Расширительный бак для отопления - необходимость. Как подобрать расширительный бак

Расширительный бак компенсирует увеличение объема нагретого теплоносителя, снижая давление в разводке. Поэтому такой узел должен присутствовать как в открытой, так и в закрытой системе отопления. Причем бак для закрытой системы можно сделать даже своими руками, используя самодельные или готовые емкости.

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.

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.

Как вычислить объем бачка

Габариты расширительного бака для системы отопления открытого типа вычисляют исходя из объема и температуры теплоносителя. Причем простейшая формула оперирует только первым параметром. В этом случае объем бака равен пяти процентам аналогичного параметра системы.

Например, если в разводку, котел и батареи залили 200 литров воды, то объем расширительного бака равен 10 литрам (200×5%).

Более точная и сложная формула оперирует не только вместительностью системы, но и температурой теплоносителя. Ведь нагрев на 10 градусов Цельсия масштабирует объем на 0,3 процента. И поскольку начальная температура воды равна комнатной (20 °C), а максимальная температура нагрева доходит только до 100 °C, то и масштабирование объема залитой в систему жидкости возможно только до 2,4% (((100-20)/10)×0,3).

То есть, если в разводку залито те же 200 литров, то объем бака по уточненной формуле не превысит 4,8 литра (200×2,4%).

На практике лучше воспользоваться либо большим значением, вычисленным по 5-процентной пропорции, либо усредненным результатом, который определяется по половине суммы 5% и 2,4% объема теплоносителя. И для 200-литровой системы средний объем равен 7,4 литра ((10+4,8)/2).

Теперь, когда нам известен метод вычисления емкости бака, мы можем перейти к технологии сборки самого изделия.

Самодельная конструкция из листового металла

В редкой отопительной системе вместится более 200-300 литров теплоносителя, следовательно, объем нашего бака будет равен 10-15 литрам. Чтобы сделать такой бак нам понадобится лист металла габаритами 50×75 сантиметров. Толщина листа может быть произвольной, но оптимальной считается 2-миллиметровый вариант.

Ну а сам процесс сборки выглядит следующим образом:

• Режем болгаркой лист на две заготовки 25×75 сантиметров.
• Режем болгаркой эти полосы на шесть заготовок 25×25 сантиметров.
• Прожигаем резаком или электродом дыру в одной заготовке и ввариваем в этом месте штуцер с резьбовым сгоном на 1,0 или ½ дюйма.
• Прихватываем сваркой две заготовки под прямым углом друг к другу. Аналогичным образом поступаем и с еще двумя заготовками. Далее собираем куб без дна и крышки, соединив эти уголки сваркой.
• Провариваем швы до герметичного состояния. Тестируем стыки мелом и керосином.

Для проверки герметичности шва мел наносим снаружи, керосин – изнутри. Если спустя некоторое время не меловой полоске не появились жирные пятна, шов проварен герметично.

• Привариваем к кубу дно – заготовку с вваренным патрубком. Проверяем швы на герметичность.
• Пропаливаем резаком или дугой от электрода в последней заготовке отверстие 5×5 сантиметров.
• Привариваем заготовку с отверстием со стороны крышки куба. Герметичность швов в данном случае проверять не обязательно.

В итоге у нас получается емкость на 15,6 литра (25×25×25= 15625 см3 = 15,625 л). Причем в процесс сборки мы расходуем металл без остатка, а общей емкости такого бака хватит на 300-литровую систему.

Единственный недостаток данного варианта – значительная трудоемкость процесса. Такой бак соберет только опытный сварщик. И если вы не умеете варить герметичные швы, то вам лучше обратиться к иной разновидности металлоконструкций, например, к баку на основе готовой емкости – баллона.

Расширительный бачок из баллона

На расширительную емкость можно пустить и 50-литровый, и 27-литровый баллон. Только в первом случае будет достаточно отрезка высотой 25-30 сантиметров, а во втором – придется использовать весь баллон.

Поэтому с точки зрения экономии материала выгодно использовать 27-литровые или даже 12-литровые емкости. Ведь даже не самый большой 12-литровый вариант можно подключить к системе, в которую влили до 240 литров воды. А сам процесс трансформации баллона в бачок происходит по следующей схеме:

Во-первых, откройте вентиль и спустите остатки газа. Потом скрутите ваниль и слейте отдушку, которую добавляют в баллоны для формирования специфического аромата газа. Отдушку лучше сливать подальше от жилья.

Во-вторых, залейте сквозь отверстие вентиля в баллон воду, заполнив его до самого верха. Спустя 5-10 часов слейте воду, подальше от жилья.

В-третьих, обрежьте коническую часть вентиля и наварите ее на штуцер нужного диаметра со сгоном – так вы оформите вход в бак. Если со сваркой не сложилось – используйте вентиль как вход, применив для стыковки с системой сильфонную подводку, которую можно накрутить на внешний штуцер вентиля.

В-четвертых, приварите к корпусу баллона ножки, сориентировав емкость вентилем вниз. При этом ножки из уголков можно зафиксировать с помощью саморезов по металлу, используя для герметичности силиконовые шайбы.

В-пятых, прорежьте в верхней точке уже почти готового бака (со стороны дна баллона) люк габаритами 50×50 миллиметров. Сквозь люк можно залить воду в систему или стравить пар или воздух из теплоносителя. В открытых баках эта деталь должна присутствовать обязательно.

Как видите, собрать бак из баллона не так уж и трудно, но есть еще более простой способ изготовления, предполагающий использование в качестве основы полимерной емкости.

Бачок из полимерной емкости

В этом случае вы просто берете пластиковый бак нужного объема. Это может быть и канистра на 10-40 литров, и 5-литровая емкость из-под масла или стеклоочистителя, и даже обычное 10- или 12-литровое ведро. Хотя основа с квадратными гранями в данном случае будет предпочтительнее.

Далее вы покупаете обычный резьбовой штуцер с двумя сгонами (резьбовыми участками на торцах), резиновую шайбу, внутренний диаметр которой совпадает с внешним диаметром штуцера, и две гайки (под резьбу сгонов).

На следующем этапе вы нагреваете один торец штуцера на огне (можно на газовой плите) и прожигаете им дно канистры, ведра или любой другой емкости. Далее вы обрезаете верх (если он закрыт) и прожигаете раскаленным гвоздем три отверстия, расположив их треугольников в верхней части. С помощью этих отверстий мы будем крепить канистру к стене, поэтому они должны располагаться подальше от дна.

На предпоследнем этапе вы монтируете штуцер в дно емкости. Для этого на сгон накручивается гайка, а сам он вставляется в отверстие. Потом, изнутри, на резьбу одевают резиновый уплотнитель (шайбу) и накручивают вторую гайку. Она должна придавить резину ко дну, упираясь во вторую (внешнюю) гайку.

На последнем этапе вы крепите емкость под потолком, используя саморезы или дюбели, которые вставляют в заранее просверленные или прожженные горячим гвоздем отверстия. Подобного крепления хватит для фиксации 5-литровой канистры. Для 10-литрового варианта придется строить полку.

Как подключить расширитель в систему отопления

После завершения строительства бака мы должны подключить расширитель к системе. И в этом случае нужно действовать по следующей схеме:

• Слейте воду из системы. Причем можно удалить далеко не весь объем, а только десятую часть, понизив уровень жидкости до верхнего патрубка батарей.
• Определите наивысшую точку напорной трубы и врежьте в это место тройник. Отметим, что для полимерных труб можно использовать цанговый фитинг, а если теплопровод собран из стальной арматуры, то вместо тройника можно вварить отвод с резьбовым торцом.
• Установите расширительный бак у потолка или на чердачное перекрытие. В последнем случае потолок придется рассверливать, открывая доступ к тройнику разводки.
• Накрутите на штуцер бака гайку сильфонного шланга. Опустите второй конец сильфона на уровень тройника. Накрутите его на отвод разводки (патрубок или штуцер тройника).

Вместо сильфонного шланга можно использовать полимерную или металлическую трубу, но этот шаг усложнит монтаж, поэтому мы выбираем не жесткую конструкцию, а гибкий шланг. Вентиль в точке врезки расширителя монтировать не нужно. Расширительный бак для отопления открытого типа

Чтобы продлить срок службы отопительного оборудования и возместить термическое расширение теплоносителя в системе отопления устанавливают расширительный бак. Какой расширительный бак для отопления выбрать рассмотрим в данной статье.

Особенности и функции расширительного бака для отопления

С увеличением температуры в системе отопления на 15 градусов, благодаря тепловому расширению, объем теплоносителя увеличивается на половину процента. Расширительный бак возмещает это расширение, избыток теплоносительной жидкости попадает в емкость бака. При остывании теплоносителя механизм расширительного бака выталкивает недостающую жидкость назад в систему.

Если случится небольшая утечка воды, чтобы не было понижения уровня давления в системе расширительный бак выталкивает теплоноситель, тем самым возмещая утраты.

Если в закрытой системе отопления, расширительный бак отсутствует - расширение теплоносителя приводит к повышению давления, быстрому износу комплектующих отопительной системы или к поломке и разрыву труб и кранов.

Сфера использования расширительного бака для отопления:

• система обогрева, работающая на тепловых насосах и солнечных коллекторах;
• система отопления автономного типа;
• независимая система отопления, которая подключена к ЦО;
• система замкнутого контура.

Преимущества установки расширительного бака для отопления:

• отсутствие загрязнения воды;
• невысокая стоимость;
• обеспечение безопасности и надежности;
• отсутствие теплопотерь;
• минимальное количество воздуха в системе;

• регулировка давления;
• использование расширительного бака не зависит от типа и качества теплоносителя;
• повышение срока эксплуатации радиаторов, труб, кранов и котла.

Разновидности расширительных баков для отопления

Фото расширительный бак для отопления:

В зависимости от принципа работы выделяют:

• расширительные емкости для отопления открытого типа;
• закрытые расширительные баки отопления.

Расширительные емкости открытого типа менее популярны. Такие устройства устанавливают в системах, где циркуляция воды происходит самовольно без применения насоса. Открытый расширительный бак для отопления содержит крышку, которая легко открывается, при необходимости подлива воды. Недостатком расширительной емкости для отопления открытого типа есть связь теплоносителя с кислородом, что приводит к образованию коррозии в системе отопления. При отсутствии герметичности в открытом баке отопления вода быстрее испаряется из системы, и следует ее постоянно подливать. Установку открытого расширительного бака следует проводить в самой высокой точке отопительной системы, а эта процедура не всегда доступная.

Закрытый или мембранный расширительный бак системы отопления устанавливают в системе, где перемещение теплоносителя обеспечивается насосом. Расширительная емкость закрытого типа изготавливается в виде стального резервуара без крышки, который имеет внутреннюю перегородку в виде резиновой мембраны. Одна половина служит для заполнения теплоносителем, а во второй находится воздух или азот. Расширительный бак покрывают краской порошкового типа, чтобы при высокой температуре теплоносителя избежать механических повреждений стенок сосуда. Одной стороной, мембранный расширительный бак крепится к системе отопления при помощи штуцера или фланца, а другая сторона, служит для закачки воздуха. Давление в расширительном баке отопления позволяет автоматически регулировать подачу теплоносителя в систему или обратно в сосуд.

Закрытые расширительные баки разделяют на:

• сменные,
• несменные.

Расширительные баки сменного типа стоят дороже, но имеют ряд преимуществ:

• возможность замены мембраны при повреждении или разрыве;
• экономия на трубах, так как нет необходимости устанавливать закрытый расширительный бак в верхней точке системы отопления;
• обеспечение минимальных теплопотерь;
• так как теплоноситель не контактирует с кислородом трубы и вся система защищена от образования ржавчины;
• вертикальное или горизонтальное расположение мембраны;
• исключение связи с металлической внутренней стенкой бака;
• легкая замена мембраны осуществляется через фланец расширительного бака.

Несменные расширительные баки хотя имеют более низкую стоимость и не допускают замены мембраны. Мембрана в расширительном баке несменного типа располагается плотно и жестко прижимается к внутренней поверхности стенки бака. Повреждение мембраны происходит лишь в случае неправильного запуска системы отопления, когда давление поднимается быстро и превышает предельно допустимую норму.

В зависимости от типа мембраны выделяют расширительные баки с:

• балонной мембраной,
• диафрагменной мембраной.

Расширительный бак с балонной мембраной более надежный и имеет больший объем. Теплоноситель не контактирует со стенками бака, что предотвращает образование коррозии.

Плоский расширительный бак для отопления оснащен разделительной перегородкой в виде диафрагмы, которую в случае повреждения невозможно заменить.

Подбор расширительного бака для отопления

Размер емкости расширительного бака для отопления зависит от таких факторов:

• тип и вместительность всей отопительной системы;
• предельное значение рабочей температуры теплоносителя;
• предельное давление;
• высота, на которой устанавливают расширительный бак.

Для определения приблизительного объема расширительной емкости, нужно узнать общий объем всей отопительной системы: трубопровода, приборов отопления и отопительного котла. От этого объема следует высчитать 10 %. Например, если общий суммарный объем системы обогрева составляет 600 л, то следует выбрать расширительный бак вместительностью в 60 л.

3 % объема расширительного бака для отопления приходится на резервный запас теплоносителя, для возмещения возможных утечек.

Точный расчет расширительного бака для отопления производится с помощью специалистов или специальных онлайн калькуляторов.

Советы по правильному подбору расширительного бака:

1. После проведения расчетов, следует позаботиться о том, чтобы скачки напора в системе отопления не превышали максимальных единиц, которые указаны в техническом паспорте устройства.

2. Расчет, в результате которого будет выявлен объем расширительной емкости, лучше увеличить на пару единиц. Расширительный бак большего объема не принесет никаких негативных последствий, а меньшая расширительная емкость способна отрицательно повлиять на работу системы.

3. Перед монтажом расширительного бака, узнайте параметры прибора, чтобы избежать проблем с транспортировкой бака в помещение.

4. Если в качестве теплоносителя выступают гликолевые смеси, следует увеличить предварительный расчет расширительного бака в половину.

5. При частом срабатывании предохранительного клапана установка и подбор расширительной емкости произведены неверно.

1. Лучше отдать предпочтение мембранной или закрытой расширительной емкости. Хотя такой бак стоит дороже, система отопления, в которой установлен расширительный бак закрытого типа прослужит дольше, благодаря отсутствию контакта между теплоносителем и кислородом.

2. Обратите внимание на материал резиновой перегородки закрытого расширительного бака. Производители используют для этих целей резину из натурального бутилкаучука или EPDM.

3. Если расширительная емкость будет использоваться совместно с системой центрального отопления, резина для мембраны должна обладать прочностью и стойкостью к высоким температурам. Так как центральное отопление не предполагает больших скачков давления, но температура теплоносителя бывает достаточно высокой.

4. Бак с высокой эластичностью мембраны подойдет для частной системы отопления, так как высокие перепады давления характерны для данного типа системы отопления.

5. Для применения расширительного бака не только в системе отопления, но и в системе водоснабжения резина для мембраны должна быть пищевой, чтобы не понижать качественные характеристики воды.

6. При выборе между заменяемой и незаменяемой мембраной лучше отдать предпочтение первому варианту. Так как при поражении незаменяемой мембраны нужно менять расширительный бак полностью.

7. Перед покупкой расширительного бака, изучите технические характеристики прибора, потребуйте сертификаты качества покупаемой продукции.

8. Обязательно следует оформить гарантийный талон.

9. Главными условиями правильного выбора расширительного бака является стойкость перед диффузией, перепадами температур и давления, долговечность, согласованность с санитарно-гигиеническими нормами, использование качественных материалов при изготовлении.

Производители расширительных баков для отопления

1. Расширительный бак для отопления Wester (Великобритания)

Особенности:

• изготовлены из высококачественной стали;
• отлично справляются с возмещением расширения теплоносителя;
• мембрана изготовлена из EPDM;
• наличие сертификата качества;
• баки оснащены сменными мембранами;
• отсутствие контакта воды с воздухом;
• расширительные баки компании Wester представлены в объемах от 8 до 2000 л.

Расширительный бак системы отопления цена: от 18 $ за расширительный бак объемом 8 л, до 3600 $ за расширительный бак объем, которого составляет 2000 л.

2. Расширительный бак Zilmet (Италия)

Особенности:

• предназначены для установки в индивидуальной системе отопления;
• углеродная сталь - основа для металлического корпуса расширительного бака Zilmet;
• наличие пневмоклапана внутри расширительного бака;
• минимальный объем бака составляет 4 л, а максимальный 1000 л;
• цветовая гамма: красная;
• рабочая температура от 0 до +98 °C;
• компания производит расширительные баки для отопительной системы и для системы водообеспечения;
• расширительные емкости для отопления выпускаются в двух сериях: Cal PRO - расширительные емкости для отопительной системы, ОЕМ PRO - плоские расширительные емкости для котлов;
• цена: от 30 до 2600 $.

3. Расширительный бак системы отопления Reflex (Германия)

Особенности:

• высокий уровень гидравлической устойчивости;
• отсутствие воздуха в системе отопления;
• защита от перепадов давления;
• разнообразие расширительных баков.

Разновидности расширительных баков Рефлекс:

• серия N, NG - представляет расширительные емкости с незаменимыми мембранами и покрытием из полимеров. Предельная рабочая температура составляет 70 °C. Объем бака варьируется от 8 до 1000 л;
• серия S представляет белые и красные расширительные баки для использования в системе отопления и водообеспечения. Предельная температура 70 °C. Минимальный объем 8 л, максимальный - 600 л;
• серия G представляет расширительные баки только в красном цвете, которые имеют заменяемую мембрану и пневмоманометр.

Цена: от 20 до 4000 $.

4. Бак расширительный для отопления Cimm (Италия)

Особенности:

• для системы отопления выпускают расширительные баки несменного типа;
• для изготовления мембран расширительных баков, предназначенных для установки в системе водообеспечения;
• минимальный объем расширительных баков 6 л, а максимальный - 1000 л.

Разновидности:

• Серия СР представляет плоские расширительные баки объёмом от 6 до 18 л, предельная рабочая температура +90 °C;
• Серия ERE представляет мембранные балонные расширительные баки, которые выдерживают температуру +100 °C.

5. Расширительные баки Gilex (Россия)

Особенности:

• назначение: отвод дополнительного объема теплоносителя;
• разновидности: расширительные баки открытого и закрытого типа;
• объем от 6 до 300 л;
• модели с объемом более 12 л выдерживают давление в 6 атмосфер.

6. Расширительный бак Flexcon (Нидерланды)

Особенности:

• разнообразие расширительных баков, согласно типу давления в системе: расширительные баки для высокого, среднего и низкого давления;
• надежная мембрана, которая покрывает стенки бака;
• специальное зажимное кольцо способно удерживать давления, не допуская снижения уровня воды;
• минимальное попадание воздуха в систему;
• отсутствие испарения воды;
• применение в системах отопления с этиленгликолевыми смесями;
• применение: закрытые системы обогрева, кондиционные системы;
• рабочая температура от -10 до 120 °C;
• объем от 6 до 12000 л.

Разновидности:

• модели серии С предназначены для систем обогрева с низким давлением до 3 бар, предельная температура для нормальной работы устройства +70 °C;
• серия СЕ предназначена для системы обогрева со средним уровнем давления, предельное давление 6 бар;
• серия СЕ для высокого давления представляет расширительные баки, которые выдерживают давление до 10 бар;
• серия PRO, M представлена разборными расширительными баками для обогрева вертикального или горизонтального исполнения, с предельным объемом наполнения в 62 % и рабочей температурой 70 °C.

Расширительный бак – обязательный компонент любой схемы отопления. Расширительный бак компенсирует тепловое расширение теплоносителя. Нужно качественно подсчитать объем расширительного бака отопления, в другом случае он не будет выполнять свою функцию. Неверный подбор объема расширительного бака для системы отопления приведет к повреждению приборов отопления, теплогенератора и коммуникаций. В случае открытой конфигурации схемы неверный расчет может повлечь разлив теплоносителя.

Расширительные баки применяются для устранения теплового расширения, принятия избытка теплоносителя, поддержания стабильного гидравлического давления в оборудовании. В закрытых схемах отопления устанавливаются герметичные баки с резиновой мембраной, для открытой – полые сосуды, соединенные с окружающей средой.

В системах отопления открытого типа лишний объем нагретой воды вытесняется в открытое пространство расширителя. В случае переполнения организуется перелив из расширителя в канализацию. Открытый сосуд устанавливается на верхней точке системы и одновременно выполняет функцию отвода воздушных пробок из системы отопления. Размер расширительного бака для отопления по открытой схеме при организации перелива теплоносителя выбирается произвольно, но не менее 5% от общего объема теплоносителя. В схемах с естественной циркуляцией (при отсутствии водопровода) бак используется для залива воды (теплоносителя).

Мембранный экспанзомат – герметичный сосуд, разделенный мембранной перегородкой на две камеры. К одной камере подключается отвод от системы отопления, в другую при производстве через специальный клапан закачивается воздух с давлением от 0,4 – 1,6 атмосфер. Объем бака зависит от общей вместимости оборудования по теплоносителю. Теплоноситель (вода), разогреваясь, расширяется и образовавшийся лишний объем его выдавливается в водяную камеру экспанзомата, создавая давление на мембранную перегородку. Мембрана выгибается в направлении воздушной камеры, усилие теплоносителя компенсируется давлением воздуха (воздух при этом сжимается). По этому принципу происходит компенсация давления в системе отопления. Гибкость мембраны и давление воздуха бачка расширительного бака для отопления закрытого типа поддерживает постоянную величину давления в системе.

Способы расчета расширительного бака для отопления

Чаще используют точный расчет по формулам. Его под силу провести любому человеку с помощью калькулятора. Объем расширительного бака для отопления рассчитывается по формуле:

А = ВхС/К, где В – объем теплоносителя; С – показатель теплового расширения теплоносителя; К – показатель эффективности мембранного бака.

Расчет объема теплоносителя производят тремя методами:

• Геометрический – по внутреннему объему отопительных приборов, котла и трубопроводов;
• При заполнении системы – по прибору учета или сложением при ручном заполнении;
• Обобщенный метод – на 1 кВт тепловой мощности котла принимается 15 литров в объеме системы.

Обобщенный метод имеет уточненную модификацию в зависимости от типа приборов отопления. При использовании радиаторов количество воды в них составляет в среднем 11 литров, в конвекторах – 7 литров, в контуре теплого пола – до 18 литров. Объем теплообменника указан в паспорте оборудования, количество воды в трубопроводах можно определить, посчитав их протяженность и внутренний объем. Эти показатели суммируются (котел, трубы, приборы) – результат составляет общий объем комплекса отопления.

После расчета объема системы производится по следующей формуле:

К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1), где ДБ – максимальное давление теплоносителя, обычно принимается равным давлению срабатывания предохранительного клана на группе безопасности (3 атм.); ДБ – установленное давление воздуха в воздушной камере расширительного бака.

Показатель теплового расширения воды составляет 4% при нагреве до 95 градусов Цельсия. В случае наличия в составе теплоносителя незамерзающих фракций показатель увеличивается в зависимости от процентного содержания добавок. При 10% добавки в общем объеме показатель воды 4% умножают на поправочный коэффициент 1.1, при 30% – на 1.3 и так далее.

Расчет экспанзомата для системы с котлом мощностью 31 кВт

Перед проведением расчетов по подбору расширительного бака следует знать, что большинство настенных котлов оборудованы встроенными расширительными баками. Объем встроенного бака указан в технической документации котла. При пересчете объема системы отопления по мощности котла (умножением 1кВт мощности по теплу на 15 литров) сверяют соответствие бака объему сооружаемой системы. При недостатке устанавливается дополнительный бак. Его объем рассчитывается за вычетом встроенного экспанзомата. Напольные котлы, как правило, не имеют встроенного оборудования.

Расчет выглядит следующим образом:

К = (ДМ – ДБ)/(ДМ+1) = (3,0 – 1,5)/(3,0 – 1) = 0,375

3,0 – давление в системе, максимальное, атм.;

1,5 – давление воздуха за мембраной, атм.;

0,375 – показатель эффективности бака, К.

Объем теплоносителя: В = 31х15 = 465 литров.

Тогда объем бака составит:

А = 465х0,04/0,375 = 49,6 литра.

Выбирается расширительный бак объемом не менее 50 литров с давлением воздуха в 1,5 атм. Общий способ подбора (10% от А) показывает необходимость применения бака объемом не менее 46,5 литров. В таком случае размер экспанзомата всегда округляется до большего объема – 50 литров.

Давление воздуха, включенное в расчет (1,5 атмосферы), можно изменить. На расширительных баках имеется встроенный клапан для заполнения воздухом. К нему можно подключить ручной насос и поднять давление в случае, если заводское давление составляет меньшую величину. При этом необходимо соблюдать осторожность – при значительном повышении давления можно повредить мембрану, поэтому процесс нужно контролировать по манометру. Клапан также выполняет функцию сброса давления при его поднятии до предельных значений.

При расчете расширительного бака расчетный объем лучше увеличить на величину 5 – 10% – это мероприятие нивелирует погрешности расчета и не отразится на работе мембранного сосуда и комплекса отопления в целом.

В автономной отопительной системе обязательно присутствует расширительный бак для отопления, или компенсатор. Его функция заключается в компенсации избыточного давления, которое возникает в системе при расширении теплоносителя вследствие нагрева. При быстром повышении температуры жидкий теплоноситель расширяется и возникает скачок давления, так называемый гидравлический удар. Он может разрушить элементы трубопровода и соединительной арматуры. Другие названия расширительного устройства: гидроаккумулятор, экспансомат.

Устройство и принцип работы расширительных баков для отопления

Системы отопления бывают открытые и закрытые. Соответственно, расширительные бачки отопления существуют открытого типа и закрытого.

Баки открытого типа

Открытый расширительный бак для отопления – это ёмкость в форме параллелепипеда, выполненная из нержавейки. Такой бак ставится в самой высокой точке открытой отопительной системы, обычно на чердаке.

К бачку подключаются трубы:

• магистральная;
• циркуляционная;
• сигнальная, с запорным устройством.

В отопительной системе этого типа теплоноситель (вода) циркулирует естественным образом, без насосов. Несмотря на сравнительную дешевизну и простоту такого отопления, оно постепенно уходит в прошлое из-за многочисленных недостатков.

• В открытом баке теплоноситель постоянно испаряется, поэтому нужно контролировать уровень воды и по мере необходимости подливать. По этой же причине проблематично использовать другой теплоноситель, например антифриз – он испаряется ещё быстрее.
• Возможен перелив воды из бака, поэтому необходимо предусмотреть её отвод в канализацию или дренаж.
• Открытый расширительный бачок требует хорошей теплоизоляции, чтобы вода не замёрзла в сильные морозы.
• Для установки на чердаке потребуются дополнительные трубы и соединительные элементы.
• Воздух, попадая из расширительного устройства в систему, провоцирует коррозию трубопровода и радиаторов, а также приводит к появлению воздушных пробок.

Система с открытым компенсатором подходит для отопления небольших одноэтажных домиков. Более крупные дома отапливаются закрытыми системами.

Баки закрытого типа

Закрытый, или мембранный расширительный бак системы отопления, содержит внутри эластичную мембрану, которая делит внутренний объём бака-компенсатора на два отсека, газовый и жидкостный. В газовой части содержится воздух под давлением (в некоторых моделях – азот или инертный газ), а в жидкостную поступают излишки теплоносителя при нагреве.

Бак закрытого типа (мембранный)

Чем выше температура, тем больше заполняется жидкостная часть гидроаккумулятора. Газовая часть при этом сокращается и давление в ней возрастает. При достижении порогового значения срабатывает предохранительный клапан, лишнее давление сбрасывается. А когда отопительная система остывает, то происходит обратный процесс, и теплоноситель возвращается из бака в трубопровод.

Принцип работы мембранного расширительного бака

Есть два вида мембранных компенсаторов.

1. С мембраной диафрагменного типа. Это небольшие по размеру бачки. Диафрагменная мембрана в них несъёмная и не подлежит замене: если она порвётся, то придётся полностью менять прибор.
2. С баллонной (грушевидной) мембраной. Её можно менять при износе, она используется в крупных тысячелитровых баках.

Объем расширительных баков для отопления может варьироваться в широких пределах от двух до нескольких тысяч литров. Форма закрытого гидроаккумулятора – плоская либо цилиндрическая. В плоском расширительном баке мембрана-диафрагма расположена вертикально, в цилиндрическом горизонтально.

Стоит обратить внимание: мембранный компенсатор иногда ошибочно называют вакуумным расширительным бачком для отопления. Однако вакуум в этом устройстве не используется. В отопительной системе может быть вакуумный деаэратор для удаления из воды микропузырьков воздуха.

Установка мембранного расширительного бачка

В отличие от открытого, мембранный гидроаккумулятор можно для удобства обслуживания установить прямо в тепловом пункте, рядом с котлом. Обычно его ставят на прямом участке перед циркуляционным насосом, желательно так, чтобы вода (или иной теплоноситель) поступала в компенсатор сверху. Он обязательно должен быть снабжён манометром, предохранительным клапаном и подключён к обратке.

Гидроаккумуляторы объёмом до 30 л крепят на стену, более крупные устанавливают на полу. При монтаже на стене бак следует крепить надёжно, поскольку его вес резко увеличивается при заполнении водой.

Несколько мембранных баков в тепловом пункте

Важные рабочие характеристики и расчёт объёма компенсатора

При подборе расширительного бака учитывают максимальную рабочую температуру и давление. Например, теплоноситель может нагреваться до +120° С, а пиковое давление в расширительном бачке отопления может доходить до 6-10 бар (обычное среднее значение 2-4 бар). Поэтому важны характеристики мембраны, её долговечность, термостойкость, соответствие санитарным нормам.

Объём компенсатора зависит от объёма теплоносителя в целом в системе. Необязательно рассчитывать объём математически точно, часто применяют упрощённый метод: выбирают бак с ёмкостью, равной 10% от полного объёма теплоносителя. А если этот объём неизвестен, то исходят из мощности котла и вида приборов отопления. Соотношения такие: для батарей отопления принимают – 11 л/кВт, для тёплых полов – 17,5 л/кВт, для настенно-напольных обогревателей – 7,5 л/кВт.

Если ёмкость выбранного компенсатора оказалась недостаточной, то предохранительный клапан будет сбрасывать давление слишком часто. В этом случае достаточно приобрести и подключить параллельно ещё один расширительный бачок.

Довольно сложно учесть все нюансы, тем более что в каждом доме система отопления обязательно имеет свои особенности. Чтобы не ошибиться при выборе и монтаже устройства, лучше обратиться в специализированную компанию.

Видео: монтаж расширительного бака

Как можно эффективно стабилизировать давление в системе отопления? Решение этой задачи заключается в применении комплексных мер, в том числе – установка специальных компонентов. Одним из них является расширительный бачок для системы отопления: закрытый, открытый, давление в которых должно быть стабильным при любых режимах работы.

Назначение расширительных емкостей отопления

Отопления с открытым расширительным баком" title="Гравитационная система отопления с открытым расширительным баком">

Прежде чем рассмотреть бачки расширительные для системы отопления нужно выяснить их назначение. Оно связано со свойством воды или аналогичного ей теплоносителя расширяться под действием температуры. В результате этого возрастает давление в системе. Его избыток должен компенсироваться.

Использование воздухоотводчика или подобной ему запорной арматуры эффективно, но имеет определенные отрицательные стороны. Главной из них является выход воды из системы, в результате чего велика вероятность образования воздушных пробок. Но как работает расширительный бачок в системе отопления при возникновении избыточного давления? Рассмотрим общий принцип работы на примере самой простой открытой модели:

• В нормальном состоянии расширительный бачок закрытого типа заполнен на 2/3;
• При возрастании объема теплоносителя уровень заполнения емкости увеличивается, тем самым стабилизируя систему;
• Как только температура воды опустится до оптимального уровня, – ее объем в системе снизится до нормального;
• Одновременно уровень теплоносителя в баке стабилизируется.

По такому же принципу работают закрытые модели. Разница заключается в конструкции – она разделена на 2 камеры. Первая подсоединяется к магистрали отопления и заполняется водой, а во второй создается давление, равное нормальному для данной системы. Причем обе камеры разделены эластичной мембраной. Как только объем теплоносителя в трубах превышает критический – давление в расширительном бачке отопления компенсирует этот процесс путем смещения мембраны. Таким способом временно увеличивается фактический объем отопления.

Для системы с принудительной циркуляцией запрещено ставить расширительный бак открытого типа. Он не сможет обеспечить требуемую герметичность.

Расширительный бак открытого типа

Самой простой разновидностью являются открытые модели. В большинстве случаев они представляют собой негерметичную емкость, устанавливаемую в самой верхней точке системы. Это важный момент, так как расположение расширительного бачка в системе отопления напрямую влияет на функциональные и эксплуатационные качества.

Основной принцип работы расширительного бачка в системе отопления гравитационного типа заключается в компенсации теплового расширения теплоносителя. Этот элемент можно изготовить самостоятельно, либо приобрести заводскую модель. Важными эксплуатационными параметрами для бака открытого типа являются:

• Устойчивость материала изготовления к постоянному воздействию воды и резким перепадам температур. Лучше всего себя зарекомендовали изделия из нержавеющей стали;
• Правильно рассчитанный объем, напрямую зависящий от количества воды в системе;
• Невозможность изменения месторасположения. Это обусловлено конструкцией.

До того как установить расширительный бачок в системе отопления открытого типа нужно ознакомиться с его преимуществами. Главным из них является доступная стоимость и простой монтаж. Помимо традиционной схемы можно сделать небольшую модернизацию. Для этого кроме патрубков соединения к магистрали монтируются дополнительные – контролирующий минимальный уровень жидкости и соединенный с трубой подпитки для пополнения системы.

Одним из недостатков такой конструкции является постоянное испарение теплоносителя из системы. На первый взгляд, это показатель незначителен, но если установка расширительного бачка отопления была выполнена на неотапливаемом чердаке – разность температур воздуха и теплоносителя пагубно скажется на КПД системы.

Выход из подобной ситуации – утепление стенок емкости и установка верхней крышки с плотным прилеганием. В таком случае скорость испарения воды значительно снизиться, а внешние факторы не будут влиять на температурный режим работы.

Для того чтобы сделать расширительный бачок для отопления своими руками можно подобрать соответствующую емкость и установить в нее соединительные патрубки.

Расширительный бак закрытого типа

Намного сложнее выбрать расширительный бачок закрытого типа. Это объясняется повышенными требованиями к конструкции, так как она рассчитана для эксплуатации в системах с повышенным уровнем давления.

Роль расширительного бачка в системе отопления более существенна, чем для открытых моделей. В процессе работы циркуляционного насоса в совокупности с температурными колебаниями возникают скачки давления. Изменяя свое месторасположение, эластичная мембрана бачков расширительных для системы отопления стабилизирует давление до нужного уровня.

Важно учесть следующие особенности конструкции и ее эксплуатации:

• Правильно рассчитанный объем расширительного бачка закрытого типа. Для этого необходимо воспользоваться рекомендованной методикой;
• Вид мембраны – баллонная или диафрагменная;
• Возможность установки манометра вместе с клапаном сброса давления в воздушной камере. Это необходимо для резкого уменьшения давления в системе отопления.

Но как будет работать расширительный бачок в системе отопления, если его параметры не соответствуют требованиям? В этом случае он просто не будет выполнять своих функций.

Замена мембраны

При выборе нужно обратить внимание на конструкционные особенности определенной модели. Так как сделать расширительный бак для отопления своими руками затруднительно – лучше всего приобрети уже готовый заводской. Важным моментом является возможность установки новой мембраны. Периодическое воздействие давления в расширительном бачке отопления со временем может привести ее в негодность – потеряется эластичность либо герметичность.

В таком случае нужно выполнить замену мембраны. Лучше всего изначально приобрести конструкцию с фланцевым креплением. Их корпус не монолитный, а состоит из 2-х частей, соединенных между собой с помощью фланца. Демонтировав этот элемент можно заменить дефектную мембрану на новую. Узнав основные принципы работы расширительного бачка в системе отопления, нужно придерживаться следующего порядка работ:

• На соединительном патрубке бака с системой отопления обязательно должна быть установлена запорная арматура. Перекрывается доступ теплоносителя в водяную камеру;
• Во время демонтажа из водяной камеры польется теплоноситель – нужно заранее подготовить емкость для его сбора;
• Активируется клапан сброса давления на воздушной камере.

Дальнейшие действия зависят от модели расширительного бака.

Даже в небольшой системе отопления роль расширительного бака важна. Для автономной схемы можно использовать небольшие емкости с горизонтальным или вертикальным монтажом.

Расширительный бак своими руками

Можно ли и как сделать расширительный бачок для отопления? В силу сложности конструкции закрытого типа в домашних условиях ее изготовить затруднительно. Поэтому рассмотрим технологию и порядок действий для сварки открытой емкости для отопления.

В качестве материала изготовления лучше всего выбрать листы нержавеющего железа. Однако могут возникнуть трудности с их сваркой. Поэтому для производства расширительного бачка для отопления только своими руками чаще всего используют оцинкованный металл. Толщина листов обычно составляет от 0,8 до 1,5 мм.

Объем конструкции должен составлять 5% от общего количества воды в системе. Также нужно учитывать степень расширения теплоносителя. Для воды этот показатель равен 0,3% на каждые 10°, т.е. если общий объем теплоносителя составляет 300 л, то вместимость расширительного бака должна быть не менее 15 л. Исходя из этих данных, определяются габариты будущей конструкции.

Для того чтобы сделать расширительный бак для отопления самостоятельно нужно выполнить следующие действия:

• Составить чертеж с учетом рассчитанного объема емкости;
• С помощью «болгарки» вырезать из листов заготовки. Нужно помнить, что при формировании сварочных швов фактические размеры бака будут меньше;
• Вырезаются отверстия для последующей сварки патрубков, выполняется их монтаж;
• Соединение стенок конструкции, проверка герметичности.

Для защиты от попадания мусора и предотвращения испарения теплоносителя рекомендуется установить верхнюю крышку. С ее помощью можно осуществлять ревизию расширительного бачка открытого типа.

Установку самодельного расширительного бачка отопления можно делать только после монтажа всей системы. В противном случае велика вероятность несостыковки патрубков.

Расчет мембранного бака

Перед тем как установить расширительный бачок с мембраной в системе отопления нужно выполнить расчет его объема. Простая схема для отрытой емкости в данном случае не подходит. Для этого нужно воспользоваться другой методикой.

Определяющим параметром будет коэффициент заполнения расширительного бака закрытого типа. Сначала нужно вычислить максимальный объем расширения воды в системе по следующей формуле:

Где Е – Коэффициент теплового расширения, С – Общий объем теплоносителя в системе, Рмин – Начальное давление в системе, Рмакс – Максимально допустимая величина давления, Кзап – Коэффициент заполнения бака при различных значениях давления. Данные берутся из таблицы.

Значения давления должны быть точными. В противном случае, независимо от расположения расширительного бачка в системе отопления, он не будет выполнять своих функций или быстро выйдет из строя. Рекомендуется к получившимся расчетным показателям прибавить 5% для запаса. Он может потребоваться при установке дополнительных секций радиаторов в системе и увеличения общего объема теплоносителя.

Перед приобретением мембранного бака нужно ознакомиться с инструкцией от производителя. В ней указаны особенности выбора и монтажа для этой модели.

Монтаж расширительного бака

После проведения просчетов можно приступать к установке расширительного бачка отопления. Важно правильно выбрать его месторасположение на общей схеме. Это напрямую зависит от типа системы – гравитационная или с принудительной циркуляцией. Несмотря на то, что роль расширительного бачка в отоплении останется неизменной – некорректный монтаж может привести к сбоям в работе.

Открытая конструкция

Установка расширительного бака открытого вида осуществляется в самой верхней точке системы.

Некоторые специалисты рекомендуют его монтаж сразу после разгонной вертикальной магистрали. При добавлении воды в систему через расширительный бак вероятность обратного хода уменьшается. Также в этом месте схемы обычно самая высокая температура теплоносителя и соответственно – его расширение. Можно также осуществить подключение к обратной трубе. Но тогда работа расширительного бачка в системе отопления будет менее эффективна.

• Допускаются небольшие отклонения по горизонтали и вертикали конструкции. Но они не должны превышать 2-3°;
• Утепление можно сделать с помощью базальтовой ваты. Она не боится влажности, а самое главное – высоких температур;
• При критическом превышении давления внутри расширительного бачка отопления часть жидкости может через верхнюю крышку попасть на пол чердака. Рекомендуется в этом месте сделать улучшенную гидроизоляцию пола.

Плановый осмотр состояния бака можно делать 2 раза в месяц при постоянной работе отопления и обязательно перед первым запуском системы.

Мембранный бак

Установка мембранного расширительного бачка в системы отопления осуществляется только на обратную трубу перед циркуляционным насосом.

Обязательным условием является соблюдение температурного режима в помещении. Уровень нагрева воздуха не должен быть менее +5°С. Монтажу не должны препятствовать посторонние предметы. Это же касается и обслуживания конструкции.

Корректная установка расширительного бачка в систему отопления заключается в соблюдении его уровня. Конструкция должна стоять строго вертикально. Даже небольшой наклон может стать причиной неправильной работы. Для безопасности обслуживания на воздушную камеру следует поставить воздушный клапан для быстрого снижения давления в ней в случае возникновения аварийной ситуации.

Нужно помнить, что расположение расширительного бачка в отопительной системе должно быть не только корректным в техническом плане, но и удобным для его обслуживания.

Принципиальное отличие работы расширительного бачка в системе отопления закрытого типа заключается в возможности его быстрого демонтажа. Поэтому рекомендуется установить 2 отсекающих крана во время установки – один на подводящий патрубок к системе отопления, а второй – на водяную камеру бака. Перекрыв их, можно быстро демонтировать емкость для выполнения ее ремонта или установки новой.

В видеоматериале представлены особенности конструкции расширительных баков и их роль в работе системы отопления: