из них содержит воздух под давлением, а в другое поступает расширившийся в результате нагревания теплоноситель.

Оба отделения разделены прочной и пластичной мембраной. Когда теплоноситель заполняет емкость своего отделения, он создает повышенное давление в другом отделении. При остывании воды избыточное давление в другом отделении вытесняет ее обратно в трубопровод отопительной системы. Таким образом, поддерживается неизменный объем теплоносителя и давление в системе.

Как выбрать объем расширительного бака?

Когда было определено вид и место размещение бака, то теперь необходимо выбрать расчет объема сосуда. Рассчитать объем расширительного бак для отопления можно разными способами.

Профессиональный расчет — делают инженерами — проектировщиками, которые используют специальное оборудование. Специалисты и инженеры учитывают все факторы, которые могут каким-то образом повлиять на стабильность функционирования системы отопления. Многие люди используют только этот метод, так как он является самым надежным, точным, но и дорогим.

Специальный калькулятор для расчета — различные интернет сайты дают возможность подсчитать объем расширительных баков. Калькулятор дают возможность получить информацию о минимальной нужной вместимости рассматриваемых емкостей. Такой метод можно применять только индивидуальных отопительных систем.

Расчет по формулам — обычно выполняется самостоятельно. Человек должен быть очень внимательным, чтобы не допустить ряд ошибок. На различных порталах можно найти необходимые формулы, которые помогут вам решить объем расширительного бака.

Выбор расширительного бака для систем отопления — видео

pristor.ru

Как подобрать расширительный бак для системы отопления и котла / Новости

Расширительные баки предназначенны для компенсации избыточного давления (объема) теплоносителя (жидкости) в системах отопления. При нормальной работе котла отопления температура жидкости-теплоносителя в нем увеличивается по мере нагрева котла. Это приводит к увеличению объема жидкости в системе отопления примерно на 0,3 % через каждые 10°С. Поэтому при увеличении температуры на 70°С первоначальный объем теплоносителя увеличится примерно на 3%. Жидкость практически несжимаема, и, если система отопления не будет оснащена дополнительным устройством, позволяющим куда-то деться этому объему, то неизбежно произойдет разрушение системы отопления. Для предотвращения разрушения системы отопления и применяются расширительные (компенсационные) баки.

Расширительные баки бывают открытого и закрытого типа.
Расширительные напорные баки (группа безопасности котла) используются в закрытых системах циркуляции жидкостей для компенсации тепловых расширений вследствие изменения температуры жидкости (нагрев или охлаждение). Расширительные баки разделены мембраной на две камеры (водяную и газовую). При нагреве расширяющаяся вода попадает в водяную камеру, а после охлаждения выдавливается обратно в систему. Водяная и газовая камеры, в связи с герметичностью и подвижностью мембраны, постоянно имеют одинаковое давление, что предохраняет систему от нарушения герметичности. Именно с появлением расширительных напорных баков возникла возможность монтировать закрытые отопительные системы циркуляции без контакта с атмосферой. Преимущества такой системы очевидны:

— в системе циркулирует вода (возможно также при помощи циркуляционного насоса) без примесей кислорода и других агрессивных газов, что предотвращает коррозию и, соответственно, увеличивает срок службы трубопроводов и оборудования системы отопления;
— возможность использования при большем рабочем давлении;
— нет необходимости в подпитке системы, так как в отличие от открытых систем, из закрытых систем отсутствует утечка воды;
— расширительные напорные баки, как правило, размещаются в помещении котельной и, таким образом, в отличие от расширительных баков открытых систем, им не требуется защиты от замерзания, то есть система работает надежно круглогодично.

При условии, что закрытая система отопления полностью заполнена теплоносителем, даже незначительное увеличение его объема за счет теплового расширения, приведет к аварийному увеличению давления. В результате произойдет срабатывание предохранительного клапана, имеющегося в системе, и избыточная часть теплоносителя выльется наружу. Емкость расширительного бака подбирается таким образом, чтобы в пределах рабочего диапазона температур, тепловое расширение теплоносителя, не привело бы к увеличению давления в системе выше давления срабатывания предохранительного клапана.

Рассчитать необходимый объем расширительного бака можно по следующей формуле:

(1)

где:
V_n — необходимый объем расширительного бака;
V_e — объем, образующийся в результате теплового расширения. Этот объем рассчитывается как произведение полного объема системы на коэффициент расширения жидкости: V_e = V_сист*n%. Если объем V_сист неизвестен, то его величину можно определить по мощности отопительного котла, из расчета 1кВт = 15 литрам. Значение коэффициента n% для воды, определяется из таблицы 1, при температуре равной максимальной рабочей температуре теплоносителя системы отопления.

Таблица 1.

max T °С	40	50	60	70	80	90	100
n%.	0.75	1.18	1.68	2.25	2.89	3.58	4.34

Если в качестве теплоносителя используется этиленгликоль (тосол), то коэффициент расширения можно рассчитать по следующей формуле:
для 10-ти процентного раствора этиленгликоля — 4% * 1,1 = 4,4%;
для 20-ти процентного раствора этиленгликоля — 4% * 1,2 = 4,8% и т. д.

V_v — водяной затвор — это объем теплоносителя, изначально образующийся в расширительном баке, в результате статического давления системы отопления. Для расширительных баков, с номинальным объемом до 15 литров, как минимум, 20% от их номинального объема следует принимать в качестве водяного затвора. Для расширительных баков емкостью более 15 литров, как минимум, 0,5% от полного объема системы, но не менее 3-х литров.
Р_о — предварительное давление — равно статическому давлению системы отопления (ее высоте) и определяется из расчета 1 атм = 10 метров водяного столба.
Р_е — окончательное давление — образуется в результате работы предохранительного клапана: для предохранительных клапанов с давлением до 5атм: Р_е = Р_{пред кл} — 0,5 атм.; для предохранительных клапанов с давлением больше 5атм: Р_е = 0.9*Р_{пред кл} .

После расчета необходимого объема расширительного бака V_nнужно подобрать номинальный объем из номенклатурного ряда. Далее для выбранного расширительного бака рассчитываем минимальное и максимальное давления заполнения системы:

(2)

(3)

Если Р_{a max}— Р_{a min}< 0.2, то следует увеличить номинальный объем расширительного бака, и произвести перерасчет Р_{a min} и Р_{a max}.

Как правильно подобрать расширительный бак для системы отопления – Как выбрать расширительный бак для отопления частного дома