Объем расширительного бака для отопления открытого типа


Расширительный бак для отопления открытого типа

Оборудование для отопления

11.05.2017

13.3 тыс.

8.9 тыс.

6 мин.

1

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.

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.

В многоэтажных домах расширительный бак монтируется в чердачной зоне или под потолком котельной

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.

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.

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.

Бак из листового металла может собрать только опытный сварщик

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.

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.

Перед работой надо обязательно спустить остатки газа

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.

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).

Подойдет любой пластиковый бак нужного объема

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.

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

obustroen.ru

Объем расширительного бака для открытой системы отопления

Вода — уникальнейшее вещество в природе. Она обладает аномально высокой теплоемкостью, которая в природе предотвращает резкое изменение температуры, т. к. она медленно остывает и медленно нагревается. Уменьшение удельного веса воды при нагревании, используется в простейших отопительных системах для создания напора и перемещения ее в трубах контура. В простых системах для компенсации увеличения объема воды применяется расширительный бак для системы отопления, присоединенный к трубопроводам контура.

Разновидности баков для отопления

В современных системах водяного отопления применяются несколько типов расширительных баков. Можно выделить три вида используемых баков для контуров: расширительные открытые баки, мембранные закрытые расширительные баки и аккумуляторные (накопительные) баки. Эти баки занимают особое положение, т. к. являются своеобразными аккумуляторами в контуре. Они накопляют тепловую энергию в виде нагретой воды в большой емкости.

В системе отопления для надежной и безопасной работы должно сохраняться стабильное давление.

Известно, что жидкости несжимаемые, и если контур сделать герметичным, то при нагревании воды резко увеличится давление в системе. Скачок давления может привести к разрушению котла и контура отопления. Задача по поддержанию стабильного давления возлагается на специальный бак для для системы отопления, который принимает избыток жидкости, возникающий при ее нагревании.

Устройство бака открытого типа

Правильно изготовленный открытый расширительный бак должен иметь несколько патрубков — для подключения к контуру отопления, для удаления воды в случае переполнения и патрубок для добавления воды. Как самостоятельно изготовить расширительный бак можно узнать в нашей статье «Как сделать расширительный бачок для отопления своими руками?» .

Бак открытого типа – емкость, сообщающаяся с атмосферой, которая через патрубок присоединяется к контуру отопления. Вода в открытом баке постоянно испаряется, поэтому нужно предусмотреть возможность «долива» воды от водопровода. Применяется открытый бак расширительный для отопления гравитационного типа циркуляции воды. В таких баках нет никакой запорной арматуры, но для уменьшения испарения бак снабжается крышкой. Приобрести бак расширительный для отопления цена которого, из-за простоты конструкции невысокая, можно в любом интернет-магазине.

Как рассчитать объем бака

Каждый владелец должен знать, как рассчитать объем расширительного бака для отопления любой конфигурации и схемы. Существует два метода расчета необходимого объема бака для контура отопления. Первый метод – простой прикидочный способ, который дает неплохие результаты. По этому способу объем бака определяется как 10% от количества теплоносителя. Эта величина включает и необходимый запас, который обеспечивает эффективную работу контура. Для открытых систем такой способ расчета дает результаты достаточные по точности для изготовления или подбора бака. Второй метод — расчет расширительного бака для закрытой системы отопления, о котором буде рассказано ниже.

Открытые баки и их применение

Открытые расширительные баки применяют только в простых контурах отопления с естественной циркуляцией. При монтаже эти системы требуют повышенного внимания, т. к. для перемещения воды необходим уклон труб по ходу ее движения, установка расширительного бака в системе отопления вверху, на коллекторе подачи. Бак устанавливается в верхней точке контура. Так создается определенный напор в системе и удаляется воздух из контура самостоятельно.

Купить или заказать расширительный бак для отопления открытого типа цена которого зависит от объема и материала корпуса, можно во многих специализированных магазинах. Бак изготовляется чаще всего из нержавеющей стали.

Расширительный бак закрытого типа

Открытая система отопления наряду со своими положительными качествами имеет массу недостатков. Она громоздка, трубы контура невозможно спрятать под полами из-за нарушения циркуляции, а организовать работающую систему полов при использовании открытой системы невозможно. Появились современные закрытые от доступа атмосферного воздуха системы отопления с циркуляционным насосом. В них тепловое расширение теплоносителя компенсирует расширительный бак для отопления закрытого типа установка которого обычно производится в «обратке». При приобретении такого элемента системы, как расширительный бак для отопления закрытого типа цена обычно напрямую зависит от его объема. Покупать его лучше всего после проведения расчета.

Расчет объема закрытого расширительного бака

При самостоятельном монтаже нужно знать, как подобрать расширительный бак для отопления дома. Существует способ расчета, который требует знания некоторых величин.

Вычислить необходимый объем можно по формуле:

(УОВ х КВК)/100 х (Дконт + 1)/Дконт – Дбак. В этой формуле:

  • УОВ – увеличение объема воды при нагревании — 5 %, а для антифриза 7 – 8%
  • КВК – объем воды в контуре.
  • Дконт – максимальное давление в контуре и котле. Эти данные, влияющие на подбор расширительного бака для отопления, содержатся в технической документации на котел.
  • Дбак – номинальное давление в камере закрытого мембранного бака. Значение давления указывается в паспорте на расширительный бак. Например, немецкая компания Reflex устанавливает в баках емкостью до 33 литров давление 1,5 бара.

Существует определенная зависимость между объемом бака и некоторыми параметрами, влияющими на подбор расширительного бака для системы отопления дома. Зависимость необходимого объема бака от объема теплоносителя и его максимальной температурой прямая. А от допустимого давления в системе зависимость обратная. Чем выше допустимое давление контура, тем объем мембранного бака может быть меньше. После вычисления объема купить расширительный бак для системы отопления или заказать его можно в любом специализированном магазине.

Конструкция закрытых расширительных баков

Устроен закрытый расширительный бак чрезвычайно просто. Он выполнен в виде стального герметичного корпуса с мембраной из специальной резины, которая делит внутренний отсек бака на две части. Снизу вмонтирован патрубок, для подключения к контуру отопления, а верхняя часть бака заполнена газом, обычно применяется нейтральный газ азот. В верхней части емкости установлен ниппель. Закачивая воздух через этот ниппель, создают начальное рабочее давление.

Для правильной работы нужно знать, какое давление в расширительном баке системы отопления следует установить.

Обычно величина этого давления указывается в паспорте на бак.

Особенности закрытых расширительных баков

Важно, что атмосферный воздух не контактирует с жидкостью, что существенно уменьшает коррозию и количество растворенного в воде воздуха. Давление в баке меняется синхронно с давлением в системе. Монтаж обычно не вызывает трудностей, а установка расширительного бака в закрытой системе отопления обычно горизонтальная или вертикальная.

Нужно четко понимать, как подключить расширительный бак к системе отопления, для правильной и длительной работы. Правильным будет подключение расширительного бака в «обратке» перед циркуляционным насосом .

Длительная и надежная работа закрытого расширительного бака определяется свойствами мембраны. Некоторые конструкции баков позволяют устанавливать сменную мембрану. Естественно, что купить расширительный бак для отопления придется за большую цену, ведь в случае замены мембраны не нужно будет менять корпус бака.

Мембраны, которые устанавливаются в расширительных баках, могут быть следующих видов:

  1. Каучуковая мембрана эластична, но имеет небольшой срок службы. Применяется в накопительных баках (гидроаккумуляторах) с рабочей температурой до + 50 градусов Цельсия.
  2. ЕРDM мембрана изготовляется из пропилена, выдерживает температуру до + 100 градусов.
  3. Бутиловая мембрана отличается долговечностью и работает при температурах до + 100 градусов.

Аккумуляторный бак для отопления

Основная задача, которую решает накопительный бак для отопления – накопление тепловой энергии на запас. Их применение актуально для солнечных коллекторов, при применении для отопления твердотопливных и электрических котлов. особенно если использовать для нагревания теплоносителя «ночной тариф» на электроэнергию. Конструктивно бак представляет собой высокую цилиндрическую или емкость в виде параллелепипеда с несколькими патрубками. Его объем зависит от мощности котла. Выпускаются баки объемом от 0,2 до 3 кубических метров.

Подключение накопительного бака к контуру

Накопительный бак аккумулятор в системе отопления подключается верхней частью к подающему трубопроводу, а нижней частью к «обратке». В баке образуются несколько слоев воды с разной температурой, которую через дополнительные патрубки можно направлять нужным потребителям.

Популярные расширительные баки немецкой компании Reflex

На рынке изделия немецкой фирмы Reflex благодаря высочайшему качеству и широчайшему ассортименту занимают ведущее место. Компания выпускает расширительные баки разных типов и объемов. Баки выпускаются трех серий, из которых легко подобрать мембранный расширительный бак системы отопления Reflex подходящего объема.

Компания Reflex занимает на рынке ведущее место по выпуску баков следующих серий:

  • Reflex F – плоские баки для контуров отопления, которые легко встраиваются в котел. Выпускается 5 моделей с объемами от 8 до 25 литров. Допустимая температура для мембраны – 70 градусов.
  • Reflex NG для контуров отопления. Выпускается 5 моделей типа NG для давления в контуре 3 бара. Емкость от 8 до 35 литров. Reflex NG объемом от 35 до 140 литров представлен 4 модели для давления теплоносителя в системе — 6 бар.
  • Reflex N с объемами баков до 1000 литров и для давления в контуре 6 бар представлен 8 моделями.
  • Reflex S для систем отопления с солнечным коллектором. Бак такого типа рассчитан на давление до 10 бар. Всего насчитывается 16 разновидностей от 2 до 600 литров.
  • Reflex G на давление 6 или 10 бар и емкостью от 400 до 5000 литров. Обычно такие расширительные баки изготовляются на заказ.

Как выбрать расширительный бак для отопления — лучшие советы

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

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

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

Какой бачок расширительный для отопления выбрать?

Классификация этих структурных элементов отопительной схемы предусматривает две категории устройств:

  • Баки открытого типа;
  • Бачки закрытого типа.

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

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

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

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

Как выбрать объем расширительного бака?

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

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

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

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

Выбор расширительного бака для систем отопления — видео

Расширительный бак.

Как работает расширительный бак? Расширительный бак начинает работать, когда нагретая в системе отопления жидкость увеличивается в объеме и ищет дополнительное пространство. Дело в том, что при нагревании котла жидкость увеличивается в объеме примерно на 0,3% на каждые 10 °С. Получается, что при повышении температуры на 70 °С первоначальный объем воды увеличивается приблизительно на 3%.

Если вода не попадет в бак, могут потечь трубы и лопнуть котел.

Какие существуют типы расширительных баков? Существует два типа расширительных баков — открытый и мембранный. Первый тип используется при открытой системе отопления, второй — при закрытой.

Где устанавливают расширительный бак? Открытый расширительный бак устанавливают в верхней точке системы, мембранный — рядом с котлом.

В чем преимущества использования мембранного бака? Использование мембранного бака имеет следующие преимущества: — трубу бака не нужно проводить на чердак, поскольку бак располагают рядом с котлом; — срок эксплуатации котла и радиатора продлевается, так как отсутствует контакт воды с воздухом;

— имеется возможность создать дополнительное давление, благодаря чему снижается риск образования воздушных пробок в верхних радиаторах.

На что обратить внимание при выборе мембранного бака? В системе отопления расширение воды, а значит, и нагрузка мембраны, идет медленно и в течение всего времени работы системы меняется незначительно. А вот температура жидкости во время эксплуатации системы может достигать 90 °С. Именно поэтому при выборе расширительного бака следует обратить особое внимание на материал мембраны, который не должен разрушаться под воздействием высокой температуры. Правда, универсального материала для мембраны еще не изобрели. Поэтому при выборе бака необходимо обратить внимание на следующие характеристики мембраны: — рабочий диапазон температур; — динамичность работы; — долговечность; — стойкость к воздействию воды; — санитарно-гигиенические требования.

Также следует обратить внимание на материал, из которого изготовлен корпус бака. Чем он прочнее, тем дольше прослужит.

Важно правильно подобрать и объем бака — он должен быть таким, чтобы даже при сильном нагревании системы давление в ней не превышало максимально допустимого значения.

Какие существуют типы мембранных баков? Существует три основных типа мембранных баков: — баки с фиксированной мембраной; — фланцевые баки со сменной мембраной;

— безнапорные баки.

Как устроен бак с фиксированной мембраной? Бак с фиксированной (запрессованной) мембраной, как правило, устанавливают в небольших отопительных системах. Диафрагменная мембрана такого бака жестко закреплена по его периметру сечения. В одной камере бака находится теплоноситель, в другой — воздух. При этом в первоначальном положении весь объем бака заполнен воздухом. Внешняя поверхность устройства покрыта эмалью, а внутренняя — эпоксидной водостойкой краской.

Как работает бак с фиксированной мембраной? Под давлением воздуха мембрана прижата к внутренней поверхности бака. При повышении температуры в системе увеличивается объем жидкости, возрастает давление, и вода поступает в расширительный бак, отжимая мембрану. При этом воздух в противоположной камере бака сжимается.

Каковы недостатки бака с фиксированной мембраной? Основной недостаток такого бака — невозможность замены мембраны в случае ее повышенной влагопроницаемости или разрыва.

Как избежать разрыва мембраны? Стоит отметить, что при нормальной работе максимальное расширение жидкости в отопительное системе происходит только в момент ее пуска. Затем давление меняется плавно, без резких скачков. Именно поэтому мембранный бак может прослужить довольно долго при условии правильной эксплуатации отопительной системы. Главное, что нужно делать, — это проверять наличие давления воздуха в баке перед началом отопительного сезона. Для этого требуется стационарный манометр.

В расширительном баке газ может сжаться только до определенного значения, которое характеризует прочность системы. Для этого устанавливают предохранительный клапан, отрегулированный до определенной величины давления, как правило, 3,5—4 бар.

Что представляют собой баки со сменной мембраной? Фланцевые баки со сменной мембраной имеют форму груши или шара. Они сделаны из эластичного материала и широко используются в системах отопления и водоснабжения. Жидкость в таком баке находится внутри мембраны и не соприкасается с металлической поверхностью бака, поэтому внутренняя поверхность устройства не требует водозащитного покрытия. Части бака, контактирующие с водой, выполнены из нержавеющей стали или из материалов со специальным покрытием.

Как закрепляется сменная мембрана? Сменная мембрана может закрепляться как горизонтально, так и вертикально. Наиболее распространено горизонтальное расположение, при котором мембрана заполняется жидкостью симметрично, благодаря чему дополнительные растягивающие нагрузки отсутствуют, и исключается риск разрыва мембраны. При ее повреждении замена производится через фланец, который закреплен болтами.

Вертикальное расположение оправдано при больших размерах бака. Мембрана прикрепляется задним концом к ниппелю с помощью резьбы.

Что представляет собой безнапорный бак? Безнапорный бак является частью автоматической расширительной системы, управляемой компрессором. Такие системы рассчитаны на отопление помещений огромной площади.

Дело в том, что для обеспечения теплом больших объектов, для которых расчетные объемы баков составляют несколько. тысяч литров, остро встает проблема размещения оборудования. Именно поэтому для таких помещений используется специальная установка поддержания давления — безнапорный расширительный бак и узел регулирования давления (насос).

Когда температура в системе повышается, открывается клапан. Он забирает из системы излишки теплоносителя и отправляет их в бак. При снижении температуры вода из бака закачивается обратно в систему с помощью насосов. Получается, что такая установка поддерживает оптимальное давление в системе.

Как рассчитать нужный объем открытого расширительного бака? Объем открытого расширительного бака рассчитывают по формуле: Vpб = 0,05 x Vсист, где Vpб — объем расширительного бака (л), Vсист — полный объем системы отопления, то есть объем всех труб, радиаторов и нагревательного котла.

Как рассчитать нужный объем мембранного расширительного бака? Для этого следует определить избыточный объем теплоносителя при нагревании и коэффициент заполнения бака. Соотношение этих величин — нужный объем расширительного бака.

Необходимо воспользоваться формулой: Vбака = Vpac / f, где Vбака — фактический объем расширительного бака (л), Vpac — избыточный объем теплоносителя при нагревании (л), f— коэффициент заполнения бака.

Чтобы определить избыточный объем теплоносителя при нагревании, следует умножить величину полного объема системы на коэффициент объемного расширения теплоносителя: Vpac = Vсист x ß, где Vpac — избыточный объем теплоносителя при нагревании (л), Vсист — полный объем системы отопления, ß — коэффициент объемного расширения теплоносителя. Поскольку последняя величина зависит от температуры, следует узнать максимальную температуру теплоносителя.

Как рассчитать коэффициент заполнения расширительного бака?

Коэффициент заполнения бака — это величина, показывающая, какой процент объема бака может занимать теплоноситель.

Эта величина рассчитывается по формуле: f = (Pmax — Pгаза) / (Pmax + 1), где Pmax — это максимальное давление теплоносителя, которое может приниматься равным давлению срабатывания предохранительного клапана; Pгаза — предварительно давление газа в баке, которое фактически равно предварительному давлению теплоносителя.

Pгаза определяется по формуле: Pгаза = Pг + 0,3, где Pг — это гидростатическое давление системы отопления, то есть давление, вызванное разницей между самым верхним и самым нижним элементом системы отопления.

Pг определяется по формуле: Pг = 0,1 + ρ + hг, где hг (м) — расстояние по вертикали от самой нижней до самой высокой точки системы отопления, ρ (г/см3) — плотность теплоносителя (для воды — 1).

Стоит отметить, что коэффициент заполнения бака должен быть не менее 50%.

Если расширительный бак установлен после циркуляционного насоса, предварительное давление газа определяется так: Pгаза = Pг + 0,3 + Pнасоса,

Источники: http://spetsotoplenie.ru/sistemy-otopleniya/elementy-sistem-otopleniya/rasshiritelnyj-bak-dlya-otopleniya-tipy-i-populyarnye-vidy.html, http://pristor.ru/kak-vybrat-rasshiritelnyj-bak-dlya-otopleniya-luchshie-sovety/, http://mainstro.ru/rasshiritelnyj-bak/

santex1.ru

Расширительный бак открытого типа

В современных отопительных системах для компенсации температурного расширения теплоносителя устанавливаются расширительные баки открытого либо закрытого типа, которые имеют особые требования к монтажу, условиям эксплуатации и обладают различными преимуществами и недостатками.

В данной статье рассмотрим основные моменты выбора и установки расширительного бака в системе отопления с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя.

Основным параметром бака является его полезный объем, который должен превышать величину изменения объема жидкости системы в результате максимального изменения ее температуры.

Объем жидкости в системе отопления не является постоянным, так как в процессе работы теплоноситель может расширяться и сжиматься. Нагрев теплоносителя, а соответственно и увеличение его объема при постоянном размере внутреннего пространства системы отопления приводит к увеличению давления на стенки трубопроводов и отопительного оборудования, что может стать причиной их разрушения.

Для компенсации изменения объема жидкости и стабилизации давления на внутренние стенки компонентов системы отопления в её схему вводят расширительный бак (также известный как экспанзомат, от англ. глагола «expanse», что означает «расширять»). При расширении теплоносителя, его количество, превышающее объем внутреннего пространства системы, поступает в расширитель, а после падения температуры – возвращается обратно.

Как определить необходимый объем расширителя?

Объем расширителя должен превышать значение потребного объема, который представляет собой максимальное количество теплоносителя, поступающее в бак в результате его нагрева.

В первую очередь определяется общий объем теплоносителя в системе. Суммируя внутренний объем труб и полостей всех элементов системы (котла, батарей отопления, запорной арматуры) получаем суммарный объем. Количество жидкости в трубопроводах можно рассчитать в зависимости от типоразмера трубы, используя данные таблицы 1. Объем полостей оборудования указан в документации (паспорте или каталоге производителя) на изделие.

Таблица 1 – Определение объема теплоносителя в 1 погонном метре трубопровода.

Далее зная суммарное количество жидкости определить потребный объем расширителя, воспользовавшись данными таблицы 2. Данную величину выбирают в зависимости от давления в системе. В случае если рассчитанное ранее значение находится между двумя табличными, потребный объем бака определяют по большему из значений.

Таблица 2 – Определение потребного объема расширительного бака.

Указанные данные таблицы 2 справедливы, если в качестве теплоносителя используется вода. Для жидкостей с коэффициентом теплового расширения отличным от воды табличное значение суммарного объема умножается на поправочный коэффициент, равный соотношению плотности воды и используемой жидкости.

Основные разновидности баков

Существуют два основных типа расширителя, которые применяются в системе отопления:

Расширительные баки открытого типа представляют собой однообъёмную емкость, сообщающуюся с атмосферой. Такой бак устанавливается в наивысшей точке системы отопления, что необходимо для обеспечения естественного возвращения жидкости в трубопровод при снижении ее температуры.

Расширитель открытого типа.

Закрытые расширители изготавливают в виде герметичного сосуда, часть которого заполнена жидкостью, а часть – воздухом или газом находящимся под определенным давлением. При нагреве жидкость поступает в экспанзомат, при этом газ сжимается. При охлаждении жидкости она возвращается в систему, а разницу в объемах заполняет газ.

Расширительный бак закрытого типа.

Кроме основных функций (компенсации объема, стабилизации давления), экспанзомат открытого типа служит для восполнения воды, если в системе происходит небольшая утечка и для отвода воздуха из системы.

Открытые расширители имеют прямоугольную либо цилиндрическую форму и изготавливаются из листовой стали или полимерных материалов. Установка расширительного бака открытого типа в системе отопления осуществляется в ее верхней точке, что требует увеличения общей длины трубопроводов отопления. Бак оборудован крышкой для защиты теплоносителя от загрязнений и обеспечения доступа внутрь при обслуживании.

Принцип работы и схема подключения открытого расширительного бака в системе с принудительной циркуляцией.

Местом для размещения открытого расширителя может служить чердачное помещение, лестничный проем или специально оборудованный бокс, установленный на крыше дома. Если высота дома позволяет установить расширитель внутри жилой части здания, его можно разместить в санузле или хозяйственном помещении. Емкости, размещенные за пределами отапливаемой части дома необходимо утеплять для снижения потерь тепла в системе.

Открытый бак, сваренный из листового металла.

Принцип работы и особенности установки

Чтобы вода в баке открытого типа не застаивалась, необходимо обеспечить ее циркуляцию. Для этого между ним и основной магистралью теплопровода оборудуют контур, состоящий из расширительной и циркуляционной трубы, причем отверстие последней расположено в баке несколько ниже (примерно на 50 мм). Для эффективной циркуляции воды контур врезают перед входом в насос (если система работает с принудительной циркуляцией), установленный на магистрали обратного хода. Циркуляция позволяет выводить из системы в атмосферу пузырьки воздуха.

Открытый расширитель с реле нижнего и верхнего уровня.

Надо отметить, что выше сказанное справедливо при установке расширителя в систему отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя!

В системе с естественной циркуляцией для беспрепятственного выхода пузырьков воздуха расширитель подключается в самой верхней точке подающего трубопровода.

В районе отметки минимального уровня теплоносителя из бака выходит контрольная труба, а на максимальном уровне – переливная, предназначенная для слива лишней жидкости. Проверка уровня может осуществляться простым открытием крана на контрольной трубе. Если вода из крана поступает, значит, ее уровень в баке превышает минимальную отметку. Для данной цели могут устанавливаться реле нижнего и верхнего уровней, подающие световой или звуковой сигнал при возникновении опасности снижения уровня воды до минимального значения или её подхода к точке перелива.

Полезный объем расширителя равный площади его основания умноженной на высоту между минимальным и максимальным уровнем, равен приросту количества воды в результате температурного расширения. Он должен быть равен либо превышать потребную величину, рассчитанную с использованием таблиц 1 и 2.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества расширителя открытого типа:

  1. простота конструкции, что подразумевает относительно низкую стоимость;
  2. выполняет функцию сброса давления и отвода воздуха из системы отопления.

Недостатки открытых расширительных баков:

  1. особые условия установки, предусматривающие монтаж дополнительных трубопроводов;
  2. высокие потери тепла и необходимость теплоизоляции;
  3. непосредственный контакт с атмосферой, что может вызвать коррозию стальных элементов системы;
  4. из-за возможности испарения система нуждается в периодическом пополнении теплоносителя.

Следует отметить, что ввиду вышеуказанных недостатков баки открытого типа все реже применяются в системах отопления жилых домов, уступая по популярности закрытым расширителям.

Расширительный бак закрытого типа

В отличие от открытых экспанзоматов, закрытый расширительный бак не связан с атмосферой. Он представляет собой герметичный стальной сосуд, частично заполненный жидкостью, а частично – закаченным через специальный клапан инертным газом. В зависимости от способа разделения внутреннего объема закрытые баки делятся на:

Закрытые расширители различных форм и размеров.

Безмембранные

В безмембранных расширителях теплоноситель непосредственно контактирует с газом, так как у них отсутствует механическое разделение внутреннего пространства. Для поддержания заданного давления используется компрессор или газовый баллон, расположенный снаружи. Контроль давления и подача газа осуществляется автоматически.

Безмембранные баки широко использовались в то время, когда резиновые (каучуковые) мембраны имели низкие ресурсные показатели и требовали частой замены. Они могли работать без мембраны, но необходимость в компрессоре или баллоне усложняла конструкцию. В настоящее время широкое распространение получили закрытые баки с разделительной мембраной.

Мембранные

В конструкциях современных расширителей жидкость и газ разделены с помощью гибкой мембраны. Существуют расширители с:

  1. тарельчатой мембраной (диафрагмой);
  2. грушевидной (баллонной) мембраной.

Тарельчатая крепится в средней части бака и имеет форму, близкую к полусфере. В зависимости от температуры воды она принимает выпуклую или вогнутую форму.

Устройство расширителя с диафрагмой.

Грушевидная повторяет форму сосуда и закрепляется на противоположных концах емкости. Особенностью данных баллонов является отсутствие контакта теплоносителя со стенками, так как жидкость заполняет гибкую мембрану, а между ней и металлическими стенками закачан газ. Это защищает конструкцию от коррозии и увеличивает срок службы. Данная конструкция допускает замену мембраны, в то время как конструкция диафрагменных баков этого не позволяет.

Бак с грушевидной мембраной.

В современных расширителях применяются бутиловые и этиленпропиленовые мембраны, отличающиеся повышенной долговечностью. Ранее для этих целей использовали каучук, который имеет меньший срок службы и в настоящее время не используется.

Схема работы бака с компрессором.

Преимущества и недостатки мембранных баков

Недостатками мембранных расширителей являются:

  • высокая стоимость;
  • необходимость периодической подкачки газа либо воздуха;
  • необходимость контроля давления в системе.

Среди преимуществ можно выделить:

  • компактные размеры;
  • минимальные потери тепла, отсутствие необходимости теплоизоляции;
  • отсутствие прямого контакта теплоносителя с атмосферой (испарения), что снижает риск образования, распространения коррозии и необходимость подпитки ситемы;
  • возможность работы при высоком давлении;
  • возможность установки практически в любом месте.

Выбор мембранного расширителя

Основным параметром мембранного бака является потребный объем жидкости в системе, который должен быть предварительно рассчитан с использованием таблиц 1 и 2. Бак должен иметь объем, равный или превышающий полученное значение.

Кроме традиционной овальной формы многие производители выпускают плоские расширители с диафрагмой. Такой бак более компактен и может устанавливаться в пространстве между стеной и внутренней отделкой помещения, не занимая полезное пространство.

Расширитель плоской формы.

Главной рабочей частью современного бака закрытого типа является мембрана, от параметров и качества изготовления которой зависит его срок службы. Основными характеристиками мембраны являются:

  • диапазон рабочих температур и давлений;
  • материал;
  • диффузионная устойчивость.

Мембранные баки для систем отопления окрашены красным цветом, в то время как используемые в системах водоснабжения – синим. К мембранам расширителей систем отопления выдвигаются более низкие санитарно-гигиенические требования.

Правила установки закрытых расширителей

Установленный расширитель отопления.

  1. Установка расширительного бака закрытого типа в системе отопления может осуществляться в любой точке схемы, но оптимальным является монтаж перед циркуляционным насосом (для система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя).
  2. Установка допускается в любом положении, но вариант с верхним подводом жидкости является предпочтительным, так как позволяет естественным образом выходить пузырькам воздуха. Такой монтаж обеспечит работоспособность бака даже при разрыве мембраны.
  3. Если в процессе эксплуатации системы отопления обнаружится, что объема установленного бака недостаточно вместо его замены рациональней установить дополнительный требуемых размеров.
  4. При переходе с воды на другой теплоноситель может понадобиться замена расширительного бака на более объемный. Возможна установка дополнительного расширителя.
  5. Некоторые модели отопительных котлов имеют встроенный расширительный бачок, в этом случае установка дополнительного не требуется.
  6. Установка закрытого расширителя в систему отопления с естественной циркуляцией требует установки «автосбросника» (автоматического поплавкового клапана) в верхней точке системы для автоматического сброса воздуха при наполнении системы и во время работы котла.

Эксплуатация расширителей

Поддержание расширительного бака мембранного типа в работоспособном состоянии включает в себя:

  1. регулярный визуальный осмотр на отсутствие коррозии;
  2. проверка целостности мембраны;
  3. проверка давления воздуха (газа).

Техническое обслуживание баков открытого типа предусматривает внешний осмотр состояния корпуса и теплоизоляции, а также проверку уровня жидкости, который не должен опускаться ниже минимальной отметки.

Расширительный бак на кронштейне.

Правильный выбор и установка расширительного бака в системе отопления – одна из составляющих надежной, бесперебойной и безопасной работы всей системы отопления жилого дома. Сегодня чаще устанавливается расширительный бак закрытого типа с мембраной-диафрагмой, сочетающий в себе доступную цену и высокий уровень удобства в эксплуатации.

Интерьерное решение: декоративные решетки на радиаторы отопления

  • Оптимальная теплоизоляция для труб отопления

  • Самостоятельное утепление труб отопления на улице

  • Полиэтиленовые трубы для отопления частных владений

    Расширительный бак открытого типа для отопления — виды, типы, применение

    Расширительные баки для систем теплоснабжения устанавливают для компенсации температурных изменений объема теплоносителя в замкнутых системах теплоснабжения. Еще в школе на уроках физики изучают, что вода при нагревании существенно увеличивает удельный объем, а поскольку контур замкнут, то ему необходимо куда-то деваться. Бак не только примет излишнюю жидкость, образовавшуюся при нагревании, но и восполнит ее недостаток при охлаждении.

    Когда расширительное устройство отсутствует, в случае повышения температуры гидравлическое давление в системе возрастает и поскольку вода обладает несжимаемостью, становится возможным разрушение отопительной конструкции.

    Особенности применения расширительного бака

    Применение расширительного бака, такого как на фото, обосновано тем, что нагрев воды на 10 градусов приводит к увеличению ее объема на 0,3%. Таким образом, когда температура теплоносителя в системе возрастает с 10-15°С до 80-95°С, тогда ее объем станет больше примерно на 2,4-2,8%. При количестве жидкости в системе, равной 100 – 300 литрам, разница может достичь от 2,5 до 8 литров воды. А это немалое количество теплоносителя, который спрятать в трубах и радиаторах невозможно.

    Требуется дополнительная емкость, а точнее расширительный бак достаточного объема и подходящего типа. В него при нагревании будет направляться излишняя вода и наоборот из устройства в систему станет поступать теплоноситель в случае охлаждения жидкости.

    Назначение расширительного бачка

    Расширительное устройство необходимо:

    • для временного удаления избытка теплоносителя из системы при нагревании воды и для водостока, когда превышен максимальный уровень бака;
    • для возврата теплоносителя в отопительную систему при его охлаждении;
    • для поддержания в контуре необходимого гидростатического давления путем регулировки объема воды;
    • для накопления и удаления воздуха и паров из жидкого теплоносителя, которые начинают появляться в процессе его нагрева. Так в воде содержится некий объем воздуха: он составляет на один литр до 40 миллиграммов. Когда вода прогревается, почти 90% этого воздуха имеет вид пузырьков. Расширительный бак отводит лишний воздух в атмосферу.

    Типы расширительных баков

    В зависимости от особенности конструкционного решения эти устройства бывают следующих типов:

    Открытые расширительные баки

    Расширительный бак открытого типа для отопления имеет преимущества и недостатки. Эти устройства монтируют в верхней точке отопительной конструкции (главного стояка), как правило, в чердачных помещениях и они представляют собой емкость цилиндрической или прямоугольной формы открытого или полуоткрытого вида. Чаще всего бак выглядит как параллелепипед, сделанный из листовой стали и обязательно теплоизолированный от окружающего воздуха.

    В расширительные баки для отопления открытого типа на определенном уровне вваривают или другим способом прикрепляют контрольную трубу, предназначенную для слива жидкости в канализацию или на улицу в случае превышения допустимого уровня (прочитайте также: «Открытая и закрытая система теплоснабжения — преимущества и недостатки в сравнении «).

    Недостатки, которые имеет расширительный бак открытого типа для отопления – это, прежде всего, его открытость (контакты с атмосферным воздухом) и большие размеры. Поскольку устройство открыто или полуоткрыто, отмечается значительная испаряемость воды из системы теплоснабжения, а значит, требуется постоянный контроль над уровнем теплоносителя. В случае его недостатка следует своевременно пополнять объемы жидкости. Наличие открытой конструкции у расширительного бака приводит к дополнительному поступлению воздуха в отопительную систему, что вызывает повышенную коррозию отдельных ее элементов. Следует отметить, что такого типа устройства сейчас можно встретить в жилых постройках, эксплуатируемых на протяжении не одного десятка лет.

    Чтобы смонтировать расширительный бак для отопления открытого типа и обеспечить его надежную теплоизоляцию потребуются дополнительные усилия и финансовые расходы, поскольку необходимо укрепление перекрытия и покупка материалов для утепления и прочее.

    Закрытые расширительные баки

    Закрытый мембранный расширительный бак системы отопления для конструкций, обеспечивающих теплоснабжение, представляет собой металлическую закрытую емкость, имеющую овальную или шарообразную форму. Внутри устройства располагаются две камеры, разграниченные герметичной мембраной. Одна из них предназначается для жидкого теплоносителя, вторая является воздушной – в ней имеется клапан, в функции которого входит поддержание в камере давления на нужном уровне.

    Когда первая камера заполняется носителем тепла, мембрана начинает прогибаться и тем самым в воздушной части бака создается избыточное давление. Когда данный параметр достигает определенного уровня, клапан приоткрывается и воздух покидает камеру. Расширительные устройства мембранного типа выпускают в двух конструкционных решениях:

    • в несменном варианте — с диафрагменной мембраной;
    • в сменном варианте — баки фланцевого типа.

    Расширительные бачки диафрагменного типа состоят из двух частей корпуса, который изготавливают из углеродистой стали методом глубокой холодной штамповки. По периметру двух камер в процессе сборки закрепляют мембрану. Изнутри поверхность бака покрыта влагостойкой эпоксидной краской, а снаружи – эмалью, часто красного цвета.

    Изначально вторая часть закрытого расширительного устройства заполнена воздухом таким образом, что он полностью на 100% занимает его объем. В процессе нагрева теплоносителя его излишки поступают в жидкостную камеру, а воздушная часть в это время сжимается. В ней возрастает давление, регулирующее объем жидкости в системе теплоснабжения. Некоторые производители заполняют воздушную камеру азотом под давлением, которое равно давлению воды в отопительной системе.

    Фланцевого типа мембранный бак оснащают сменной мембраной, горловину которой закрепляют к конструкции отопления при помощи сланца с патрубком. У такого расширительного устройства отсутствует соприкосновение теплоносителя с внутренними стенками, поскольку жидкость поступает только в мембрану. По этой причине нет смысла использовать особое покрытие для внутренней части. При необходимости мембрану можно сменить на новое изделие.

    Монтировать расширительный бачок такого типа удобно – его разрешается устанавливать в непосредственной близости от нагревательного котла (современные небольшие по мощности агрегаты выпускают, в том числе, с встроенными расширительными устройствами). Расширительные баки закрытого типа обладают следующими достоинствами:

    • теплоноситель в них не контактирует с воздухом. В результате жидкость из них не испаряется, а трубы и радиаторы не окисляются;
    • вероятность перелива воды через край устройства приближается к нулю (если установлен расширительный бачок для отопления открытого типа это происходит довольно часто);
    • удобный монтаж практически в любом месте (за исключением трубопровода сразу за насосом);
    • низкая вероятность образования воздушных пробок;
    • безопасность при эксплуатации и надежность в работе при небольших финансовых расходах.

    При расчете бака нужно учитывать ряд моментов:

    • объем устройства зависит от емкости отопительной системы;
    • когда для теплоснабжения требуется высокая температура, устанавливают изделие большего объема;
    • чем меньше разница в высоте между местом монтажа бака и наивысшей точкой системы, тем меньшей емкости бак можно использовать.

    Посмотрите видео расчета расширительного бака системы отопления:

    Как рассчитать и установить расширительный бак в открытую систему отопления

    Расширительный бачок открытого типа, являющийся частью системы отопления, представляет собой негерметичную емкость из листовой стали. Основным отличием этих составляющих элементов отопительной конструкции является наличие отверстий в виде смотровых лючков, через которые пользователь может контролировать уровень теплоносителя в системе. Кроме этого, такая особенность позволяет самым простым способом осуществлять восполнение жидкости системы отопления в случае ее утечки или испарения из бака. Эти детали могут производиться как в цилиндрической форме, так и иметь конструкцию в виде куба или прямоугольного параллелепипеда. Бачки открытого типа можно сделать и своими руками, имея в наличии сварочное оборудование и владея опытом подобных работ. Бачок такого типа не предусматривает наличие резиновых камер, клапанов и т.п. Главным предназначением расширительного бака подобного типа является размещение излишка теплоносителя при работе системы отопления. Как известно, объем жидкости при нагреве увеличивается, и такой бак компенсирует уровень давления в трубах отопительной магистрали.

    Расчет размера и типа бака для открытой системы

    Расчет вместительности и определение оптимального типа бака должны учитывать средний прирост объема теплоносителя при нагреве. Объем устанавливаемого бака напрямую зависит от объема и вида теплоносителя в системе отопления. Так, при температуре воды 80 °C общий объем ее увеличится в среднем на 2,5%.

    Расчет оптимального объема емкости также должен учитывать коэффициент запаса, который при всех методических расчетах соответствует показателю 1,2.

    Чтобы определить необходимый объем расширительного бака применяется формула:

    • V1 — объем теплоносителя при рабочей температуре (в нагретом состоянии);
    • V2 — объем теплоносителя для обеспечения водяного затвора (если объем теплоносителя после расширения меньше 15 литров, V2 будет составлять V1 * 0.2. В том случае, когда объем теплоносителя при расширении больше 15 литров, V2 будет составлять V1 * 0.05, но не менее 3 литров);
    • 1,2 – коэффициент запаса.

    Приведенный расчет определяет минимально допустимый объем расширительного бака.

    Проектирование и установка своими руками

    Бачки подбираются на стадии проектирования системы отопления, и к этому этапу следует подойти с максимальным вниманием, поскольку корректный расчет непосредственно влияет на нормальную работу всей системы отопления.

    Осуществляя проектирование и расчет при монтаже своими руками следует учесть, что нормальная работа открытой системы отопления не предусматривает наличие циркуляционного насоса. Циркуляция теплоносителя в данном случае происходит за счет законов физики. Расчет параметров и технических характеристик, разметка и подключение может производиться как своими руками, так и с привлечением специалистов.

    Проект описываемой системы может предусматривать как наличие двух контуров: обратку и подачу, так и однотрубную упрощенную конфигурацию. При этом двухтрубная схема предполагает вариант, когда расширительный бачок подключается к обратке.

    Общая схема системы отопления, которая предусматривает наличие бака открытого типа, должна состоять из таких элементов, как отопительный котел, батареи (радиаторы), сам расширительный бачок и трубопровод. Описываемую конструкцию можно собрать своими руками, учитывая все требования и правила монтажа.

    Установка расширительного бака открытого типа своими руками, а также его соединение с магистралью, должны осуществляться, учитывая некоторые особенности открытого принципа. К таковым следует отнести нижеперечисленные:

    • Бачок должен располагаться выше остальных составляющих частей и узлов отопительной системы;
    • Качество циркуляции и время прогрева всей магистрали зависит от диаметра используемых труб, которые предполагает схема или расчет производительности системы. Чем больше диаметр трубы, тем эффективнее циркуляция;
    • В качестве теплоносителя желательно использовать вместо воды антифриз. Это объясняется меньшим весом этого вещества и, соответственно, лучшей проходимостью через трубы;
    • Установка расширительного бачка должна предполагать его надежное утепление, в том случае, когда он располагается на чердаке или в другом неотапливаемом помещении. Ледяная пробка нивелирует роль бачка и появляется риск разрыва системы из-за возрастающего давления в трубах.

    Установка бачка своими руками предполагает его размещение на ровном чистом основании. Бачок должен иметь прогрунтованную как внутреннюю, так и внешнюю поверхность.

    Закрепленный в месте установки бачок посредством резьбового соединения при помощи муфты или электрической/газовой сварки подключается к системе отопления. Подобная операция может быть выполнена своими руками при наличии соответствующего оборудования и специальных инструментов.

    Распространенные проблемы при монтаже и эксплуатации

    Ненадежное качество подключения расширительного бачка, а также неправильная установка или расчет его объема, могут стать причиной вытекания теплоносителя на конструкции строения. В этом случае, когда бачок установлен на чердаке возможен залив потолка и повреждение декоративной отделки комнат. Именно поэтому специалисты рекомендуют проводить точный расчет, при котором определяемый объем бака должен иметь некоторый запас.

    Еще одной из самых распространенных проблем открытого типа отопления является испарение воды через отверстие бачка. В этом случае в систему может попадать воздух, что в итоге становиться причиной перегрева труб в некоторых местах или образования воздушных пробок. Для решения подобной проблемы своими руками специалисты рекомендуют заливать в расширительный бачок небольшое количество масла, которое, находясь на поверхности, образует защитный слой от попадания воздуха.

    (Пока оценок нет)

    Источники: http://vse-pro-otoplenie.ru/elementy/29-ustanovka-rasshiritelnogo-baka-v-sisteme-otopleniya.html, http://teplospec.com/montazh-remont/rasshiritelnyy-bak-otkrytogo-tipa-dlya-otopleniya-vidy-tipy-primenenie.html, http://domotopim.ru/obsluzhivanie-otopleniya/komplektuyushhie-i-rasxodnye-materialy/rasshiritelniy-bachok-dlya-otopleniya-otkritogo-tipa.html

  • teplosten24.ru

    Расчет расширительного бака системы отопления

    » Отопление

    Расчет и объем расширительного бака для отопления

    Размеры баков

    Прочитав этот материал, вы сможете раз и навсегда оставить позади проблему расчёта расширительного бака для закрытой и открытой систем отопления. Ниже вы сможете найти формулы. Также затронута тема возможных проблем из-за неправильного выбора этого оборудования.

    Одной из ключевых задач, которую нужно выполнить – это расчет расширительного бака для закрытой системы отопления. В свою очередь, в открытых контурах это не имеет столь большого значения. В принципе, расчет несложный, если вы владеете информацией. Несмотря на простоту вычислений, на практике случается допущение ошибок, которые приводят к негативным последствиям. Самая распространенная ошибка – это халатное отношение к выбору. Бывает так, что люди не уделяют достаточного внимания расчету объема расширительного бака для отопления и начинают разбираться в нюансах, только после того, как появляются первые проблемы и система требует ремонта .

    Возможные проблемы

    Для начала давайте рассмотрим последствия неправильного расчета расширительного бака для закрытой системы отопления. Возможно, и у вас стоит непригодный резервуар для вашей системы, а вы об этом даже не подозреваете. В случае если объём бака был рассчитан правильно, в контуре всегда будет стабильное давление. Не имеет значения открытая у вас система, или закрытая, расчет объема расширительного бака для отопления обоих видов схож, так как принцип их работы приблизительно одинаковый. Суть в том, что вода в трубах выступает в роли теплоносителя.

    То есть она разносит тепло по всему контуру и отдает его посредствам радиаторов. и стенок труб. Благодаря этому в помещении становится тепло. При этом количество воды всегда изменяется. После того, как она нагревается, ее становится больше, а после того, как остывает – меньше. Сдавить воду механическим путем невозможно, значит, нужно на время выводить ее излишки из контура. И обязательно в таких количествах, чтобы давление в системе всегда держалось на необходимом уровне, без перепадов. Вот мы и подошли к главному – это перепады давления.

    Если в контуре происходят перепады давления – это первые звоночки о неправильном функционировании. Виной этому может быть неправильно рассчитанный объем расширительного бака для системы отопления.

    Каким образом происходят перепады

    Возможные варианты:

    Оба процесса взаимосвязаны. Увеличение давления в контуре означает, что теплоносителю некуда деваться после того, как он увеличился в объёме. Одной из причин, не единственной, может быть неправильный расчет расширительного бака для отопления закрытого типа. Каким образом это происходит на практике? Возьмем, к примеру, контур,  вмещающий сто литров теплоносителя:

    • в системе находится сто литров холодной жидкости
    • включается котел и нагревает теплоноситель
    • вода расширяется и ее становится уже не сто, а приблизительно сто пять литров
    • лишняя жидкость должна куда-то деваться. Для этого в контуре установлен расширительный бачок
    • после того как теплоноситель остыл, его в контуре стало не хватать, так как часть вытиснилась в бачок. Соответственно, воду в трубы надо вернуть, что и происходит, если все хорошо.

    Перепады давления

    Если же объем расширительного бака для закрытой системы отопления меньше необходимого, то вся жидкость, которая не вместилась, будет выведена наружу. В контуре предусматриваются специальные клапаны, которые выбрасывают теплоноситель в том случае, если давление повышается до критического уровня. Такими клапанами оснащены и современные котлы. Это необходимое условие для безопасной эксплуатации отопления. Повышение давления может привести даже к взрыву. Представьте себе последствия, когда трубы просто разрывает и горячая вода летит во все стороны. Помимо того, что можно получить травму от удара, такое чрезвычайное происшествие грозит ожогами находящимся поблизости людям и животным.

    В дальнейшем, после остывания, вода уменьшается в объёме. Жидкость из бака вытесняется обратно в трубы, но теплоносителя все равно не хватает. Это потому что выведенная вода наружу не вернулась, она ушла безвозвратно. В результате давление в контуре резко падает. Это приводит к следующим результатам:

    • остановка котла. У нагревателей есть определенный порог минимального давления, при котором он может работать. Если это значение не выдерживается, он просто не может включиться, автоматика не позволяет это сделать
    • размораживание системы. Если остановка отопительного оборудования произошла зимой, а вы не дома, может произойти серьезная авария. Система замерзнет за несколько часов, в зависимости от уровня теплоизоляции вашего жилья
    • необходимость подпитки. Надо подлить недостающее количество воды в контур.

    Это результаты грубых ошибок, допущенный при расчете расширительного бака для отопления, или если вы понадеялись на резервуар, встроенный в котел.

    В современных котлах есть встроенные баки, объёма которых зачастую недостаточно. Обязательно учитывайте этот факт и при необходимости устанавливайте дополнительные резервуары.

    Бывает и так, что бак полностью заполняется, давление продолжает расти, но не доходит до критического уровня. Стрелка манометра балансирует на грани рабочего максимума контура, при этом все функционирует. Таких случаев не счесть. Люди очень часто задают вопросы по поводу таких вот перепадов. Конечно, такие процессы их волнуют, так как они не являются нормой. При таких повышениях контур работает в экстремальных условиях, что приводит к его скорейшему износу. Также такие процессы неблагоприятно влияют на котел, а он денег стоит и не малых.

    Подбор объёма

    Рассмотрим по отдельности как рассчитать расширительный бак для отопления герметичного и открытого типов. Так как конструкция и принцип действия таких резервуаров абсолютно разные, хотя оба выполняют одинаковую функцию.

    Открытый бак

    Размеры расширительного бака для открытой системы отопления, по большому счету, определяют его объём, так как конструкция такого резервуара довольно проста. Он делается из листового металла. В нем есть отверстие, через которое теплоноситель попадает вовнутрь и уходит опять в трубы. Также они могут быть оснащены отверстием для перелива, через которое лишняя вода выводится в канализацию.

    Бывает, что в резервуар подводят автоматическую подпитку. Но главное, как рассчитан расширительный бак в системе отопления, а точнее, его объём. Возьмём все ту же систему со ста литрами воды. После нагревания жидкость увеличится процентов на пять, может больше, в зависимости от температуры в контуре. Выходит, что объем расширительного бака для этой открытой системы отопления должен быть не меньше пяти литров, лучше больше. И расчет расширительного бака для системы отопления сводится к следующему алгоритму:

    • пять литров – это расширение воды
    • пару литров должно всегда быть в баке – это чтобы воздух не попадал в контур
    • литра три надо сделать про запас.

    По итогам расчёта объема расширительного бака для отопления получает десять литров. Кстати, это самый простой и распространенный способ подбора – десять процентов от количества воды в контуре.

    Самый простой способ, как рассчитать объем расширительного бака для отопления   это вычисление десятой части от общего количества теплоносителя. Это значение с необходимым запасом, при котором все будет работать как часы.

    Для закрытых систем помимо простого, народного, способа расчета объема расширительного бака системы отопления, есть более точные методы. Чтобы воспользоваться ими, нужно знать несколько значений. К ним относятся:

    • насколько увеличивается объём воды (ОВ) при нагревании. Ответ: на пять процентов. Значение округлено до целого числа без дробей, для удобства. Если в вашем контуре циркулирует незамерзающая жидкость, антифриз, то это значение будет больше
    • сколько всего воды в контуре (ВК). Такие данные должны быть уже с этапа проектирования. Так как подбор нагревателя осуществляется исходя из этой величины. Если случилось так, что вы не знаете, сколько там литров, остается только замерять. Первое что приходит на ум – это слить полностью всю жидкость из контура и заполнить его заново. Количество литров можно измерить ведрами, а можно воспользоваться специальным счетчиком, который устанавливается на потоке
    • на какое максимальное давление рассчитан контур и котел (ДК). Это значение можно прочитать в документах нагревателя, или на нем самом. Вряд ли случится так, что нет ни документов, ни информации на корпусе котла. Но если уж так вышло, то интернет вам в помощь
    • какое давление в воздушной камере расширительного резервуара (ДБ). Это тоже указано в технической документации.

    Чтобы рассчитать какой объем расширительного бака нужен для отопления, следует выполнить несложное математическое вычисление:

    ОВ х ВК х (ДК + 1) / ДК – ДБ

    По результатам расчета емкости расширительного бака для отопления вы получите точное значение. Остается открытым вопрос о целесообразности таких сложных подсчетов. Несомненно, по итогам этой формулы расчёта расширительного бачка системы отопления, получится меньшее значение, чем по результатам «народного» метода. Но погрешность в большую сторону не является ошибкой. Если резервуар больше необходимого – ничего страшного, просто нужно правильно его настроить.

    До какого уровня накачивать воздушную камеру

    Важно правильно настроить расширительный бачок для отопления закрытого типа. Расчет вместительности — это, конечно, серьёзный аспект, но даже если он выполнен правильно, бак все равно может работать неподобающим образом. Чтобы с этим разобраться, вкратце остановимся на его конструкции. Он состоит из двух отделений, между которыми есть резиновая прокладка. Связи между камерами нет. В отделении для воздуха есть ниппель.

    В процессе эксплуатации вода заполняет объём камеры бака, при этом мембрана растягивается. Если давление в воздушной камере слишком высокое, оно просто не даст резинке деформироваться. В итоге, бак не работает. В воздушной камере должно быть на две десятых атмосферы меньше, чем рабочее давление котла. Или же для настройки воспользуйтесь рекомендациями производителя.

    Интересное по теме:

    Особенности монтажа циркуляционных насосов дл.
  • Виды фильтров для систем отопления: магнитный.
  • Циркуляционные насосы dab – надежная гидравли.
  • Ремонт труб отопления

  • Расчет мембранного расширительного бака

    Объем расширительного бака V = (VL x E) / D, где

    VL - емкость расширительной системы (емкость котла, всех труб и аккумуляторов тепла, если есть)

    Е - коэффициент расширения жидкости, %

    D - эффективность мембранного расширительного бака

    1. Однако емкость системы отопления вычислить достаточно сложно, поэтому приблизительный расчет можно получить, зная мощность системы отопления, использовав формулу - 1КW = 15 л.

    Например: мощность котла для коттеджа 30 кВт. тогда емкость системы отопления (без теплоаккумулятора) VL = 15 х 30 = 450 л.

    2. Расширение жидкости - 4 % приблизительно, для водяных систем отопления с максимальной температурой до 95 С (данные достаточно точные и неопасные)

    Если в системе в качестве теплоносителя используется этиленгликоль (тосол), то приблизительный расчет коэффициента расширения можно произвести по следующей формуле:

    этиленгликоль

    10% - 4% х 1,1 = 4,4%

    20% - 4% х 1,2 = 4,8% и т.д.

    эффективность мембранного расширительного бака D = (PV - PS) / (PV + 1), где

    РV - максимальное рабочее давление системы отопления (расчетное давление предохранительного клапана равно максимальному рабочему давлению), для коттеджей обычно достаточно 2,5 бар

    PS - давление зарядки мембранного расширительного бака (должно быть равно статическому давлению системы отопления (0,5 бар = 5 метров )

    Например: площадь коттеджа составляет 300 м . высота системы 5м. мощность котла 30 кВт. объем теплоаккумулятора 1000 л тогда объем необходимого расширительного бака составит:

    VL = 30 х 15 + 1000 = 1450 л.

    PV = 2,5 бар PS = 0,5 бар

    D = (2,5 - 0,5)/(2,5+1) = 0,57

    V = 1450 х 0,04/0,57 = 101,75

    Выбираем расширительный мембранный бак 110 л. давление зарядки 0,5 бар

    Коэффициент увеличения объема воды/водогликолевой смеси в зависимости от температуры

    Как подобрать расширительный бак для системы отопления

    Содержание:

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

    Для чего нужен расширительный бак?

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

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

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

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

    Типы расширительных бачков

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

    • открытого типа
    • закрытые, снабженные мембраной.

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

    Емкости открытого типа

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

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

    Любой расширительный бачок для отопления открытого типа выполняет 2 функции:

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

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

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

    Закрытый мембранный бак

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

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

    • в виде диафрагмы
    • баллонного типа.

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

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

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

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

    Рекомендации по выбору

    Если в доме планируется или уже смонтирована схема с естественной циркуляцией, то расширительный бак открытого типа – как раз для вас. Мудрить с вакуумным бачком здесь не стоит, помните, что вода в такой системе движется только за счет разницы удельного веса и аппарат может не сыграть своей роли. Открытый сосуд можно купить, а можно и смастерить самостоятельно, главное, — верно произвести расчет объема расширительного бака, о чем мы поведаем ниже.

    С вакуумными мембранными сосудами дело обстоит немногим сложнее. Есть одно предостережение: оказавшись в магазине среди множества подобных изделий, не перепутайте бачок для отопления с гидроаккумулятором для водоснабжения. Внешне они очень похожи, даже цвет может быть одинаковым, так что подбор бака по данному признаку исключается. Отличаются резервуары по надписи на шильдике, для отопления указана рабочая температура до 120 ºС и давление до 3 Бар. На гидроаккумуляторе, соответственно, до 70 ºС и давление до 10 Бар.

    Осуществляя выбор, также стоит обратить внимание на возможность замены «груши» на случай ее выхода из строя. Размер аппарата подбирается по результатам расчета бака закрытого типа.

    Расчет расширительного бака

    В технической литературе и на просторах интернета можно найти множество методик, по которым выполняется расчет расширительного бака для системы отопления с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя. Но в большинстве своем они содержат массу сложных формул с привязкой к мощности котла и другим параметрам. Вы не ошибетесь, если воспользуетесь более простым способом определения объема бака.

    Способ основан на утверждении, что количество воды в системе при максимальном нагреве возрастет не более, чем на 5%. То есть, сначала высчитываете объем воды следующим образом:

    • количество теплоносителя в котловом баке – по паспорту
    • объем воды в трубопроводах – по формуле площади круга находите площадь поперечного сечения каждой трубы и умножаете ее на длину
    • вместительность радиаторов – тоже по паспорту на изделие.

    Просуммировав результаты, осуществляете подбор и расчет расширительного бака с запасом, взяв не 5, а 10% от получившейся суммы. Это и будет его вместительность.

    Заключение

    Просчитать объем и выбрать бак закрытого типа достаточно просто, останется только правильно его установить. Это тоже можно выполнить самостоятельно, руководствуясь инструкцией, прилагаемой к изделию.

    Источники: http://utepleniedoma.com/otoplenie/otopitelnoe-oborudovanie/raschet-obema, http://www.ventportal.com/node/63, http://cotlix.com/kak-podobrat-rasshiritelnyj-bak-dlya-sistemy-otopleniya

    Комментариев пока нет!

    Поделитесь своим мнением

    restart24.ru


    Смотрите также