Принцип работы расширительного бака в системе отопления. Расчет объема, особенности установки и эксплуатации

Какой принцип работы расширительного бака в системе отопления закрытого и открытого типа? Какие они бывают и чем они отличаются? Хотите ли вы, чтобы ваша система отопления была надежной, эффективной и долговечной?

Если да, то эта статья для вас. Мы расскажем вам, какие бывают расширительные бачки, чем отличаются и где используются. Вы узнаете все об их расчете и монтаже. А также – на что обратить внимание при выборе расширительного бака.

Виды отопительных систем

Существует дав типа систем отопления – закрытая и открытая. В закрытой системе теплоноситель циркулирует по замкнутому кругу (см. рис. ниже).  В открытой он приходит в систему отопления, отдает тепло и уходит из нее.

Централизованное отопление в многоэтажных домах – пример системы открытого типа. В здание попадает горячая вода, которая проходя по радиаторам и отдает свое тепло. После этого она возвращается в котельную, тепловую станцию и т.д.

Отопление закрытого типа работает по такой схеме:

  1. Источник тепла (котел, тепловой насос, солнечный коллектор и т.д.) нагревает теплоноситель;
  2. Теплоноситель поступает в систему отопления;
  3. Проходя по отопительным приборам (теплый пол, радиаторы, фанкойлы) теплоноситель отдает тепло и охлаждается;
  4. После прохождения системы отопления теплоноситель возвращается к источнику тепла.

Также существуют системы с естественной и принудительной циркуляцией. В первом случае теплоноситель перемещается по трубам за счет естественной конвекции. Во втором – его прокачивает по системе циркуляционный насос.

Система отопления закрытого типа

Система отопления закрытого типа. Теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру от котла к отопительным приборам.

Зачем нужен расширительный бак

В закрытых системах отопления объем теплоносителя изменяется в зависимости от его температуры (см. таблицу). Например, если воду нагреть с +40°С до +85 градусов, ее объем увеличится на 2,5%. Вам это покажется небольшим значением, но для системы отопления — это опасно!

ºСКоэффициент расширения, %ºСКоэффициент расширения, %
0.013651.98
100.027702.27
200.177752.58
300.435802.9
400.782853.24
501.21903.59
551.45953.96
601.711004.34

Дело в том, что вода или теплоноситель не сжимаются – они оказывают давление на трубы, фитинги, отопительные приборы. Даже небольшое расширение может привести к протечкам. Чтобы его компенсировать используют расширительный бак.

Вода в центральных системах отопления не отличается качеством, в ней может содержаться воздух. Со временем он скапливается в верхних точках радиаторов, из-за чего они хуже отапливают помещение.

В замкнутых системах теплоноситель может вступать в реакцию с материалом системы отопления. из-за чего выделяется газ. Со временем некоторые компоненты теплоносителей также могут разлагаться с выделением воздуха или других газов.

Если по вашей замкнутой системе циркулирует обычная вода, она тоже может стать причиной появления воздушных пробок. В ней могут содержаться примеси, вступающие в реакцию с материалом труб, фитингов и отопительных приборов.

Расширительный бак служит своеобразным улавливателем и резервуаром для воздуха и газов. Попадая в него, они больше не возвращаются в общую систему. Установка бака помогает защититься от завоздушивания системы и вам не нужно будет спускать воздух из батарей отопления.

Как работает открытый расширительный бак

Открытый расширительный бак — это просто емкость, частично заполненная теплоносителем. Иногда в нем даже нет клапана для выхода воздуха, а просто отверстие.

Читайте также:  Как правильно уложить теплый пол под плитку

У открытых расширительных баков есть два больших минуса. Первый – они подвержены коррозии, так как контактируют с открытым воздухом. Второй – их можно устанавливать только в системах с естественной циркуляцией.

Если у вас установлен циркуляционный насос, прогоняющий теплоноситель по системе, то дальше открытого расширительного бака он не пойдет. Теплоноситель просто заполнит бак и перельется.

Принцип работы закрытого (мембранного) расширительного бака

Конструкция закрытого расширительного бака отличается от закрытого наличием мембраны. Она непроницаема для воздуха и теплоносителя и делит емкость на две части.

Принцип работы мембранного расширительного бака прост. Когда теплоноситель нагревается, он увеличивается в объеме. Под давлением мембрана поднимается. Тем самым увеличивается общий объем системы отопления и на нее не оказывается дополнительного давления.

При охлаждении ниже заданной температуры теплоноситель сжимается. Мембрана опускается и объем системы отопления уменьшается. Так компенсируется вакуум, создаваемый сжатием теплоносителя.

Конструкция мембранного бака

Устройство расширительного бака закрытого типа весьма простое. В верхней части расположен ниппель, через который в камеру закачивается воздух. Он необходим чтобы уравновесить давление внутри емкости.

Прямо посередине бака расположена мембрана из резины или полиуретана. Она герметична, не пропускает воздух и теплоноситель. Мембрана делит бачок на две части. Нижняя камера предназначена для теплоносителя, который попадает туда из-за нагрева и расширения давления. Верхняя – для воздуха под давлением, который не дает теплоносителю сразу заполнить всю полость.

Мембранный расширительный бак в разрезе

Внутреннее устройство расширительного бака мембранного (закрытого) типа.

Давление воздуха в бачке

Вода или теплоноситель в системе отопления всегда находится под давлением. В частных домах оно составляет 1.6-2 атм., в многоэтажных – в разы больше. Чтобы теплоноситель в нормальном режиме работы не терял давление, верхняя часть расширительного мембранного бачка должна быть заполнена воздухом.

Давление воздуха в верхней камере должно быть на 0,2 атм. ниже, чем давление теплоносителя в системе. Для закачки воздуха подойдет обычный велосипедный или автомобильный насос. Единственное что может понадобиться – переходник.

В верхней части расширительного бака находится ниппель с золотником. По принципу работы они такие же, как в автомобильных или велосипедных колесах. Чтобы спустить воздух достаточно нажать на небольшой язычок внутри него.

Некоторые производители заполняют бачок не воздухом, а азотом. На самом деле от этого эффективность его работы нисколько не изменится. Это рекламный ход – так вас пытаются принудить покупать более дорогое оборудование.

Расчет расширительного бака по формуле

Если вы не хотите вдаваться в тонкости, можно установить бачок емкостью 10% от всего объема теплоносителя. Но иногда лучше рассчитать все точно. При оборудовании большой системы отопления можно будет существенно сэкономить.

Чтобы рассчитать необходимый объем расширительного бака, нужно знать следующее:

  • Минимальную температуру теплоносителя;
  • Максимальную температуру теплоносителя;
  • Объем системы отопления;
  • Процент этиленгликоля или пропиленгликоля в теплоносителе.
Важно!
Если вы собираетесь отапливать дом или дачу, в которых живете не постоянно, будьте внимательны с подбором типа теплоносителя. У них разная температура замерзания и коэффициент расширения.

Для расчета объема расширительного бака вам нужно воспользоваться формулой:

V = V1 x (Q – Q1)

В этой формуле:

  • Q1 – коэффициент расширения при минимальной температуре (см. таблицы ниже);
  • Q – коэффициент расширения при минимальной температуре (см. таблицы ниже);
  • V1 – объем теплоносителя в системе отопления в литрах;
  • V – объем расширительного бака в литрах.

Если в источнике тепла уже установлен расширительный бачок, то его нужно учесть. Для этого отнимите от полученного значения «V» емкость встроенного. Полученное число и есть необходимый объем вашего расширительного бака.

Важно!
Если у вас система отопления с принудительной циркуляцией, минимальная общая емкость расширительного бака – 15 литров.

Коэффициент теплового расширения раствора этиленгликоля

t, °С10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%
0.000130.00320.00640.00960.01280.0160.01920.02240.02560.0288
100.000270.00340.00660.00980.0130.01620.01940.02260.02580.029
200.001770.00480.0080.01120.01440.01760.02080.0240.02720.0304
300.004350.00740.01060.01380.0170.02020.02340.02660.02980.033
400.00780.01090.01410.01730.02050.02370.02690.03010.03330.0365
500.01210.01510.01830.02150.02470.02790.03110.03430.03750.0407
600.01710.02010.02320.02630.02940.03250.03560.03870.04180.0449
700.02270.02580.02880.03180.03480.03780.04080.04380.04680.0498
800.0290.0320.03490.03780.04070.04360.04650.04940.05330.0552
900.03590.03890.04170.04450.04730.05010.0530.05570.05840.0613
1000.04340.04650.04910.05170.05430.05690.05950.06210.06470.0673
Читайте также:  Вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой

 

Коэффициент объемного расширения пропиленгликоля

t, °С0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%
0.000130.000140.000150.000150.000170.0001750.0001850.000190.00020.000210.00023
100.000270.000290.000310.000320.000350.000360.000380.00040.000420.000440.00047
200.001770.00190.002030.002080.00230.002390.002520.002620.002750.002880.0031
300.004350.004670.0050.005110.005650.005870.00620.006440.006760.007070.00761
400.007820.00840.008990.009190.010170.010560.011140.011570.012160.01270.01368
500.01210.0130.013910.014210.015730.016330.017240.01790.018810.019660.02117
600.01710.018380.019660.020090.022230.023080.024370.02530.026590.027790.02992
700.02270.02440.02610.026670.029510.030640.032350.03360.03530.036890.03972
800.0290.031170.033350.034070.03770.039150.041320.042920.045090.047120.05075
900.03590.038590.041280.042180.046670.048460.051160.053130.055820.058340.06282
1000.04340.046650.049910.050990.056420.058590.061840.064230.067490.070520.07595

 

Для того чтобы определить количества теплоносителя в системе отопления, вам нужно учесть объем:

  • Подключенных приборов (радиаторы. магистраль теплого пола и т.д.);
  • Труб;
  • Коллектора (гребенки);
  • Источника тепла (например, сколько теплоносителя находится в змеевике бойлера или котла).

Вычислить объем труб можно по формуле:

V = L x 0,0785 x D x D

В этой формуле:

  • L – длина трубы отопления;
  • D – диаметр в см;
  • V – объем теплоносителя в трубе в литрах.

Объем теплоносителя в батареях вы можете посмотреть в спецификации или инструкции к ним. Если таковых нет, количество теплоносителя вы можете узнать в публикации статью «Объем воды в радиаторе отопления – алюминиевом, чугунном, биметаллическом».

Особенности выбора

Вам может показаться, что расширительный бачок имеет простую конструкцию и выбрать его можно только исходя из объема. Но есть еще несколько моментов, которые стоит учесть:

  1. Материал мембраны должен быть стойким к реактивам и присадкам, которые используются в теплоносителях;
  2. Внутренняя часть бака должна быть покрыта качественной краской или другим покрытием.
  3. Защитное покрытие внутренней части емкости не должно вступать в реакцию с теплоносителем;
  4. Мембрана должна быть устойчивой к высоким температурам;
  5. Максимально допустимое давление в емкости должно соответствовать характеристикам вашей системы отопления;
  6. Все соединения и швы должны быть стойкими к высокому давлению и гидроудару.
Читайте также:  Толщина стяжки над водяным теплым полом

Установка и подключение

Если у вас есть навыки работы с сантехникой, то установить расширительный бачок не составит труда. Но перед тем как начать его монтаж, вам стоит ознакомиться с основными правилами установки:

  1. Расширительный бак открытого типа должен находиться выше любого элемента системы отопления;
  2. Мембранный бак объемом более 30 литров нежелательно крепить к стене, он должен стоять на подставке;
  3. Нельзя устанавливать расширительный бак в помещении, где температура может опуститься ниже 0 °С;
  4. Расширительный бак необходимо подключить к системе отопления до ее разветвления;
  5. Если в системе предусмотрено несколько отдельных контуров, на каждый из них нужен свой расширительный бак;
  6. Подключение расширительного бака к основной трубе должно производиться сразу перед насосом.
Схема подключения расширительного бака

Схема подключения расширительного бака к системе отопления.

Теперь давайте рассмотрим пошаговый план действий:

В первую очередь нужно подсоединить к расширительному баку (1) тройник с сливным краном (2). Он понадобится чтобы сливать теплоноситель для обслуживания и снятия расширительного бачка. Для уплотнения всех резьбовых соединений используйте один из трех вариантов:

  • Фум-лента;
  • Пакля со специальной высокотемпературной пастой;
  • Шнур с высокотемпературным герметиком.
Важно!
Обматывать резьбу лентой, паклей или шнуром нужно против ее направления. Начинайте обмотку от края резьбы в направлении корпуса фитинга. Если сделать по-другому – при вкручивании уплотнение пойдет вниз по резьбе и гарантированно будет протечка.

К тройнику (2) подключите шаровый вентиль (3). Он нужен для перекрытия подачи теплоносителя в емкость. От него дальше пойдет труба, которая будет соединять расширительный бак с основной магистралью отопительной системы.

В основную трубу системы необходимо врезать обычный тройник (4). Он должен располагаться до циркуляционного насоса (5). Обратите внимание на подбор места установки расширительного бака и расположением тройника. Расстояние между ними должно быть небольшим – так будет удобнее соединить их между собой.

Когда определились с местом монтажа бачка, установите кронштейны, подставку или крепления. Помните, что вес бачка с теплоносителем будет зависеть от температуры в системе. Чем она выше, тем больше теплоносителя входит в бачок и тем он тяжелее. Кронштейны и крепеж должны выдержать его при полном заполнении.

Перед установкой необходимо проверить уровень давления в баке. Оно должно быть на 0,2 атм. меньше, чем в системе отопления. В большинстве случаев расширительный бак поставляется с уже закачанным в него воздухом. Если он пуст – вам придется накачать его самостоятельно.

Для закачки и спуска воздуха, проверки давления в верхней части расширительного бака есть ниппель. Он может быть скрыт под пластиковой крышкой, или просто закручен колпачком. Чтобы закачать воздух и проверить давление вам понадобится насос и обычный автомобильный манометр.

После того как все готово, можно крепить расширительный бачок к кронштейнам. Затем останется лишь провести от шарового вентиля трубу или шланг к тройнику. После того как все сделано, можно включать систему отопления для проверки.

Единственная проблема, которая может возникнуть при работе системы отопления – протечки. Они возникают в местах резьбовых соединений. Если вода или теплоноситель протекают на стыках, варианта три:

  • Неплотно сделано уплотнение;
  • Некачественная прокладка или уплотнительное кольцо;
  • Повреждена резьба.

В любом случае нужно разобрать проблемный стык и осмотреть его. Если проблемы с резьбой – ничего не поделать, придется покупать и ставить новый фитинг. Если с ней все в порядке, то достаточно заменить прокладки и сделать новое уплотнение.

В этой статье мы постарались максимально подробно рассказать принцип работы расширительного бака в системе отопления, закрытой и открытой. Если у вас остались вопросы – можете задать их в комментариях. Не забудьте поделиться публикацией с друзьями 😎

Похожие записи

Загрузка...
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (6 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

Добавить комментарий