Для чего мембранный бак в системе отопления. Расширительный бак для отопления: устройство, особенности монтажа

Дата: 07.03.2020

В водяной системе отопления один из компонентов — расширительный бак. Это небольшой резервуар, который отвечает за стабилизацию давления. Без него возможны повреждения труб, радиаторов и других элементов системы. О том, что такое расширительный бак для отопления и как он регулирует давление и поговорим дальше.

Назначение и виды

В системе отопления температура теплоносителя постоянно изменяется, что приводит к изменениям его объема. Ведь известно, что жидкости при нагревании расширяются, при остывании сжимаются. Расширительный бак для отопления как раз и предназначен для того, чтобы принимать на себя излишки жидкости при нагреве (расширении), и возвращать их в систему при остывании. Таким образом он поддерживает стабильное .

Открытого типа

Есть два типа расширительных бачков: открытого и закрытого. Емкости открытого типа используется обычно в самотечных системах (). Так он называется потому, что представляет собой негерметичную емкость. Это может быть бочка, кастрюля, специально сваренный резервуар. Для того чтобы теплоноситель меньше испарялся, устанавливают крышку, но сама емкость негерметична. Принцип работы открытого расширительного бака прост: это емкость, в которую вытесняется излишек теплоносителя при повышении температуры и подается обратно при остывании.

Расширительный бак открытого типа — любая емкость, например, пластиковая канистра

При расчете баков открытого типа берут солидный запас по объему: можно долить теплоноситель и некоторое время не проверять его уровень. Емкость негерметична, так что идет постоянное испарение жидкости и запас не помешает. В случае недостатка теплоносителя, в систему попадет воздух, что может ее остановить. Последствия могут быть печальными — если сработает автоматика котла (если она есть) — есть вероятность разморозки. Если автоматики нет, котел от перегрева может разорваться. В общем, это тот случай, когда запас действительно оправдан.

Если в систему отопления залита вода, можно сделать автоматической пополнение на основе поплавка от бачка унитаза. Принцип работы точно такой же: при понижении уровня ниже определенной точки открывается подача воды. При достижении нужного уровня, подача перекрывается.

Плюс такого решения в том, что нет необходимости контролировать количество теплоносителя, возможность завоздушивания минимальна. Минус — надо тянуть водопроводную трубу. Так как открытые систем обычно работают на естественной циркуляции, расширительный бак для отопления ставят в самой верхней точке системы. Очень часто это — чердак, так что трасса получается длинной.

И это еще не все возможные аварийные ситуации. Поплавки, случается, не перекрывают подачу воды. Если такое произойдет с унитазом, вода просто бежит в канализацию. В случае с отоплением вода польется на чердак, затопит дом… Чтобы избежать подобной ситуации, надо сделать контроль перелива. В самом простом случае это ввареный/приделанный на нужном уровне патрубок с подключенным к нему шлангом. Шланг можно вывести в канализацию, но тогда надо придумать еще и сигнализацию переполнения емкости (заодно тогда и снижение уровня ниже критического). Можно шланг просто вывести на метр от дома или запустить в систему водостока. В этом случае видны будут «следы» переполнения и можно будет своевременно отреагировать и без сигнализации. Так что открытый расширительный бак для отопления требует некоторого дооборудования.

Закрытого типа

Расширительный бак для отопления закрытого типа ставится в системы с принудительным движением теплоносителя. В них движение теплоносителя активизируется при помощи циркуляционного насоса. Такие системы работают при повышенном (относительно атмосферного) давлении. Для сохранения этого давления, емкость должна быть герметичной.

Одна из главных функций расширительного бака для закрытой системы отопления — поддержание стабильного давления. Для этого емкость делят на две части. В одной находится воздух или закачанный на заводе инертный газ (обычно аргон). Эта часть герметична, есть выход малого диаметра, в котором установлен золотник (принцип работы такой же, как у велосипедного или автомобильного). Другая камера пуста и имеет выход какого-то сечения. Через этот выход расширительный бак для отопления подключается к трубопроводу. При расширении в эту камеру поступает теплоноситель.

Расширительный бак закрытого типа делится на камеры при помощи эластичной резиновой перегородки — мембраны . Бывает она двух видов: в виде диафрагмы (диска) или груши. Разницы особой нет, за исключением того, что грушу проще менять. Так что емкости с грушей более популярны, чем с диафрагмой.

Принцип работы мембранного расширительного бака сложнее, чем открытого. В «сухой» камере создается определенное давление. Оно подбирается в зависимости от рабочего давления в системе, а стандартная заводская настройка — 1,5 Бар. Пока давление в системе ниже чем в расширительном баке, «водяная» часть емкости остается пустой.

Когда оно становится выше, жидкость начинает поступать, мембрана растягивается, повышая давление в «газовой» части бака. Этот процесс происходит до тех пор, пока либо давление в системе не начинает падать (теплоноситель остывает), либо емкость заполняется полностью. Первый случай — это нормальная работа системы отопления, второй — аварийная.

Второй вариант означает, что объема расширительного бака не хватает. И такая ситуация возникает при неправильно подобранном размере (слишком маленький) или при перегреве котла. Чтобы сохранить работоспособность системы в таких ситуациях, ставят аварийные клапана.

Определение объема расширительного бака и его выбор

Для нормальной работы отопления расширительный бак должен иметь достаточный объем. Есть два способа его определения: можно рассчитать по формуле, можно воспользоваться эмпирическими данными.

Эмпирический путь

Начнем с эмпирического способа. По опыту эксплуатации сделан вывод, что если объем расширительного бака для отопления составляет около 10% от общего объема системы отопления, этого достаточно. Вопрос в том, как определить объем системы. Способов как минимум два:

Посчитать при заполнении (если заполняется водой и стоит счетчик или при заполнении теплоносителем из канистр — вы точно будете знать, сколько закачали жидкости).
Высчитать по объему элементов системы. Потребуется найти информацию о том, сколько литров помещается в одном метре трубы, в одной секции радиатора. С этими данными уже можно узнать объем системы отопления.

Зная, сколько литров теплоносителя в вашем отоплении, легко рассчитать требуемый объем мембранного бака — он должен быть не менее 10% от этой цифры. В случае с баком открытого типа, реальный объем можно хоть удвоить — меньше вероятность того, что бачок опустеет. По минимуму, стоит добавить половину — вы все равно недольете его, минимум, на 1/3.

Мембранный расширительный бак для отопления берут обычно не слишком завышая расчетную цифру. Дело в том, что чем больше емкость, тем дороже стоит расширитель. И рост цены значительный. Тем не менее, брать меньший не стоит — давление будет «скакать», что приведет к раннему износу компонентов или вообще, останову системы. Наиболее вероятно, что отопление засбоит в морозы, потому что в холодную погоду теплоноситель более горячий, значит — его объем больше. И именно в эти моменты, объема расширительного бака может не хватить. Если вы заметили такие симптомы и расчет подтвердил, что мембранный бачок у вас недостаточного размера, не обязательно менять его на больший. Можно поставить второй. Важно чтобы суммарная емкость их была не менее расчетного значения.

Если в системе антифриз

Антифриз для отопления имеет большее тепловое расширение, чем вода. Причем разные марки имеют различные характеристики. Поэтому, для теплоносителя этого вида, желательно объем расширительного бака предварительно рассчитать.

Тут есть два пути: определить как для воды, сделать поправку на большее тепловое расширение. Оно зависит от процентного содержания этиленгликоля (тосола). На каждые 10% гликоля добавляем 10% объема. То есть:

10% этиленгликоля — должны добавить 10% от найденного объема бака для воды;
20% этиленгликоля — 20% добавляем и т.д.

Этот расчет обычно оправдан, но можно найти более точные цифры, используя формулу (на рисунке).

После того как вы определились с объемом, пора покупать расширительный бак. Но в магазине они есть разных цветов. Как минимум, есть синие (голубые) и красные. Так вот, мембранный расширительный бак для отопления всегда красного цвета . Синие — для водопровода, причем для холодной воды. Они значительно дешевле, но мембрана там сделана из резины не приспособленной к высоким температурам. Так что в системе отопления прослужит он совсем недолго.

Давление в мембранном баке и его проверка

Чтобы закрытая система отопления работала нормально, в расширительном баке должно быть давление на 0,2-0,5 Бар ниже, чем в системе. Чем больше система, тем больше разница в давлении. Но, как уже говорили, на заводе их накачивают до 1,5 Бар, так что перед установкой расширителя, его лучше проверить и настроить под свою систему отопления.

Проверяем давление манометром, подключив его к выходу с золотником. Если давление выше, чем вам надо, немного стравливаем. Сделать это несложно — чем-то тонким нажать на лепесток в ниппеле. Послышится шипение выходящего воздуха. Когда давление достигнет желаемого уровня, освобождаем лепесток.

Если мембранный бачок накачан слишком слабо (такое тоже бывает), его можно накачать обычным насосом. Но удобнее автомобильным, с манометром — сразу можно контролировать давление. После проверки можно устанавливать в систему.

Место установки

Расширительный бак для отопления закрытого типа устанавливается на прямом участке перед циркуляционным насосом. Перед, в том смысле, что насос гонит воду от расширительной емкости, а не в нее. В таком случае расширитель работает более корректно.

Для установки мембранного бака, монтируют тройник, от него идет труба, к которой подключается емкость. Высота установки не имеет значения. Но перед баком и за ним лучше поставить отсечные краны. Мембрана, выходит из строя раз в несколько лет. Еще чаще приходится его проверять, подкачивать. Чтобы для обслуживания не приходилось останавливать и сливать систему и ставят запорный кран. Его перекрывают и можно бачок снимать, проверять, ремонтировать.

В системах открытого типа, место установки расширительного бака выбирается исходя из других соображений. Его ставят в самой верхней точке системы. В этом случае он работает еще и как воздухосборник. Пузырьки воздуха стремятся вверх, а если в самой верхней точке стоит расширительный бачок, они тут и поднимаются на поверхность, выходя в атмосферу. Так что такой бак намеренно делают негерметичным, чтобы воздух из системы отопления имел возможность выходить естественным путем.

Расширительный мембранный бак – обязательный компонент , без которого функционирование системы не представляется возможным. Именно он создает необходимое давление для полноценной работы водопровода, делает резервные запасы воды и даже выполняет ряд защитных функций. В связи со столь высокой важностью оборудования ожидаемо возникает вопрос: как выбрать и грамотно установить бак? Чтобы разобраться, подойдем к вопросу комплексно: к вашему вниманию строение и принципы работы расширительного прибора, его виды, особенности выбора, а также схема подключения и полезная инструкция по наладке с видео.

Функции и принцип работы

Мембранный бак – это герметичный преимущественно металлический резервуар, состоящий из двух разделенных камер: воздушной и водяной. В роли разделителя выступает специальная резиновая мембрана – она, как правило, выполнена из крепкого бутила, который устойчив к развитию бактериальных микроорганизмов. Водяная камера оснащена патрубком, через который непосредственно подается вода.

Главная задача расширительного мембранного бака – аккумулировать определенный объем воды и подавать ее по запросу пользователя под необходимым давлением. Но этим функции прибора не ограничиваются – также он:

защищает насос от преждевременной деформации: благодаря резерву воды насос включается не при каждом открывании крана, а только при опустошении бака;
предохраняет от перепадов давления воды при параллельном использовании нескольких кранов;
защищает от гидравлических ударов, которые потенциально могут происходить при включении насосной установки.

Функционирование прибора

Принцип работы бака следующий. Когда насос включается, в водяную камеру под давлением начинает закачиваться вода, а объем воздушной камеры в это время уменьшается. Когда давление достигает максимально допустимой отметки, насос отключается, и подача воды прекращается. Затем по мере забора воды из бака давление снижается и, когда оно уменьшается до минимально допустимой отметки, насос вновь включается и возобновляет закачку воды.

Совет. В процессе работы бака в водяной камере может накапливаться воздух, что провоцирует снижение эффективности оборудования, поэтому как минимум раз в 3 месяца нужно проводить обслуживание отсека – стравливать из него лишний воздух.

Виды мембранных баков

Различают два вида расширительных мембранных резервуаров:

Совет. Выбирая между сменной и стационарной мембраной, учитывайте один важный фактор: в первом случае вода полностью находится в мембране и не вступает в контакт с внутренней поверхностью бака, что исключает коррозионные процессы, а во втором случае контакт сохраняется, поэтому добиться максимальной защиты от коррозии невозможно.

Особенности выбора бака

Главный фактор выбора мембранного бака – его объем. При расчете оптимального объема резервуара следует учитывать следующие нюансы:

количество пользователей водопроводной системы;
количество точек водозабора: кранов, выходов для душа и джакузи, выходов для бытовой техники и котлов, которые работают с водой;
производительность насоса;
максимальное количество циклов включения/выключения насоса за один час.

Для расчета приблизительного объема бака можете воспользоваться такими ориентирами от специалистов: если количество пользователей не более трех, а производительность насоса составляет не больше 2 куб.м./ч, то вполне достаточно резервуара объемом 20-24 л; если количество пользователей от четырех до восьми, а производительность насоса колеблется в рамках 3-3,5 куб.м./ч, потребуется резервуар объемом 50-55 л.

Выбирая бак, помните: чем скромнее его объем, тем чаще придется включать насос и тем выше риск перепадов давления в водопроводной системе.

Совет. Если вы предполагаете, что со временем возникнет необходимость увеличения объема мембранного бака, покупайте оборудование с возможностью подключения дополнительных емкостей.

Схема подключения бака

Мембранный резервуар может устанавливаться как вертикально, так и горизонтально, но в обоих случаях схема подключения будет идентичной:

Определите место монтажа. Прибор должен располагаться со стороны всасывания циркуляционного насоса и до разветвления водопровода. Проследите, чтобы к баку обеспечивался свободный доступ для выполнения обслуживающих работ.
Закрепите резервуар к стене или полу через каучуковые прокладки и заземлите его.
К патрубку резервуара с помощью фитинга-американки подсоедините пятивыводной штуцер.
К четырем свободным выводам последовательно подсоедините: реле давления, трубу от насоса, манометр и разводную трубу, которая подает воду непосредственно к точкам забора.

Подключение бака

Важно, чтобы сечение подсоединяемой трубы водопровода было равным или немного большим по отношению к сечению приемного патрубка, но оно ни в коем случае не должно быть меньшим. Еще один нюанс: между расширительным баком и насосом желательно не располагать никаких технических устройств, дабы не спровоцировать увеличение гидравлического сопротивления в системе водоснабжения.

Инструкция по наладке оборудования

После того как мембранный бак установлен и подключен, важно грамотно его настроить и запустить. Остановимся на главных моментах этого этапа.

Первым делом нужно узнать величину внутреннего давления бака. В теории оно должно составлять 1,5 атм, но не исключено, что во время хранения прибора на складе или в процессе транспортировки случилась протечка, которая спровоцировала понижение столь важного показателя. Дабы убедиться в правильности давления, снимите колпачок золотника и выполните замеры манометром. Последний может быть трех видов: пластиковый – дешевый, но не всегда точный; механический автомобильный – более надежный и сравнительно доступный в цене; электронный – дорогой, но максимально точный.

После измерений необходимо определиться, какое давление будет наиболее оптимальным в вашем случае. Практика показывает, что для нормального функционирования сантехники и бытовых приборов давление в мембранном баке должно варьироваться в рамках 1,4-2,8 атм. Предположим, что вы выбрали эти показатели – что делать дальше? Сначала, если исходное давление в баке оказалось ниже 1,4-1,5 атм, его нужно повысить путем подкачки воздуха в соответствующую камеру резервуара. Затем следует настроить реле давления: откройте его крышку и при помощи большой гайки P настройте максимальный показатель давления, а при помощи малой гайки ∆P – минимальный показатель.

Процесс наладки оборудования несложен

Теперь можно запускать систему: по мере закачки воды наблюдайте за манометром – давление должно постепенно подниматься, а после того, как оно достигнет максимальной установленной отметки, насос должен отключиться.

Как видите, без расширительного мембранного бака вы действительно можете даже и не рассчитывать на полноценную работу индивидуального водоснабжения. Поэтому, если хотите бесперебойно пользоваться благами цивилизации, основательно подойдите к выбору и подключению прибора – все принципы и тонкости перед вами, так что советуем их хорошо проштудировать и только потом переходить к активным действиям.

Расчет объема гидроаккумулятора: видео

Мембранный расширительный бак для водоснабжения: фото

Как известно из школьного курса физики, жидкость при нагревании расширяется в объеме. Поскольку в отопительных системах эластичность труб не настолько высокая, чтобы вмещать увеличенный объем, давление резко повышается. Это часто приводит к разрыву радиаторов и магистралей. Если не найти способ вывести лишний объем воды, вся система может легко выйти из строя всего за несколько часов. Для этого монтируются дополнительные коммуникации, позволяющие скапливать давление в отопления закрытого типа.

Принцип работы

Без этого вспомогательного оборудования невозможна нормальная работа ни одной системы обогрева помещения. Простейшие устройства дают возможность компенсировать расширение нагреваемой жидкости и избежать гидроудара. По этой причине во время использования обязательно необходимо соблюдать правила безопасности. Подобрать необходимый агрегат и провести монтаж довольно просто. При правильном выборе оборудования продолжительная стабильная работа всей системы отопления будет гарантирована.

Подбор бачка

При проектировании надежной системы отопления каждому придется разумно выбирать такой бачок и монтировать его в системе отопления. Характеристики устройства будут зависеть от выполняемых функций и типа устанавливаемой конструкции. На рынке доступны всего три возможных варианта.

Закрытого типа. Цена на такие агрегаты на отечественном рынке может варьироваться от 2500 до 75 000 рублей в зависимости от необходимого объема. Обыкновенный герметичный бачок заполняется воздухом. При повышении давления в системе пространство бака заполняется посредством сжатия воздуха. Во внутренней части емкости устанавливается специальная мембрана. Она необходима для защиты агрегата от ржавчины после повышения коррозийной активности воды в результате смешивания с кислородом.

Открытый бачок не имеет герметичной крышки. Средняя стоимость на отечественном рынке - около 3000 рублей. Такие приборы применяются не только для компенсации расширения, но и для вывода воздушных пробок из системы. В конструкцию через такой бак можно добавлять теплоноситель для компенсации его постепенного испарения.

Водяное отопление дома может проектироваться с использованием бачка с верхним розливом. Это герметичная емкость, снабженная вентилем. С помощью такого бачка можно максимально быстро стравливать воду из домашней системы отопления.

Инструкция по установке

Монтаж должен выполняться в строгом соответствии с технологией для наиболее качественной работы отопительных приборов. Устройство необходимо устанавливать над котлом, а водяные патрубки при этом должны быть направлены вниз для удобства слива теплоносителя на случай поломки мембраны.

Такая система основана на принудительной циркуляции энергоносителей, поэтому она должна компенсироваться циркуляционными насосами. Плоский расширительный бачок для отопления закрытого типа выбрать и установить значительно труднее, если сравнивать с другими видами устройств, поскольку они не призваны компенсировать температурное расширение. Стабильное функционирование всей системы будет зависеть от качества проведенного монтажа.

Такие бачки устанавливаются на участках, где нет завихрений в течении теплоносителя. По этой причине правильным будет вариант расположения на прямых участках трубопроводов перед циркуляционными насосами. Придется ознакомиться с некоторыми общими правилами подбора и монтажа бачков, которые обязательно необходимо соблюдать при проектировании и сборке системы.

Расчет объема

В бачок должна помещаться десятая часть теплоносителя, проходящего по системе. Меньший размер выбирать нельзя ни в коем случае, потому что давление в расширительном бачке отопления закрытого типа будет слишком высоким, и предотвратить гидроразрыв не удастся. Такой расчет подходит только в тех случаях, когда вода применяется в качестве теплоносителя. Нужно выбирать больший объем емкости, если в системе циркулирует этиленгликоль.

Такой расширительный бачок должен снабжаться специальным Почти всегда он входит в заводской комплект. Если клапан у баке не предусмотрен, необходимо купить его и установить. Давление в расширительном бачке отопления закрытого типа можно будет снижать благодаря такому приспособлению.

Если расчет проводился неправильно, и был куплен агрегат с недостаточным объемом, можно докупить еще один. Частое повышение давления в отопительных системах послужит явным признаком допущенной ошибки при выборе бачка.

Размещение

Высота монтажа бака от пола не будет играть при этом абсолютно никакой роли. Герметичность будет сохраняться, а воздух выведется через специальные клапаны. Во время монтажа желательно учитывать, что поступление теплоносителя сверху будет наиболее оптимальным вариантом. Это дает возможность избавляться от воздуха, попадающего в отделения для жидкости.

Когда выбирается расширительный бачок для отопления закрытого типа, цена на всю систему может оказаться выше, если сравнивать с вариантом покупки двухконтурных электрических или газовых котлов, в которых уже предусмотрен механизм для понижения давления.

Подходящее количество воды

В системах отопления необходимый объем воды определяется в зависимости от размеров помещения, мощности котла и количества обогревательных элементов. В обычных системах на 1 кВт напряжения рассчитывается 14 литров. Такого количества должно быть вполне достаточно для хорошей циркуляции и нормального теплообмена.

Способы вычисления

Не всегда легко подобрать подходящий расширительный бачок для отопления закрытого типа. Инструкция по установке системы обогрева помещения иногда может быть выполнена только благодаря посторонней помощи. Каждый владелец может воспользоваться несколькими доступными способами выбора подходящего бачка. Проще всего найти в Интернете специальную программу калькулятор, которая облегчает расчет по указанным параметрам и дает возможность определить размер емкости для полноценной компенсации в системе.

Также можно обратиться с этим вопросом к специалистам, работающим в проектных бюро. Это самый надежный и наиболее затратный вариант. Благодаря такому способу, можно избежать ошибок при проектировании и подготовить ее к стабильной продолжительной эксплуатации.

Некоторые пытаются вычислить необходимый объем бака по формулам самостоятельно. Необходимо учитывать при этом, насколько может меняться давление в расширительном бачке отопления закрытого типа. Коэффициент увеличения объема при температуре теплоносителя 95 градусов равен 0,04, а при 85 о С - 0,034. Специализированные программы дают возможность проводить расчеты на основе общего объема воды в системе, рассчитанного по мощности отопительных котлов.

Точные расчеты определяют в целом эффективность отопления, обеспечивая бесперебойное функционирование, исключая возможные неисправности при нарушениях в процессе работы оборудования.

Максимально допустимое давление в расширительном бачке отопления закрытого типа определяется пороговыми значениями Желательно, чтобы они могли регулироваться. Объемы баков изначально подбираются с запасом, чтобы они могли выполнять все необходимые функции при неточностях в расчетах без создания угрозы аварий. Экономить при покупке не следует, и установку всего оборудования предпочтительно доверять только профессионалам.

Не стоит забывать, что от надежности системы отопления будет зависеть уровень защищенности жилья от холода, поскольку любые неисправности могут оставить здание без тепла полностью. Правильный монтаж дает возможность избежать множества проблем, и любой дом будет защищен в период самых суровых холодов. Естественно, со временем может повредиться каждый расширительный бачок для отопления закрытого типа. Неисправности в работе отопительной системы время от времени возникают. Для устранения всех неполадок лучше обращаться за помощью к квалифицированным профессионалам.

Данный вид оборудования разделяется резиновыми перегородками. В верхнюю часть их закачивается воздух для подачи начального давления. В нижнюю часть подается теплоноситель, и установка отопления запускается. При повышении температуры количество воды увеличивается, и ее излишки выделяются в бак. При возвращении теплоносителя к первоначальному объему в отопительной системе происходит автоматическая регулировка давления. Мембрана при этом принимает свое обычное положение.

Резервуары с установкой баллона

Такое оборудование дает возможность регулировать давление более точно. Воздушная камера размещается по всему периметру бака. Резиновый отсек расширяется при поступлении в него теплоносителя. Главной особенностью таких мембран является возможность замены на случай износа. Резиновый материал всегда должен соответствовать санитарным нормам и конкретным требованиям по эластичности, термостойкости, продолжительности возможной эксплуатации, влагостойкости.

Заключение

Установка отопления всегда должна быть укомплектована расширительным баком. Данное оборудование предназначается для поддержки стабильного и постоянного давления, обеспечивающего нормальное функционирование и исправную работу систем закрытого типа и циркуляцию теплоносителя в них.

Главной задачей таких бачков является снижение возможности гидроразрыва по причине резкого роста давления в трубах. Это может приводить к неисправности в работе отдельных элементов системы отопления.

Мембранный расширительный бак для системы отопления закрытого типа

Мембранный расширительный бак предназначен для компенсации температурного расширения теплоносителя и поддержания необходимого давления в закрытых системах отопления.

Жидкости, которые используются в системах отопления, при нагревании, за счет теплового расширения, увеличивают свой объем. Например, объем воды при нагревании до 90 о С увеличивается на 3,55%. Если в качестве теплоносителя в системе отопления применяют антифриз на основе этиленгликоля, то объем жидкости увеличивается еще более.

Мембранный расширительный бак для отопления. Устройство и схема работы. Через воздушный клапан (ниппель) воздушную камеру автомобильным насосом наполняют сжатым воздухом.

В закрытой системе отопления без расширительного бака даже незначительное повышение температуры приведет к резкому росту давления и срабатыванию предохранительного клапана. Избыточная часть теплоносителя через клапан выльется наружу.

Мембранный расширительный бак для отопления представляет собой сосуд, разделенный на две части подвижной мембраной. Одна часть сосуда соединена с системой отопления и заполнена теплоносителем. В другую часть сосуда закачивается воздух под определенным давлением.

При изменении объема жидкости в системе отопления, мембрана в баке перемещается в ту или другую сторону. В результате объем, занимаемый жидкостью в баке, тоже меняется. Сжатый воздух по другую сторону мембраны действует как пружина, поддерживая рабочее давление теплоносителя и не допуская срабатывания предохранительного клапана.

Эксплуатационные ограничения и требования безопасности

В зависимости от конструкции расширительного бака и применяемых материалов производители накладывают определенные ограничения на их использование в системах отопления.

Как правило, производители предъявляют определенные требования к составу и коррозионным свойствам жидкости — теплоносителю в системе отопления. Например, ограничивают содержание этиленгликоля в растворе антифриза.

Запрещается использование расширительного бака при давлениях, превышающих допустимые величины, указанные в технической документации производителя. В месте присоединения расширительного бака к системе отопления, обязательно требуется установка группы безопасности, которая контролирует и ограничивает давление в баке.

В системах отопления частных домов и автономного отопления квартир используют баки и другое отопительное оборудование с рабочим давлением не менее 3 бар .

Не допускается расширительный бак для отопления использовать в системах питьевого водоснабжения.

Установка, монтаж и подключение расширительного бака

Расширительный бак подключают к обратному трубопроводу отопительной системы со стороны всасывания циркуляционного насоса. 1 — мембранный расширительный бак; 2 — присоединительная запорная арматура и сливной кран; 3 — циркуляционный насос; 4 — кран подпитки

Расширительный бак устанавливают в отапливаемом помещении. Бак размещают в месте, легко доступном для обслуживания. Монтаж производят так, чтобы имелся доступ к воздушному ниппелю, фланцу и присоединительной арматуре.

Расширительные баки не большого размера обычно крепятся к стене с помощью кронштейна. Детали крепления, как правило, в комплект изделия не входят и заказываются отдельно. Баки большого размера устанавливают на пол, на ножках.

Расширительный бак подключают к обратному трубопроводу отопительной системы со стороны всасывания циркуляционного насоса.

Присоединительная арматура для расширительного бака позволяет отключать бак от системы, сливать воду из бака, пломбировать запорный кран.

В месте подключения, на линии к баку необходимо устанавливать запорную арматуру, защищенную от случайного закрывания. Кроме того, следует установить сливной (дренажный) кран для опорожнения бака. Производители баков обычно предлагают специальную присоединительную запорно — дренажную арматуру для своих изделий. Такие комплекты необходимо заказывать отдельно.

Для присоединения бака к обратному трубопроводу следует использовать трубы с внутренним диаметром, равным диаметру присоединительного патрубка бака.

Расширительный бак соединяют с системой отопления после промывки системы.

Встроенный мембранный расширительный бак расположен на задней стенке двухконтурного газового котла

Мембранные расширительные баки иногда встраивают в котлы. Например, двухконтурные газовые котлы, как правило, уже имеют встроенный расширительный бак определенной емкости. Если объем встроенного расширительного бака оказался мал для отопительной системы, то необходимо установить новый бак снаружи перед котлом на обратном трубопроводе. Объем нового бака выбирают как обычно, без учета емкости встроенного бака.

Настройка давления в расширительном баке

Перед вводом в эксплуатацию системы отопления, до заполнения бака теплоносителем , в расширительный бак через воздушный клапан — ниппель автомобильным насосом закачивают воздух. Величину давления воздуха контролируют автомобильным же манометром, встроенным в насос или отдельным прибором. Многие производители продают расширительные баки уже заполненные воздухом или азотом до определенного давления, указанного в техдокументации. В любом случае необходимо проверить достаточность начального давления воздуха в баке.

Начальное давление в воздушной камере расширительного бака — Р о :

P o > P ст + 0,2 бар ,

где Р ст — статическое давление системы отопления в месте установки бака — равно высоте столба воды от точки подсоединения расширительного бака до верхней точки системы отопления (высота столба 10 м = 1 бар )

Начальное давление в воздушной камере обязательно проверяют и регулируют при отсутствии в баке жидкости — открыть присоединительный штуцер и вылить остатки теплоносителя из бака. Встроенные в котел расширительные баки тоже освобождают от жидкости.

В системе отопления частного дома удобно устанавливать расширительный бак с заводским наполнением воздушной камеры воздухом или азотом давлением Р о = 0,75 — 1,5 бар . Такую величину выставленного на заводе давления можно оставить без изменения, даже если она будет значительно больше рассчитанной по формуле Р о . В большинстве случаев такого давления для систем отопления частного дома или квартиры вполне достаточно.

Встроенные в котел расширительные баки обычно уже заполнены воздухом или азотом до давления, указанного в инструкции к котлу. Перед установкой котла необходимо проверить давление воздуха в расширительном баке и, при необходимости, отрегулировать — закачать или спустить воздух.

Превышение начального давления над статическим минимум на 0,2 бар. необходимо для создания в системе давления, при котором снижается риск образования вакуума, парообразования и кавитации.

На следующем этапе бак присоединяется к системе отопления. Затем открывается вентиль подпитки и система отопления и бак заполняются теплоносителем с начальным давлением подпитки — Р нач .:

Р нач > или = Р о + 0,3 бар

(например, если Р о = 1 бар , то Р нач >= 1,3 бар )

Р о — начальное давление в воздушной камере расширительного бака.

Часто производители котлов, например газовых, указывают в технической документации рекомендуемое начальное давление подпитки теплоносителя в системе. В инструкции также указывают минимальное давление теплоносителя, ниже которого котел просто не будет включаться в работу. В этом случае заполняют систему с начальным давлением, указанным в инструкции к котлу.

Далее, включаем котел и разогреваем систему отопления до максимальной рабочей температуры (например, 75 о С ). При нагревании из воды выделяется растворенный в ней воздух. Удаляем воздух из системы отопления. Следим за показаниями манометра и фиксируем величину давления в системе с расширившейся водой — Р расш .

В заключении отключаем циркуляционный насос и снова включаем подпитку и доводим давление в системе при максимальной температуре теплоносителя до конечного — Р кон :

Р кон < или = Р кл — 0,5 бар ,

где Р кл — давление открытия предохранительного клапана системы отопления.

(например, если Р кл = 3 бар , то давление в системе доводим до Р кон <= 2,5 бар при температуре теплоносителя 75 о С )

Описанная выше методика настройки давления расширительного бака позволяет поднять до максимума эффективный полезный объем расширительного бака. Бак будет способен принять в себя наибольшее количество воды, и затем вновь отдать её системе. Это бывает полезно в случае, например, небольших протечек в системе. Бак сможет отдавать воду в систему длительное время — давление в системе будет снижаться с меньшей скоростью. Работоспособность системы отопления будет сохраняться более продолжительное время. Или, в результате охлаждения теплоносителя, давление в системе может снизиться ниже минимального, необходимого для включения котла. В этом случае автоматика не сможет запустить отопление в работу. При настройке давления по указанной выше методике риск такого развития событий снижается до минимума.

Эти преимущества, описанной здесь, методики настройки давления особенно актуальны для систем отопления загородных домов, куда хозяева заглядывают не каждый день.

Проверка целостности мембраны

Привести в действие на короткое время воздушный клапан (ниппель). Если из клапана истекает вода, бак нужно заменить, или, в баках со сменяемой мембраной, необходимо произвести замену мембраны.

Если необходимо удалить газ из воздушной камеры расширительного бака, перед этим обязательно следует опорожнить его водяную камеру, а не наоборот!

Перед тем, как снова наполнить бак водой, следует выставить требуемое предварительное давление в воздушной камере. При несоблюдении этих указаний существует опасность разрыва мембраны.

Расчет объема расширительного бака для отопления

Объем расширительного бака выбирается таким образом, чтобы при нагреве теплоносителя до максимальной рабочей температуры, рост давления в системе отопления не превышал допустимой величины (оставался ниже давления срабатывания предохранительного клапана).

Объем расширительного бака для системы отопления емкостью до 150 литров

Для систем отопления, содержащих небольшое количество теплоносителя, до 150 литров, объем расширительного бака выбирают по упрощенной формуле:

V n = 10 — 12% x V s ,

где: V n — расчетный объем расширительного бака; V s — полный объем системы отопления.

Расчет емкости расширительного бака для системы отопления объемом свыше 150 литров

Расчет начинают с определения приращения объема теплоносителя — дополнительного объема, который образуется в результате нагрева жидкости до рабочей температуры — V e .

V e = V s x n% ,

где, V s — полный объем системы отопления; n% — коэффициент расширения жидкости в системе отопления.

Значение коэффициента расширения n% , при максимальной рабочей температуре теплоносителя (воды) в системе отопления, определяется из таблицы:

T o C	40	50	60	70	80	90	100
n v %	0,75	1,17	1,67	2,24	2,86	3,55	4,34

Коэффициент расширения для антифриза на основе водного раствора этиленгликоля (Тосол и др.) определяется по формуле:

n a % = n v % x (1 + e a % / 100) ,

где n v % — коэффициент расширения воды из таблицы выше; e a % — процентное содержание этиленгликоля в растворе антифриза.

На втором этапе расчета (вторым действием) определяют объем водяного затвора в баке, V v — это объем теплоносителя, который изначально заполняет расширительный бак под действием статического давления в системе отопления. Емкость водяного затвора определяют по формуле:

V v = V s x 0,5% , но не менее 3-х литров.

На третьем этапе находим начальное давление в системе отопления — P o . Оно равно статическому давлению в системе отопления и определяется из расчета 1 бар = 10 метров водяного столба. Высота водяного столба в системе отопления равна расстоянию по вертикали между крайней нижней и самой верхней точкой системы, в которых находится теплоноситель. По чертежам или в натуре определяют вертикальные отметки крайних точек системы отопления. Разница между верхней и нижней отметками и будет равна высоте водяного столба жидкости в системе.

На четвертом этапе расчета определяют величину максимального рабочего давления в системе отопления — P e . Максимальное рабочее давление должно быть меньше давления срабатывания предохранительного клапана в системе отопления на величину, минимум 0,5 бар .

P e = P k — (P k x 10%) , но обязательно P k — P e => 0,5 бар .

где: P k — давление срабатывания предохранительного клапана.

В заключении расчета определяют необходимый объем мембранного расширительного бака для отопления по формуле:

V n = (V e + V v) x (P e + 1)/(P e — P o)

Выбирают бак с номинальным объемом больше расчетного.

Пример расчета расширительного бака

Выполним расчет расширительного бака для системы отопления с исходными данными:

Общий объем V s = 270 л .

Высота водяного столба 6 м ., отсюда начальное давление P o = 6/10 = 0,6 бар .

Максимальная рабочая температура теплоносителя (воды) 90 о С . По таблице определяем коэффициент расширения n% = 3,55% .

Предохранительный клапан настроен на срабатывание при давлении P k = 3 бар .

Производим расчет:

V e = 270 л . x 3,55% = 9,58 л. ;

V v = 270 л. x 0,5% = 1,35 л. , так как 1,35 < 3, то принимаем V v = 3 л. ;

P o = 0,6 бар . ;

P e = 3 бар. — (3 бар. х 10%) = 2,7 бар. , так как обязательно выполнение условия P k — P e => 0,5 бар., то принимаем P e = 2,5 бар .

Vn = (9,58 л. + 3 л. ) х (2,5 бар. + 1) / (2,5 бар. — 0,6 бар. ) = 23,18 л.

Результат:

Принимаем к установке расширительный бак с номинальным объемом 24 литра.

Кроме объема, при выборе конкретного типа расширительного бака, необходимо учитывать максимальное рабочее давление , на которое рассчитан бак.

Автономной системой подачи воды сегодня уже никого не удивить. Такие конструкции очень удобны и практичны, однако для их функционирования, зачастую, требуются устройства, о которых человек, пользующийся только централизованным водопроводом, может просто не знать. К примеру, автономная система подачи воды будет длительное время бесперебойно работать только в случае, если в нее включен расширительный бак для водоснабжения. Современная промышленность выпускает множество самых разных моделей таких устройств. Чтобы подобрать для себя оптимальный вариант, необходимо ориентироваться в типах оборудования и хорошо представлять себе принцип его работы.

Устройство и функции этого оборудования

Типы мембранных баков

Существует два основных типа расширительного мембранного оборудования.

Прибор со сменной мембраной

Главная отличительная особенность – возможность замены мембраны. Она вынимается через специальный фланец, который держится на нескольких болтах. При этом нужно учесть, что в приборах большого объема для стабилизации мембраны ее дополнительно закрепляют задней частью к ниппелю. Еще одна особенность устройства в том, что вода, заполняющая бак, остается внутри мембраны и не контактирует с внутренней частью бака. Что оберегает металлические поверхности от коррозии, а саму воду от возможного загрязнения и существенно продляет срок эксплуатации оборудования. Выпускаются такие модели, как в горизонтальном, так и в вертикальном исполнении.

Устройства со сменной мембраной отличаются более долгим сроком службы, поскольку наиболее уязвимый элемент системы можно заменить и вода не соприкасается с металлическим корпусом прибора

Устройство со стационарной диафрагмой

В таких устройствах внутренняя часть бака разделена на две части жестко закрепленной мембраной. Она не подлежит замене, следовательно, при выходе ее из строя, оборудование придется менять. В одной части устройства содержится воздух, в другой – вода, которая напрямую контактирует с внутренней металлической поверхностью прибора, что может провоцировать ее быструю коррозию. Для предотвращения разрушения металла и загрязнения воды внутренняя поверхность водной части бака покрывается специальной краской. Однако такая защита не всегда долговечна. Выпускаются устройства горизонтального и вертикального типов.

Разновидность прибора с жестко закрепленной мембраной. Конструкция предполагает, что вода соприкасается со стенками оборудования

В нашем следующем материале представлены рекомендации эксперта по выбору мембранного бака:

Как правильно подобрать прибор?

Основной характеристикой, на основании которой выбирается оборудование, является его объем. При этом обязательно учитываются такие факторы:

Количество людей, использующих систему водоснабжения.
Число водозаборных точек, в количество которых входят не только душ и краны, но и бытовые приборы, например, стиральная и посудомоечная машины.
Вероятность, что вода будет расходоваться несколькими потребителями одновременно.
Предельное количество циклов «пуск-стоп» за один час для установленного насосного оборудования.

Если количество потребителей не превышает трех человек, а установленный насос имеет производительность до 2куб. м в час, выбирается бак объемом от 20 до 24 л.
Если число потребителей от четырех до восьми человек и производительность насоса в пределах 3,5 куб. м в час устанавливается бак объемом в 50 л.
Если количество потребителей свыше десяти человек и производительность насосного оборудования составляет 5 куб. м в час, выбирают расширительный бак на 100 л.

При подборе нужной модели устройства стоит учитывать, что чем меньше объем резервуара, тем чаще будет включаться насос. А так же тот факт, что чем меньше объем, тем больше вероятность скачков давления в системе. Кроме того оборудование является и резервуаром для хранения определенного запаса воды. Исходя из этого корректируется и объем расширительного бака. Следует знать, что конструкция прибора позволяет установку дополнительного резервуара. Причем это можно сделать в ходе эксплуатации основного оборудования без проведения трудоемких демонтажных работ. После монтажа нового прибора объем резервуара будет определяться совокупностью объемов установленных в системе емкостей.

Кроме технических характеристик выбирая расширительный бак, особое внимание следует обращать на его производителя. Погоня за дешевизной может вылиться в гораздо более существенные расходы. Чаще всего для производства привлекающих своей стоимостью моделей используются самые дешевые материалы, а они, как показывает практика, не всегда качественные. Особенно важно качество каучука, из которого изготавливается мембрана. От этого напрямую зависит не только срок службы бака, но и безопасность воды, которая из него поступает.

При покупке бака со сменной мембраной обязательно нужно уточнить стоимость расходного элемента. Очень часто в погоне за прибылью не всегда добросовестные производители существенно завышают цену сменной мембраны. В таком случае будет более целесообразным подобрать модель другой компании. Чаще всего крупный производитель готов отвечать за качество своей продукции, поскольку дорожит репутацией. Таким образом, стоит в первую очередь рассматривать модели именно таких брендов. Это Джилекс и Elbi (Россия) и Reflex, Zilmet, Aquasystem (Германия).

Объем расширительного бака для водоснабжения может быть разным, он выбирается исходя из потребностей пользователей. Если впоследствии потребуется больший объем, можно будет установить дополнительный прибор

Особенности самостоятельной установки

Все расширительные баки можно разделить на две группы, определяющиеся способом подключения. Различают вертикальные и горизонтальные модели. Особых различий между ними не существует. При выборе руководствуются параметрами помещения, где будет размещено оборудование. В процессе монтажа следует придерживаться таких рекомендаций:

Расширительный бак устанавливается таким образом, чтобы к нему можно было обеспечить беспрепятственный доступ для обслуживания.
Необходимо предусмотреть возможный впоследствии демонтаж соединительного трубопровода для замены или ремонта оборудования.
Диаметр присоединяемого водопровода не может быть меньше, чем диаметр патрубка.
Нужно заземлить устройство, так можно избежать электролитической коррозии.

Монтаж прибора проводится со стороны всасывания насоса. На отрезке между насосным оборудованием и местом подключения нужно исключить все элементы, которые способны внести значительное гидравлическое сопротивление в систему. Линию подпитки подсоединяем к циркуляционному контуру всей системы.

По типу установки различают расширительные баки горизонтального и вертикального подключения

Обратите также внимание на материал о том, какие неисправности чаще всего возникают в насосных станциях, и как их устранить самостоятельно:

Расширительный бак – неотъемлемая часть автономной системы водоснабжения. Он поддерживает , предотвращает преждевременную порчу насоса и сохраняет определенный запас воды. Однако все эти функции выполняются только при условии грамотного подбора и правильно монтажа конструкции. Поэтому при отсутствии опыта лучше не увлекаться самодеятельностью, а найти квалифицированных специалистов, которые качественно установят любое устройство.