Нужен ли расширительный бак для теплого пола?

Расширительные баки, гидроаккумуляторы, для систем отопления и водоснабжения

Расширительные баки закрытого типа и гидроаккумуляторы имеют примерно одинаковую конструкцию: прочная металлическая оболочка, разделенная внутри резиновой мембраной на две секции.

В одной секции находится вода, в другой воздух. При увеличении давления воды воздух сжимается, размер секции с воздухом уменьшается, а мембрана прогибается, вода вытесняет воздух. У прибора с одной стороны имеется подключение к системе водоснабжения, с другой – золотник для подкачки воздуха.

Но названия приборам присваивается не из-за конструктивных особенностей, а по предназначенияю.

Предназначение

• Расширительные баки предназначены для компенсации расширения воды вследствие нагревания в схемах отопления, а также горячего водоснабжения (ГВС).
• Гидроаккумуляторы предназначены для аккумулирования объемов воды под давлением в системах водоснабжения, в которых имеется напорный насос, для уменьшения частоты включения этого насоса и для сглаживания гидроударов. Дополнительная функция – запас воды пищевого качества до 1/3 от общего объема бака.

Нюанс в том, что и для горячего и для холодного водоснабжения применяется один и тот же прибор, но называться он может по разному, в зависимости от того что делает в конкретной схеме — либо накапливает (аккумулирует) запас воды, либо берет ее излишек при тепловом расширении.

• Особенность конструкции гидроаккумулятора чаще в том, что внутри находится не мембрана, а груша из пищевой резины, которая и закачивается водой. Вода с корпусом бака не контактирует.
• Расширительный бак для системы отопления выполнен с мембраной из технической резины, которая делит корпус на два отсека, а теплоноситель (не всегда вода) контактирует и непосредственно с корпусом.

Как различать

На вид все мембранные баки схожи между собой. Бытует мнение, что для системы отопления – красные, а водоснабжения – синие. Но оно не до конца верно, так как отдельные производители применяют другие цвета.

На самом деле приборы можно различить между собой только по техническим характеристикам, которые указаны на шильдиках на самих приборах:

• Все приборы для водоснабжения, в том числе и для ГВС – невысокая температура – до 80 град С, но повышенное давление – до 12Атм;
• расширительные баки для отопления – повышенная температура – до 120 град С, но низкое давление до 4 Атм.

Как работают схемы аккумуляции воды

Гидроаккумулятор в схеме водоснабжения сглаживает скачки давления, которые возникают при заборе воды из системы, т.е. при открытии крана, и уменьшают количество включений насоса, которое не должно быть более 50 раз в 1 час.

При заборе воды в объеме чашки, гидроаккумулятор отдаст этот объем, давление в системе понизится, но не на столько, чтобы реле давления включило насос. При заборе большего объема (например в объеме ведра), давление упадет на столько, что включится насос и наполнит прибор.

Расширительный бак в системах горячего водоснабжения и отопления принимает лишний объем воды возникающий при ее нагревании.

Если бы не было подобного устройства, то в нагревающейся замкнутой схеме очень быстро бы поднялось давление выше критического, так как жидкость практически не сжимается. Это приводило бы к сбросу воды с аварийного клапана давления, который обычно настраивается на давление в 3 атм.

На практике, если такой клапан постоянно пропускает воду, то это свидетельствует о неисправности аккумулирующего устройства. Если аварийный клапан отсутствует, то при нагревании произойдет разрушение самого слабого места системы.

Когда в системе горячего водоснабжения нужен расширительный бак

Это закономерный вопрос, ведь горячее водоснабжение может выполнятся по разному. Если имеется проточный нагреватель, например газовый двуконтурный котел, который нагревает струю воды непосредственно при ее заборе, то естественно расширительный бак не нужен.

Если в системе вода нагревается в замкнутом бойлере большой емкости (более 100 литров) то тогда требуется установка расширительного бака в дополнение к предохранительному клапану. На который надеяться не правильно, так как он вовсе не рассчитан на частое срабатывание и при частых включениях просто начинает течь.

Как подобрать объем прибора для отопления

Основной вопрос, который возникает у пользователя — какой объем такого водо-аккумулирующего устройства нужен? При этом пользователь хочет приобрести меньший объем, так как он дешевле. Но приобретать нужно тот, который подходит по расчету.

Объем расширительного бака для отопления будет зависеть от объема теплоносителя в системе, давлений – предельного и установленного.
Формула для расчетов объема приведена на фото:

Объем теплоносителя указан в проектных данных, или его можно высчитать сложив все внутренние объемы элементов системы, наконец, в готовой системе его можно посчитать при заливке ведрами.

Для домашней системы — расчет объема «без лишних мучений» — 1/10 от залитого теплоносителя.

Какое предварительно давление нужно задать

На заводе-изготовителе обычно воздушную камеру заполняют азотом до давления 1,5 бар. Мембрана при этом прогибается и ее видно через штуцер подключения. Сохранность заводского давления свидетельствует о том, что мембрана целая и прибор пригоден к работе.

Но в дальнейшем мембранный бак необходимо подготовить для работы в конкретной системе. Существуют следующие правила определения давления :

• В системе холодного водоснабжения гидроаккумулятор накачивается воздухом на 0,2 атм. меньше, чем нижняя настройка реле давления насоса. Чаще нижнее значение реле давления – 1,4 атм. (давление включение насоса) а верхнее – 2,8 атм. Соответственно первоначальное давление в приборе – 1,2 атм. Такая настройка позволит избежать гидроударов при разборе воды и быстрого износа мембраны.
• В системе горячего водоснабжения расширительный бак накачивается воздухом до давления больше, чем давление, при котором насос выключается (верхний предел срабатывания реле давления). В этом случае бак не будет отдавать остывшую воду в систему водоснабжения. Но застоя воды бояться не стоит, прибор сделан так, что груша постоянно омывается потоком свежей воды.
• В системе отопления – воздушная камера расширительного бака закачивается до давления на 0,2 атм. меньше, чем давление в холодной системе отопления. Обычно «холостое» давление в системе 1,5 атм, соответственно предварительно накачивается до давления 1,3 атм при холодной системе.

Как устанавливается

Обычное правило, что подключение к системе любого мембранного бака должно быть снизу, а воздушная камера сверху.

Но следует взять во внимание, что гидроаккумулятор можно разворачивать как угодно, подсоединение к водопроводу может быть, и сверху, и сбоку, ничего особенного в этом нет, если не имеется возражений производителя.

А подключение к отоплению должно быть только снизу прибора. Если это не соблюсти, и расположить воздушную камеру снизу, то при выходе из строя мембраны, при появлении в ней трещин, воздух тут же уйдет в систему отопления и завоздушит ее. Если же воздушная камера будет сверху, то и при растрескивании мембраны ничего страшного не произойдет, прибор сможет еще работать очень долгое время в обычном режиме.

На фото приведен пример схемы отопления с подключением в ней расширительного бака закрытого типа.

Расширительные баки для системы отопления

Расширительные баки для системы отопления

При отоплении частного дома достаточно важным вопросом является стабилизация давления в котле. Если давление низкое, котёл не сможет функционировать. Если давление высокое, отопительное оборудование будет быстро изнашиваться. Для того, чтобы стабилизировать давление, к котлу подключают расширительный бак.

Назначение расширительного бака

Расширительный бак нужен для компенсации давления теплоносителя в системе отопления. Разница давления возникает из-за изменения его температуры во время отопительного процесса, так как в зависимости от температуры меняется его объём.

В закрытых отопительных системах используется расширительный бак закрытой герметичной конструкции. Внутри бака имеется эластичная мембрана, которая делит его на две части. Одна из частей бака содержит воздух под давлением, во вторую часть проникает теплоноситель.

Циркуляция теплоносителя в закрытой отопительной системе обеспечивается с помощью циркуляционного насоса. В открытой отопительной системе насос не нужен, а поэтому в роли бака может выступать любая ёмкость, теплоноситель в которую будет сливаться напрямую из отопительных труб.

Расширительный бак в закрытой системе отопления

Плюсы закрытой отопительной системы

• Первый плюс закрытой отопительной системы состоит в том, что бак можно устанавливать где вам удобно, в открытой же, только на чердаке или на какой-нибудь другой высокой точке системы. Да и за счёт герметичность теплоноситель практически не испаряется.
• Теплоноситель всегда насыщен воздухом в открытой отопительном системе, что приводит к коррозии в отопительных трубах и радиаторах. В закрытой, как вы понимаете, такого произойти не может.
• В закрытой системе потерь в баке меньше, чем в открытой, которая прогревается очень быстро и обладает повышенной чувствительностью. Плюс разница в температурах в закрытой системе меньше, что позволяет дольше использовать оборудования для отопления.
• Закрытая система подходит к самым разным радиаторам, конвекторам и тепловым завесам, можно подключать систему “тёплый пол”. Плюс в закрытую систему можно добавить бойлер косвенного нагрева для ГВС.

Конструкция расширительного бака

Баки могут быть как с возможностью замены мембраны на новую, так и вообще неразборными. Чтобы закрепить бак на стене, в комплект к нему могут идти кронштейны и хомуты, для установки бака на пол – специальные ножки. Мембрана бака, в свою очередь, тоже может быть различной конструкции.

Неразборные модели оснащены мембраной в форме диафрагмы, реже встречается мембрана в виде баллона. Она растягивается под действием давления, поэтому её можно считать самостоятельной водяной камерой. Для замены мембраны такого типа используется специальный фланец.

Конструкция расширительного бака

Расчёт объёма бака

Чтобы определить объём бака можно пойти по самому простому пути. То есть взять 10% от объёма используемого теплоносителя, который высчитывается ещё на стадии проекта отопительной системы. Либо можно слить старый теплоноситель и залить новый, измерив объём счётчиком.

Также можно узнать объём радиаторов и труб, таким образом вы получите объём системы отопления, от которого и нужно будет взять 10%.

Есть также способ расчёта бака по формуле:

E – коэффициент расширения теплоносителя, указываемый на упаковке,

Pmax и Pmin – максимальное и минимальное рабочее давление системы, соответственно.

Следует сказать, что для открытой отопительной системы никаких расчётов производить не надо, а для закрытой всё же стоит. Причём, если у котла уже есть встроенный бак, в случае нехватки его объёма ставят новый.

В случае нехватки объёма бака уменьшается объём теплоносителя и падает давление в отопительной системе, поскольку он начинает сливаться в канализацию. При критичной нехватке теплоносителя работа котла может просто застопориться.

Если в этот момент будете дома, вам достаточно будет просто подлить теплоноситель. Если вас дома не будет, то отопительная система начнёт размораживаться. Да и в работе котла в критическом состоянии тоже нет ничего хорошего.

Поэтому лучше всегда проводить подобные расчёты и приобретать несколько больший бак, чем требуется.

Давление в расширительном баке

Некоторые котлы обладают функцией выставления давления вручную, с помощью расширителя. В противном случае оно должно быть примерно на 0,3 атмосферы ниже, чем рабочее давление отопительной системы в загородном частном доме. А она обычно равно от 1,5 до 1,8 атмосферы, получаем в итоге примерно 1,6 атмосферы максимум или 1,2 минимум.

Для того, чтобы измерить давление в баке, подключите манометр к ниппелю вверху бака, под крышкой из пластика. Под крышкой находится золотник, через который можно стравить лишнее давление. Надо просто отогнуть пластину и выпустить воздух до нормы давления.

Чтобы увеличить давление, насос для автомобиля вместе с манометром следует подключить к ниппелю, далее качаете до требуемого уровня. Не забывайте, что все данные операции должны быть проделаны, когда бак отсоединён от отопительной системы! Теплоноситель при этом должен быть полностью слит.

Установленный расширительный бак

Положение расширительного бака в отопительной системе

В закрытой отопительной системе бак следует устанавливать после котла, но перед насосом, для создания потока в противоположном направлении. Для подключения насоса в трубу надо установить тройник, бак накручивается на перпендикулярный выход, который должен иметь вертикальное направление вверх.

Рекомендуем вам после бака установить следующий тройник, для того, что на него был установлен запорный кран. Таким образом, вы сможете осуществлять проверку бака без слива теплоносителя. Отключаете бак и проверяете давление, которое должно быть на нулевой отметке.

Подытоживая, всё вышенаписанное, можно сделать вывод, что закрытая система отопления с расширительным баком – решение практически универсальное, для большинства типа котлов, радиаторов и другого отопительного оборудования.

Расчёты для установки бака производить также настоятельно рекомендуется. Открытая же отопительная система – в основном вариант для деревенского дома с чердаком и твердотопливным котлом, в других ситуациях такая схема является мало пригодной.

Какое давление должно быть в системе теплых полов?

Виды расширительных бачков

Следующее оборудование из серии вспомогательного – это расширительный бачок. На фото ниже видно, что расширительных баков различных размеров (объёмов) много.

Рис. 1. Расширительные бачки для системы отопления.

Расширительный бак работает для компенсации теплового расширения систем отопления. Что это значит? При нагреве плотность воды уменьшается, она увеличивается в объёме. Для того чтобы не повредить систему отопления, чтобы не разорвало трубы и не повредить котёл (котлы тоже рассчитаны на определенное давление), и существуют расширительные баки.

В старых системах отопления с металлическими трубами он обычно располагался в самой верхней точке, куда выдавливались все излишки теплоносителя. Но в закрытых системах им (излишкам) деваться некуда. Поэтому были придуманы вот такие баки.

Рассмотрим, какие бывают расширительные баки, и каков принцип их работы.

Все расширительные баки для систем отопления окрашены в красный цвет. Объём расширительного бака выбирается из расчета 10% от объёма теплоносителя в системе. Как рассчитать этот объём (грубо)?

Берём количество всех радиаторов – ориентировочно мы знаем объём одного радиатора (например, объём одной секции алюминиевого радиатора примерно 300 мл, то есть 0,3 литра. Если в системе всего 100 секций, то это 30 литров воды). Плюс объём теплоносителя, находящегося в трубах, и плюс количество воды в котле. Общий объём можно определить при заливке воды в систему (если заливаем вручную, ведрами, либо другой какой-то посудой с известным объёмом). Допустим, что общий объём системы оказался равным 60 литров, тогда бак нужно выбирать, минимум, на 6 литров. В реальности же следует иметь небольшой запас, то есть, приобретать бак на размер больше.

В продаже есть баки синего цвета – эти баки предназначены для системы водоснабжения.

Рис. 2. Расширительные бачки для системы водоснабжения.

Они почти ничем не отличаются от баков для систем отопления. Единственное их отличие – в них находится диафрагма из пищевой резины. В баках же для систем отопления диафрагма из обычной резины, технической.

Есть баки плоские (см. фото ниже).

Рис. 3. Расширительный бачок, устанавливаемый в настенных газовых котлах.

Эти баки используются в настенных котлах. Он либо сбоку котла, либо на задней стенке внутри котла. Как и у всех прочих баков, у таких баков есть присоединительный размер для соединения с системой отопления и ниппель (обычный автомобильный) для накачивания давления в баке (иногда воздух по разным причинам из бака улетучивается).

Начало работ по проверке (опрессовке) водяного теплого пола

Опрессовка это гидравлическое или пневматическое испытание на отсутствие протечек трубопровода, мест его соединения (фитингов) и другого оборудования работающего под давлением.
Опрессовка выполняется непосредственно перед закрытием тепловых труб для дальнейшей укладки чистового пола. При бетонной системе водяного теплого пола проверка (опрессовка) производится перед заливкой стяжки из бетона. При полистирольной системе водяного пола и при системе деревянного теплого пола, опрессовку нужно производить перед закрытием тепловых труб листами ГВЛ или фанеры.

Проверка (опрессовка) водяного теплого пола производится после подсоединения всех контуров обогрева к распределительному коллектору теплого пола. Напомню, что распределительный коллекторный шкаф монтируется перед началом всех работ по устройству водяного теплого пола.

Отопительные контуры проверяются отдельно. Каждый контур наполняется водой до полного вытеснения воздуха. Чтобы это произошло необходимо открыть и закрыть термостатные и регулирующие вентили. Вместо вентилей можно открыть и после выхода воздуха, закрыть расходомеры.

Как установить расширительный бачок?

Какие могут быть ошибки при установке расширительного бака?

Первая ошибка – выпускание воздуха из бака. Этого делать нельзя ни в коем случае!

Бывает, по какой-то причине, воздух ушёл из бака сам. Тогда на манометре в системе отопления будет скакать манометр. Ничего страшного здесь нет — нужно просто через ниппель накачать воздух в бак. Делается это обычным автомобильным насосом. На заводе давление обычно накачивают 1,5 атм.

Иногда приходится регулировать давление в расширительном баке самостоятельно. Это может быть из-за того, что системы, например, бывают различной протяжённости… Давление в баке должно быть на 0,2 атм. меньше, чем в системе. Старайтесь этого правила придерживаться. Если давление в расширительном баке будет больше, чем в системе, теплоноситель не сможет зайти в бак, пересилить диафрагму.

На фото ниже видно, как монтируется расширительный бак напольного исполнения.

Рис. 5. Подключение расширительного бачка в системе отопления.

Видно, что с системой отопления бак соединяется через присоединительный размер. Имеется фланец на болтах. Чем такая конструкция хороша? Если диафрагма по какой-либо причине повредится, можно раскрутить фланец и заменить диафрагму.

Настройка показателей в новом расширительном бачке мембранного типа

Устройство поделено на две части, разделённых мембраной. На одну из половин она оказывает давление, это учитывается при настройке.

В большинстве приборов введены заводские значения, не всегда пригодные для эксплуатации в определённых условиях.

Для изменения показателей предусмотрен ниппель, к которому сантехник подключает компрессор или ручной насос.

Внимание! Многие манометры показывают избыток. Для определения действительного давления добавляют 1 атм.

Начальный показатель делают равным полученному в холодной системе, добавляя 0,2 атм. Суммой получается значение статического напора, делённого на 10. Например, в доме высотой 8 м:

P = 8/10 + 0,2 атм.

Значения добиваются путём заполнения ёмкости воздухом через золотник.

Ошибочные расчёты могут привести к одной из двух проблем:

• Переполнению бака. Иногда в воздушной полости выставлен показатель вдвое превышающий статический напор. Включение насоса приведёт к изменению числа, но не более чем на 1 атм. При большей разнице получится недостаток, из-за чего компенсатор начнёт выталкивать теплоноситель из бака. Это может привести к серьёзной аварии.

Фото 2. Нормы давления в расширительном бачке: когда он пуст, заполняется водой и когда заполнение прибора достигает предела.

• Получению недостаточного показателя. В заполненной системе рабочая жидкость продавит мембрану и заполнит весь объём. Каждое включение нагревателя или повышение напора может привести к срабатыванию предохранителя. Расширитель в подобной обстановке станет бесполезным.

Важно! Первичная настройка должна быть выполнена правильно во избежание проблем. Но даже после работы хорошего специалиста могут начать срабатывать предохранители. Обычно это связано с недостаточным объёмом расширительного бака.

Для решения потребуется приобрести новое устройство. Оно должно вмещать не менее 10% объёма всей обвязки.

Что еще потребуется учесть в процессе проектирования теплого пола

В процессе разработки проекта системы теплого пола рекомендуется выполнить схематический рисунок с обозначением укладки труб, основных размеров, расстояний и отступов, расстановки мебели.

На этапе проектирования определяются с типом теплоносителя: в 70% случаев используется вода, так как она является наиболее доступным и дешевым веществом. Единственным недостатком ее является реакция на температурные перепады, в результате которых происходит изменение физических свойств воды.

Пирог пола с трубами в стяжке

В качестве теплоносителя теплого пола часто используют антифриз на основе этиленгликоля или пропилен гликоля со специальными присадками, которые снижают химическую и физическую активность жидкостей. В любом случае тип теплоносителя необходимо учесть именно на стадии проектирования, так как его свойства ложатся в основу гидравлических расчетов.

Антифриз в качестве теплоносителя

Также потребуется учесть следующие нюансы:

На одно помещение укладывается один контур. Для размещения коллектора выбирают центр дома. Если такой возможности нет, то для регулировки равномерности потока теплоносителя через контуры разной длины применяют расходомеры, которые устанавливают на коллекторе. Количество контуров, подключаемых к одному коллектору, зависит от их длины

Так, при длине контура 90 м и более к одному коллектору можно подключить не более 9 контуров, а при длине контуров 60 — 80 м – до 11 петель. При наличии нескольких коллекторов, для каждого устанавливают собственный насос. При выборе смесительного узла (модуля подмеса) важно учесть длину трубы контура. Более точным будет расчет, основанный не только на данных о теплопотерям в помещении, но и на информации о притоке тепла от бытового оборудования и аппаратуры, от потолка, если на вышерасположенном этаже также смонтирован теплый пол. Это актуально при расчете для многоэтажного дома, который ведется от верхних этажей к нижним. Для первого и цокольного этажа толщину утеплителя принимают не меньше 5 см, для выше расположенных этажей – не менее 3 см

Утеплитель на втором этаже применяется для исключения теплопотерь через бетонное основание. При потерях напора в контуре свыше 15 кПа, а оптимальным значением является 13 кПа, необходимо изменить расход теплоносителя в сторону уменьшения. Можно уложить в помещении несколько меньших контуров. Минимально допустимым расходом теплоносителя в одной петле является значение 28-30 л/час. Если это значение выше, то петли объединяют. Низкий расход теплоносителя приводит к тому, что он остывает, не пройдя всю длину контура, что говорит о неработоспособности системы. Для фиксации минимального значения расхода теплоносителя в каждой петле используют расходометр (регулирующий вентиль), установленный на коллекторе.

Подключение труб к коллектору

Почему падает давление

Показатель должен быть постоянным, но в некоторых случаях возникают проблемы с отклонением. Значение снижается:

• При возникновении течи. Они редко возникают в системах, заполненных водой. Прочие жидкости способствуют образованию и расширению небольших трещин, из-за которых образуется проблема.
• При неисправностях с котлом. Если течи нет, а давление падает — следует пригласить специалиста. Он поможет определить неисправность и посоветует решение.

Зачем нужен, как работает и как подобрать расширительный бак для водяного отопления.

Современное частное домостроение в нашей стране , расположенной на широтах , где температурные колебания , в течение года , составляют более 50 градусов , предполагает наличие качественного и продуманного отопления . Раньше , для сельских изб , состоящих из одного — двух помещений , в большинстве случаев , хватало традиционной печи . Сейчас , когда размеры домов выросли , а количество отдельных комнат даже в небольшом доме , редко бывает меньше трех – четырех , современная концепция комфортного проживания , предусматривает обязательное наличие водяного отопления .

Виды и специфика расширительных бачков

Такой способ нагрева дома , в отличие от печного , может обеспечить одинаково комфортную температуру во всех помещениях . Жидкостное отопление , предполагает наличие производящей тепло установки – котла и теплоносителя , который циркулирует по трубопроводам между котлом и радиаторами , расположенными в каждом из отапливаемых помещений . Когда котел отключен , теплоноситель не нагревается и , за короткое время , его температура опускается до комнатной . Таким образом , получается , что температура теплоносителя периодически изменяется . Как хорошо известно , из курса физики , свойством любых тел является их расширение , при увеличении температуры . При нагревании теплоноситель увеличивает свой объем . Но , в замкнутом контуре , ему некуда деться , и тогда начинает расти его давление . Частые перепады давления « расшатывают » систему и быстрее приводят к нарушению герметичности её важных узлов . Решение – применять расширительный бак в системе отопления .

По своей сути , расширительный бачок это емкость , где жидкость имеет возможность увеличить или уменьшить свой объем . Его установка , позволяет избежать повышения , и понижения давления теплоносителя , при изменении его температуры . Установка расширительного бака обязательно производится при монтаже любой системы жидкостного отопления дома . Однако виды расширительных бачков отличаются , в зависимости от типа системы , которая спроектирована в каждом конкретном случае . Фактически , существуют два возможных варианта жидкостного отопления помещений : открытый и закрытый .

Что выбрать — открытую или закрытую систему

Открытая система отопления , представляет собой не полностью герметичную систему , с открытым верхом . Давление жидкости , зависит от места расположения емкости и уровне теплоносителя в нем . Чтобы было понятнее , открытую систему можно сравнить с наполненной на две трети кастрюлей воды без крышки , которая стоит на плите . Стенки и дно нашей кастрюли непроницаемы для жидкости и не дают ей вылиться , а верх открыт .

При нагреве нашей кастрюли , вода в ней увеличивает свой объем , и занимает уже не две трети , а , например , три четверти её объема , но оставшейся высоты её стенок все еще достаточно , чтобы не дать воде разлиться . В открытой схеме , роль верхней части нашей воображаемой кастрюли выполняет , как раз , емкость открытого типа . Такая емкость имеет негерметичный верх ( как правило , прикрытый крышкой ). Он располагается выше всего , чаще на чердаке , или в самом верхнем помещении строения .

Если не применяется принудительная циркуляция теплоносителя , открытый расширительный бак , устанавливается в верхней точке , сразу после котла . В этом случае максимально нагретый котлом теплоноситель , в соответствии с законами физики устремляется вверх и попадает в расширительную емкость , откуда уже изливается через трубы к радиаторам и , постепенно теряя тепло , возвращается назад к котлу . Такая конструкция имеет два штуцера – вход и выход , и открытый верх ( прикрытый негерметичной крышкой ). При использовании принудительной циркуляции , бачок может располагаться в любом её месте ( соблюдая принцип того , что он располагается выше всех остальных узлов ). В этом случае , к емкости достаточно подвести один штуцер снизу , чтобы жидкость имела выход в объем достаточной для её расширения при нагреве . Но такие схемы встречаются редко .

Открытые системы отопления создаются , в основном , для независимости от принудительной циркуляции и не требуют электрического питания для котлов и насосов для циркуляции воды . Их главный плюс — они работают , не зависимо от наличия , или отсутствия электроэнергии в доме .

Минус данных систем в том , что теплоноситель циркулирует относительно медленно , и очень трудно спроектировать и сбалансировать такую систему так , чтобы во всех помещениях дома можно было бы поддерживать одну заданную температуру . Преимуществом расширительной емкости открытого типа является возможность использовать её , для добавления в систему теплоносителя ( воды ), который можно просто заливать в емкость через его верхнюю крышку . Недостатком такой емкости является то , что через неё происходит неэффективный теплообмен , между теплоносителем и окружающей средой , как раз в том месте ( вверху строения ), где нагрев помещения меньше всего нужен . Расширительным баком открытого типа может служить любая емкость из подходящего материала , которую можно приобрести готовой , или заказать у сварщиков .

Закрытая система отопления — это замкнутый контур , в котором жидкость всегда находиться под определенным , заданным при её заливе , давлении . В такой системе уже применяется расширительный бак для отопления закрытого типа . Он имеет один штуцер , которым и присоединяется к трубе . Такой бачок представляет собой герметичный замкнутый сосуд , разделенный на две части — одну для газа , другую , для жидкости . Хорошо известно , что газ при увеличении давления , уменьшается в объеме сильнее , чем жидкость . Этот принцип и используется в расширительном баке закрытого типа . Когда , например , вода нагревается , её объем увеличивается за счет сокращения объема воздушной части емкости , и наоборот , когда температура падает — объем уменьшается , за счет вытеснения излишков жидкости из расширительного бака за счет давления воздуха .

Расширительные баки для закрытой системы бывают двух видов . Бак одного типа состоит как бы из двух разделенных водонепроницаемой мембраной частей . В одной части , располагается газ — атмосферный воздух , давление которого можно менять через обычный золотник . К другой части прикреплен штуцер , с помощью которого устройство присоединяется к трубе . При повышении температуры , мембрана изгибается в сторону воздушной части увеличивая объем бака и компенсируя рост давления .

Такая конструкция не разборная , и , в случае повреждения мембраны , подлежит замене целиком . У устройства другого типа , роль мембраны выполняет воздушная камера , которая работает по такому же принципу , сокращая свой объем при росте температуры жидкости и увеличивая при её падении . Но в такой конструкции , поврежденную мембрану уже можно заменить новой , без замены всего бака . Необходимо заметить , что оба типа баков весьма надежны и очень редко ломаются . Но устройство с мембраной , лучше всего располагать заливным штуцером кверху , чтобы при наполнении труб теплоносителем , исключить формирования в его водяной части воздушного кармана . Расширительная емкость в системе закрытого типа служит для регулирования давления .

За счет нагнетания воздуха в « газовую » часть бака давление теплоносителя растет , а стравливанием воздуха , давление можно уменьшить . Например , при монтаже отопления , залитый теплоноситель имеет атмосферное давление , которое зависит от того , на какой высоте располагается верхний уровень теплоносителя ( от этажности дома и высоты расположения верхней точки системы ). Располагается бачок в закрытой схеме , как правило , недалеко от входа уже потерявшей часть тепла жидкости в котел . Многие котлы производятся уже со встроенным расширительным баком , и , дублировать его дополнительным , не имеет смысла .

Сравнив все «за» и «против».

Рассуждать какой расширительный бак лучше , открытый , или закрытый бессмысленно , т . к . их применение обусловлено , выбором соответствующего типа отопительной системы . Но следует заметить , что бачок закрытого типа занимает меньше места , его удобнее обслуживать , т . к . он находиться вблизи котлового оборудования , как правило , в бойлерной и он теряет меньше тепла , чем бачок открытого типа . Кроме того , само присутствие в верхней части строения емкости с жидкостью представляет потенциальную опасность в плане протечки и порчи интерьера помещений дома . Сама закрытая система отопления выглядит привлекательнее открытой , т . к . циркуляции жидкости происходит без соприкосновения с воздухом , который , насыщая воду кислородом , способствует коррозии ключевых узлов .

Месторасположения расширительных баков так же зависит от выбранного типа отопления . Расширительная емкость открытого типа , как уже говорилось выше , располагается в самой верхней части , как правило , на чердаке дома , бачок закрытого типа – рядом с котлом , перед входом в него труб с остывшим теплоносителем .

Рассчитать объем достаточного расширительного бака можно по формуле : Объем расширительного бака = объем теплоносителя в литрах умноженный на 0 , 07 . Также поможет в подсчетах онлайн калькулятор , который с максимальной точностью выдаст вам нужное значение сразу же после того , как вами будут вписаны соответствующие параметры .

Если Вы используете емкость большего , чем нужно , объема — хуже точно не будет , если меньшего , он полностью не сможет компенсировать изменение давления , при нагреве теплоносителя , и оно будет колебаться .

Важно помнить:

При эксплуатации систем закрытого типа необходимо следить за давлением . Если , во время нагрева теплоносителя котлом , приборы контроля показывают увеличение давления , требуется регулировка давления в расширительном баке . Сильный рост давления при нагреве , означает , что воздушная часть бака потеряла давление и требуется определить , почему это произошло . Может быть , пропускает воздух золотник , или нарушилась герметичность камеры ( или мембраны ) — тогда требуется ремонт бака .
Лучше всего использовать расширительную емкость с системой автоматического сброса давления в случае превышения его пороговых значений .
При монтаже бака в систему отопления обязательно предусмотрите перед ним запорный кран , чтобы можно было отключить устройство от трубы для его ремонта , или замены , без слива всего теплоносителя из системы .

Мембранные расширительные баки для отопления. Подробный разбор.

Мембранные баки можно разделить на две основные группы: расширительные баки для систем отопления и мембранные баки (гидроаккумуляторы) для водоснабжения. Данные баки похожи между собой визуально, но имеют принципиальные функциональные отличия. Обсудим мембранные расширительные баки для отопления.

1. Что такое мембранный расширительный бак?

Мембранный расширительный бак является устройством, которое применяется для компенсирования увеличения объема воды вследствие ее температурного расширения в системах отопления, холодоснабжения, гелиосистем. Расширительные баки также возможно использовать в системах горячего водоснабжения для защиты от температурного расширения санитарной воды. Благодаря использованию расширительного бака в определенной степени сокращаются нежелательные колебания давления в системе, повышается стабильность системы. Бак с уверенностью можно назвать предохранительным оборудованием, которое обеспечивает эффективную и безопасную эксплуатацию инженерных систем здания.

2. Открытые и закрытые баки

Большинство веществ при нагревании расширяются. Атомы и молекулы вещества начинают двигаться быстрее. В твердых телах колебания атомов достигают большей амплитуды и им требуется больше свободного пространства, в результате чего происходит расширение тела. Аналогичные процессы происходят с жидкостями, но в более выраженной степени. Из-за термического расширения инженерные системы с теплоносителями подвержены серьезным воздействиям. При отсутствии в замкнутой системе емкости, куда могут поступать излишки теплоносителя, даже незначительное увеличение температуры приведет к возрастанию давления, которое может превысить предельно допустимую величину для элементов гидравлической системы.

По причине теплового расширения еще в 19 веке в системах отопления начали применять открытые системы отопления, особенность которых состояла в применении расширительных емкостей открытого типа, которые и компенсировали увеличение объема воды в системе. Распространенные в прошлом открытые расширительные баки представляли собой обычную металлическую емкость, устанавливаемую в верхней части здания (например, на чердаке дома) и пополняемую водой по мере ее испарения, и имели ряд недостатков, поэтому в настоящее время практически не применяются.

Недостатки расширительных баков открытого типа:

• Повышенная испаряемость жидкости и необходимость постоянного ее пополнения;
• Дорогая и сложная установка (монтаж в самой верхней части системы отопления);
• Обеспечение утепления и защита от замерзания в холодные периоды времени;
• Возможность эксплуатации системы только при низком давлении;
• Постоянный контакт рабочей жидкости с атмосферой приводит к частому проникновению в теплоноситель газов воздуха (азот, кислород), что является причиной возникновения целого ряда проблем, таких как: затруднение циркуляции теплоносителя, долгий прогрев системы, возникновение кавитации в трубопроводах, насосах, повреждение трубопроводов и оборудования, вызванных коррозией, появление шума и вибрации.

В настоящее время подавляющее большинство систем отопления/холодоснабжения/гелиосистем являются закрытыми, температурное расширение компенсируется мембранным расширительным баком.

Преимущества закрытого расширительного бака перед открытым:

• Уменьшение коррозии в системе отопления;
• Уменьшение общих теплопотерь;
• Уменьшение завоздушивания системы отопления;
• Простой и недорогой монтаж, нет привязки к месту установки;
• Более простая эксплуатация системы, нет необходимости постоянной подпитки теплоносителя;
• Высокая надежность и экономичность системы.

Открытая система отопления

Закрытая система отопления

3. Установка, монтаж и подключение расширительного бака

Мембранные расширительные баки можно устанавливать в любой части здания. Чаще всего, для удобства обслуживания их установка осуществляется в тепловом пункте или котельной. Место установки расширительного бака должно обеспечивать удобство его обслуживания. Монтаж производят так, чтобы имелся доступ к воздушному ниппелю, фланцу и присоединительной арматуре. Для того, чтобы обеспечить долгий срок службы и безопасность системы, баки рекомендуется устанавливать и подключать к системе в точке с самой низкой температурой теплоносителя — обратная линия системы перед входом в котел или теплообменник. Расширительный бак рекомендуется устанавливать вертикально, присоединительным патрубком вниз или вверх, а воздушным ниппелем вверх.

4. Конструкция расширительного бака

Конструкция расширительного бака представляет собой стальной резервуар, разделенный внутри резиновой мембраной на две полости, одна из которых заполняется азотом/воздухом*, а в другую часть поступают излишки теплоносителя из системы. Первоначально весь объем расширительного бака полностью занят азотом; при нагреве теплоносителя его объем увеличивается, что приводит к сжатию азота. Давление азотной подушки увеличивается и выравнивается с давлением в системе отопления на данном статическом уровне. Когда температура теплоносителя и, соответственно, его объем уменьшается, давление азотной подушки возвращает теплоноситель обратно в систему, не давая давлению в системе снизиться ниже настроечного уровня.

5. Виды мембран

Мембрана является основным элементом, влияющим на работоспособность и надежность мембранных баков. Мембрана предназначена для разделения мембранного бака на две полости – водяную и газовую. Зачастую мембрана изготавливается из материала EPDM*, но также могут встречаться и другие материалы.

Мембраны можно разделить на два основных типа – диафрагменный и камерный.

Расширительный бак с диафрагмой

Диафрагма жестко фиксируется внутри емкости по периметру и разделяет бак на два отсека. Такой вид мембраны часто называет “незаменяемой”, в случае ее повреждения возможна только полная замена бака.

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. Азот или сжатый воздух по другую сторону мембраны действует как пружина, поддерживая рабочее давление теплоносителя и не допуская срабатывания предохранительного клапана.

Основным преимуществом бака с мембраной-диафрагмой является более низкая стоимость по сравнению с баком с камерной мембраной.

Баки с таким типом мембраны имеют некоторые недостатки:

• Невозможность смены мембраны;
• Теплоноситель имеет прямой контакт с внутренней стенкой бака, присутствие кислорода может привести к коррозии металла корпуса бака. Сокращение срока службы бака;
• Высокие требования к водоподготовке.

Расширительный бак с мембраной камерного типа

Баллонную мембрану в народе часто называют «грушей» из-за своей грушевидной формы. Теплоноситель в баках такого типа всегда целиком находится внутри мембраны и не имеет контакта с металлической поверхностью бака, следовательно, внутренняя поверхность бака не требует специального покрытия, это значительно снижает риск коррозии. Такие мембраны очень надежны, имеют хорошую устойчивость к износу. Преимущество грушевидной мембраны в том, что ее без проблем можно заменить на новую. Замена мембраны осуществляется через фланец, закрепленный с помощью нескольких болтов. При больших объемах расширительного бака мембрана баллонного (грушевидного) типа закрепляется задним концом к ниппелю через резьбовое соединение для стабилизации заполнения.

Как правильно сделать выбор расширительного бака системы отопления, расчеты и особенности установки

Планирование системы отопления – это не только радиаторы и котел, но и другие элементы, входящие в общую схему отопления и обеспечивающие безотказную работу и полноценную функциональность. Выбор расширительного бака системы отопления является немаловажной частью такого планирования. Именно расширительный бак обеспечивает компенсацию температурных расширений и обеспечивает нормальную работоспособность всего оборудования.

При выборе расширительного бака необходимо сразу определиться с типом системы, принципом циркуляции теплоносителя, общим объемом воды. В некоторых случаях потребуется монтаж дополнительного оснащения, например, циркуляционного насоса.

1. Расширительный бак для отопления для чего он нужен и как работает
2. Разновидности и особенности расширительного бака
3. Открытая и закрытая системы отопления
4. Подобные баки имеют следующие преимущества:
5. Недостатков использования открытых баков намного больше:
6. Преимуществ подобного оборудования множество:
7. Закрытый мембранный бак
8. Среди преимуществ использования такого оборудования необходимо отметить:
9. Особенности выбора расширительного бака для системы отопления, несколько нюансов
10. Установка мембранного расширительного бака: тонкости работ
11. Несколько важных замечаний
12. Настройка бака для работы в системе отопления, учет перепадов и уровня давления
13. Пример расчета
14. Обслуживание расширительного бака
15. Ориентировочные значения содержания воды в системах отопления
16. Коэффициент увеличения объема воды водогликолевой смеси в зависимости от температуры

Расширительный бак для отопления для чего он нужен и как работает

Что такое бачок отопительный, как выбрать расширительный бак для системы отопления? Такое оборудование выполняет компенсацию температурных расширений жидкости при ее нагреве или остывании. Ведь увеличение объема теплоносителя в системе отопления происходит при каждом ее запуске, то есть нормальное функционирование отопления полностью зависит от правильно выбранного расширительного бака.

При запуске системы нагретая вода увеличивается в объеме, ее излишек поступает в полость бака, предохраняя трубы от разрыва. При остывании «лишняя» вода возвращается в систему и поступает далее к котлу для нагрева, после этого цикл повторяется. В каких еще случаях расширительный бак необходим? Именно такое оборудование обеспечивает защиту системы от воздушных пузырей, которые могут остановить циркуляцию теплоносителя.

Разновидности и особенности расширительного бака

Конструкция расширительных бачков предполагает разделение оборудования на три вида:

1. Открытые бачки. Такое оборудование применяется для систем с естественной циркуляцией, это открытые емкости, которые соединяются с общей системой при помощи соединителя в дне бака. Монтируются они в самой высокой точке отопительной системы, обычно на чердаке.
2. Закрытые баки. Это оборудование предназначены для отопительных систем с принудительной циркуляцией без подпитки. Устройство расширительных бачков осуществляется в специально оборудованной котельной, дополнительной защиты от промерзания или обслуживания не требуется.
3. Мембранные расширительные бачки. Современный тип оборудования, работающий в автоматическом режиме. Принцип функционирования схож с закрытыми системами, но подобное оборудование имеет эластичную мембрану, что делает бак более надежным и удобным в использовании.

Открытая и закрытая системы отопления

Открытые баки используются для отопительных систем, где теплоноситель циркулирует самотеком. Емкость обычно имеет цилиндрическую или прямоугольную форму с открытым верхом, соединение с системой отопления осуществляется через выход на дне.

Подобные баки имеют следующие преимущества:

• система полностью энергонезависимая;
• конструкция бака предельно простая.

Недостатков использования открытых баков намного больше:

• необходимо регулярное обслуживание;
• теплопотери в системе довольно высокие;
• внутренние стенки бака подвержены коррозии;
• при монтаже требуется дополнительная прокладка труб;
• монтаж осуществляется на чердаке, что требует дополнительного усиления перекрытий из-за большого веса бака.

Пример расширительного бака открытого типа из нержавейки

Закрытые баки могут использоваться для любой отопительной системы, но обычно они востребованы для принудительного отопления. Бак закрытый, то есть контакт теплоносителя и окружающего воздуха исключен. Кроме того, герметичные бачки могут быть оснащены автоматическими или ручными клапанами, манометрами для замера давления в системе.

Преимуществ подобного оборудования множество:

• бак можно монтировать в котельной, он не требует защиты от промерзания;
• уровень давления в системе может быть довольно высокий;
• бак более защищен от коррозии, его эксплуатационные сроки большие;
• теплоноситель не испаряется;
• отсутствуют теплопотери;
• уход за системой более простой, нет необходимости следить за давлением, уровнем воды.

Расширительный бак закрытого типа WESTER

Закрытый мембранный бак

Для мембранной системы используется герметичный бак, функционирование которого схоже с обычным закрытым. Принцип работы очень простой – при нагреве теплоноситель расширяется, «лишняя» вода поступает в одно отделение бака, оказывая давление на эластичную мембрану. При остывании давление снижается, воздух из второй емкости выталкивает прохладную воду назад в систему, то есть происходит ее циркуляция.

Мембрана может быть съемной или несъемной, она не соприкасается с внутренними стенками устройства. Если мембрана повреждена, ее необходимо заменить, так как бак перестает функционировать.

Среди преимуществ использования такого оборудования необходимо отметить:

• компактные размеры бака;
• теплоноситель не испаряется;
• теплопотери системы минимальные;
• система защищена от коррозии;
• есть возможность работы с высоким давлением без опасения повреждения системы.

Мембранный расширительный бак

Особенности выбора расширительного бака для системы отопления, несколько нюансов

Выбирая расширительный бачок, необходимо обратить внимание на такие критерии:

• место установки;
• тип отопительной системы (с естественной и принудительной циркуляцией);
• рабочие параметры системы, включая давление (необходимо выполнить расчеты давления для бака, теплоносителя, теплообменника);
• объем расширительного бачка (не может быть меньше, чем 10% от общего объема воды в системе);
• необходимость автоматизированного управления;
• особенности работы бака (автономное энергонезависимое, с принудительной циркуляцией и подключением к электрической сети)

Одним из критериев выбора оборудования является расчет воды и ее давления. При таких расчетах системы отопления учитываются:

• объем воды в котельном агрегате (он указан в паспорте к котлу);
• объем воды для радиаторов (необходимо рассчитать отдельно для каждого радиатора и суммировать полученные значения);
• объем теплоносителя в трубах системы (рассчитывается для всех контурах при помощи формулы Vобщ = π × D2 × L/4, где D является диаметром трубы, L – это длина трубы).

Таким расчетом вычисляется, какой объем должен быть у бака. Обычно при проектировании закладывается, что объем расширительного бачка не может быть меньше 10-15%. Такого значения будет достаточно для вывода воздуха из отопительного контура и защиты оборудования от разрывов или протечек при температурном расширении.

Установка мембранного расширительного бака: тонкости работ

Для монтажа расширительных емкостей необходимо использовать следующий алгоритм действий:

• выбирается сам бак и его объем (для принудительных систем необходима модель мембранного типа);
• далее выполняется крепление устройства (место установки бачка должно быть ровным, требуется надежная фиксация, для открытых емкостей дополнительно прокладываются соединительные трубы);
• далее выполняется врезка в обратный трубопровод, для чего можно использовать пластиковые или стальные трубы соответствующего диаметра (он должен соответствовать диаметру камеры расширительного бака);
• после подключения труб и установки крана-американки, необходимо проверить давление и условия работы расширительного бака отопления (емкость заполняется водой, лишний воздух сам выходит из газовой камеры через специальный клапан);
• при необходимости можно установить аварийный слив, который будет находиться после крана-американки (для этого ставится тройник с ответвлением для установки полудюймового крана для слива излишки воды).

На этом установка расширительного бака для отопления завершена, можно приступать к настройке системы и ее запуску. Чтобы правильно определить рабочее давление, необходимо не только предварительно рассчитать объем бака, но и определить такие параметры, как показатели давления в общей системе, воздушной камере бака, для подпитки оборудования (при необходимости) и уровень максимально возможного давления.

Несколько важных замечаний

Для того, чтобы система и расширительный бачок нормально функционировали, необходимо учитывать такие моменты, как настройка, обслуживание и расчеты давления, объема теплоносителя.

Настройка бака для работы в системе отопления, учет перепадов и уровня давления

Как после монтажа запустить бачок? Необходимо правильно рассчитать уровень давления в сети, учитывая следующие показатели:

• Pст – это статическое давление, которое будет равно высоте столба воды, обусловленное высотой общей системы отопления от точки установки бака до верхнего элемента;
• P0 – это давление воздуха в газовой (воздушной) камере бака;
• Pнач – это начальное давление для подпитки оборудования;
• Pрасш – настройки для давления, создаваемого в системе;
• Pкон – уровень давления, которое создается в результате дополнительной подпитки;
• Pкл – уровень давления для предохранительного клапана (для частных домов такое давление может составлять 3 бара);
• Pмакс – уровень максимального рабочего давления, на которое рассчитан теплообменник котла (именно он самый чувствительный к этому параметру элемент всей отопительной сети).

Пример расчета

Особенности расчета системы включают в себя такие шаги:

1. Сначала надо определить давление: Pст = 4 / 10 = 0,4 бар.
2. Далее в камеру накачивается воздух, давление которого определяется по формуле P0 = Pст+ 0,2 бар, или P0 = 0,4 + 0,2 = 0,6 бар.
3. Для одноэтажного дома значение Р0 можно принимать равным «1», так как расчетное значение 0,6 бар.
4. Затем бак подключается к системе, в его полости создается начальное давление Р нач., рассчитываемое при помощи формулы: Pнач> или = P0 + 0,3 бара или Pнач = 1 + 0,3 = 1,3 бар.
5. Далее включается отопительный котел до температуры в 80 градусов, из системы полностью удаляется весь воздух, теплоноситель, поступая в бак, создает определенное давление. Для расчета необходимого конечного давления в системе надо воспользоваться формулой Pкон