Как настроить расширительный бак в системе водоснабжения

Расширительный бак играет важную роль в отопительной системе. Его главное предназначение – предотвращать повышение давления в системе, которое происходит из-за того, что теплоноситель при подогреве расширяется. В целом, расширительный бак для отопления бывает двух видов:

Подробный обзор

Для чего нужен расширительный бачок

В зависимости от погодных условий и климатического режима в помещении, теплоноситель, который циркулирует по трубам отопления, нагревается в большей или меньшей степени. При интенсивном прогреве он расширяется и образует излишний объем, который может создать давление, превышающее максимально допустимое для работы системы. Установка в отопительную магистраль расширительного бачка как раз и нужна для временного удаления этих излишков жидкости.

Закрытая система отопления с установленным расширителем

Двухконтурный котел обычно имеет свою собственную емкость для отвода теплоносителя, вместимости которой вполне достаточно для среднестатистических условий работы.

Но если в вашем доме много отапливаемых помещений, а в качестве батарей хотя бы в некоторых из них используются металлические трубы, то жидкости в нормальном режиме требуется гораздо больше, а значит и увеличение объема при расширении будет более ощутимым. Поэтому встроенного расширительного бачка может не хватить, и тогда потребуется установка дополнительного резервуара.

Принцип работы расширительного бачка

Принцип его работы очень прост.

Зачем нужен расширительный бак

Увидеть это можно по работе водяной системы отопления. Как только температура теплоносителя поднимается на десять градусов, объем жидкости увеличивается на 0,3%. Соответственно, из-за этого в системе образовывается излишнее давление, которое необходимо компенсировать, ведь жидкость несжимаема. Именно для этого и устанавливается этот простой, но, в то же время, важный агрегат. Он позволяет сохранять всю систему отопления в целости и сохранности. Старые системы отопления, как правило, монтируют в самую верхнюю точку. Однако закрытые системы имеют конструктивные различия, поэтому устанавливать по такому принципу их невозможно. Вот по этой причине и был придуман расширительный бачок.

Принцип работы закрытого расширительного бачка

При его выборе крайне важно учитывать объем теплоносителя всей системы. Как правило, объем расширительного бачка должен составлять чуть больше 10% от общего объема теплоносителя. Высчитать это очень просто. Для этого следует подсчитать количество всех радиаторов. Например, одна секция алюминиевого радиатора имеет объем 300 мл или 0,3 литра. Если вся ваша отопительная система имеет 100 секций, тогда она будет содержать в себе 30 литров воды. Также приплюсовывается объем жидкости, которая располагается внутри труб и в котле. Итак, если общий объем внутренней системы отопления составляет 50 литров, тогда вам необходим будет расширительный бачок на 5 литров. Однако, как показывает практика лучше всего иметь небольшой запас.

Виды — Открытые баки

Открытые расширительные баки характеризуются тем, что устанавливать их необходимо исключительно в самой высокой точке отопительной системы. Таким местом может быть, к примеру, чердак. Но вот препятствие расширению теплоносителя – это не единственная функция такого вида устройств, поскольку они также препятствуют закипанию воды в трубах и восполняют ее запасы в тех случаях, когда по какой-либо причине произошла утечка.

Бак может быть использован как с естественной, так и с принудительной циркуляцией.

  • Если циркуляция естественная, то бак необходимо подсоединять к магистрали, по причине чего он «по совместительству» будет еще и воздухосборником.
  • Если же теплоноситель движется по системе принудительно, то бак подсоединяется уже к обратной трубе, дабы вода в системе не закипала.

В целом, открытый бак представляет собой резервуар, из которого выходят четыре трубки:

  1. Расширительная.
  2. Циркуляционная.
  3. Переливная.
  4. Сигнальная.

К отопительной системе ведет расширительная трубка, которая располагается вверху емкости. Также есть переливная трубка, необходимая в тех случаях, когда емкость переполняется и нужно увести воду в канализацию. Снизу, соответственно, есть сигнальная трубка, оснащенная запором, а циркуляционная нужна для того, чтобы теплоноситель в баке не замерзал, да и общая температура чтоб поддерживалась перманентно. При желании можно принять еще одну дополнительную меру, которая «подстраховывала» бы циркуляционную трубу – утеплить бак термоизолирующим материалом.

Важно! На сегодняшний день подобные баки практически не используются в отопительных системах ввиду большого количества недостатков.

Среди таких недостатков хотелось бы выделить следующие:

  1. Такие системы не приспособлены к высокому давлению.
  2. Их конструкция весьма громоздка и габаритна.
  3. По причине того что система открытая, в трубопровод наряду с водой попадает еще и воздух, оказывающий самое негативное влияние на поверхность труб – в скором времени на них образуется коррозия. Это же касается и прочих металлических элементов.
  4. Такие баки следует устанавливать только в самой высокой точке, а это, согласитесь, дополнительные расходы.

Примеры обвязки с мембранным бакам

Установка расширительного бака в системе с одним котлом

1 – расширительный бак; 2 – предохранительный клапан; 3 – циркуляционный насос; 4 – фильтр; 5 – обратный клапан; 6 – запорный кран; 7 – воздухоотводчик.

Примеры обвязки с мембранным бакам

Здесь расширительный бак (экспанзомат) расположен на обратном трубопроводе системы, что позволяет эксплуатировать его при меньшей температуре теплоносителя, чем если бы он был установлен на линии подачи. Такое решение позволяет продлить срок службы бака. Подключение мембранного бака на всасывающем патрубке насоса предохраняет насос от кавитации.

Читайте также:  Как топить печь в доме и бане дровами: инструкция для новичков

Установка расширительных баков в системе с несколькими котлами и автоматическим ограничением минимальной температуры воды в обратном трубопроводе

(предусмотрено по одному баку на каждый котел)

Примеры обвязки с мембранным бакам

1 – расширительный бак; 2 – группа безопасности (предохранительный клапан, манометр, воздухоотводчик); 3 – циркуляционный насос; 4 – трехходовой смесительный клапан; 5 – обратный клапан; 6 – запорный кран; 7 – гидравлическая стрелка.

В этой схеме предусмотрено по одному мембранному баку на котел. Емкость каждого из них должна быть не менее расчетной на всю систему, так если по расчету ей необходим бак емкостью 80 литров, то такой должна быть емкость каждого из устанавливаемых емкостей. Это необходимо для того, что при работе на пониженной мощности, когда выключается горелка одного из котлов, происходит отключение и соответствующего циркуляционного насоса, а также закрытие трехходового клапана. При этом циркуляция воды через отключенный котел отсутствует, и расширительный бак, установленный на данном котле, изолируется от остальной системы. Оставшийся в работе мембранный бак должен обеспечить компенсацию расширения теплоносителя во всем объеме системы. Это же положение справедливо и при использовании двухходовых клапанов, выполняющих функцию блокировки котлов.

Установка расширительного бака в системе с несколькими котлами и автоматическим ограничением минимальной температуры воды в обратном трубопроводе

(один расширительный бак на всю систему)

Примеры обвязки с мембранным бакам

1 – расширительный бак; 2 – группа безопасности (предохранительный клапан, манометр, воздухоотводчик); 3 – циркуляционный насос; 4 – трехходовой смесительный клапан; 5 –обратный клапан; 6 – запорный кран; 7 – гидравлическая стрелка

Установка расширительного бака. На подачу или обратку?

Так уж устроено, что частные дома практически повсеместно обделяют поставками центрального отопления. Но зимы суровые и простым заклеиванием и запениванием щелей в доме тепло не сохранить.

Поэтому очень важно свой дом оборудовать собственной системой отопления. Однако не все знают, как проходит выбор и установка расширительного бака.

Ведь даже при подключении такой, казалось бы, посредственной и простой, детали есть свои нюансы.

Говорить о различных видах расширительных баков мы в этой статье не будем, так как их всего 2: открытый и закрытый. Первый тип, открытый, в наше время можно встретить в основном в старых домах.

А второй тип между собой отличается только объемом, да внешним видом.

Здесь будет обозреваться закрытый тип расширительных мембранных баков и то, как именно следует его устанавливать в системе домашнего отопления.

Подключение расширительного бака на подачу

Что же означает «установка бака на подачу»? Очень даже просто — это такой тип установки расширительного бачка, при котором циркуляционный насос выкачивает давление из расширительного бочонка. То есть бак устанавливается на всасывающей стороне насоса. Рассмотрим ниже, как это отобразится на работоспособности системы домашнего отопления в целом.

После сборки такой отопительной цепи, при которой насос качает из расширительного бака, мы наполняем ее водой.

Пусть, для примера, будет закачано воды на 1 бар статического давления. Когда будет включен насос, он начнет создавать динамическое давление.

Это легко можно увидеть, посмотрев на показания манометров, установленных в разных углах системы.

И так, насос включен. Он создает давление в 1,5 атмосферных давления. На ближайшем к нему манометре отображаются показания давления равные 1,4 бар. Пока жидкость в системе добирается до последующих измерительных приборов, давление опускается все ниже и ниже.

Когда жидкость совершает практически полный круг обращения по системе и доходит до установленного расширительного бачка — можно увидеть, что динамическое давление системы отопления будет равняться статическому. И на участке между насосом и бачком давление опустится еще ниже, снижая нагрузку на систему.

Монтаж расширительного бака в системе на обратку

Как мы определились, установка расширительного бака на подачу делает так, чтобы динамическое давление системы отопления на подходе к баку выравнивалось со статическим давлением. Подключение же бака на обработку даст нам совершенно другую картину.

Для удобства представьте, что система выглядит точно также, имеет те же размеры и параметры. Единственное отличие — бак установлен на выходе напора насоса. Это приводит к тому, что насос давит, в первую очередь, внутрь расширительного бака.

Система вновь наполняется жидкостью, которая создает давление 1 бар. Что следует после включения насоса? Он также создает давление 1,5 бар. Следом давление перераспределяется в расширительный бак.

В данной точке, как и в случае с установкой бака на подачу, давление динамическое становиться равно давлению статическому.

Но вот уже после того, как нагнетание покинет пределы расширительного бака,  при изучении показаний манометров будет видно, что динамическое давление системы ниже, чем статическое!

Однако, несмотря на кажущиеся удобство второго метода установки, при неправильном расчете длинны системы отопления и наполнении её статическим давлением, давление может упасть ниже, чем атмосферное давление. Это приводит к тому, что вода начинает вскипать при более низких температурах, что приводит к крайне быстрому изнашиванию насоса, из-за чего его лопасти разрушаются в течении короткого времени.

Что следует помнить при монтаже расширительного бака

⦁ Установка мембранного бака должна производиться в помещении отопленном выше 0.

⦁ Бак необходимо подключить так, чтобы не был перекрыт доступ к его запору и сливу.

⦁ Система, в которой редуктор давления устанавливается после водомера, обеспечивает постоянное начальное давление в баке.

⦁ Расширительный бак устанавливается так, чтобы клапан предохранения устанавливался перед проточной арматурой.

Выводы и советы по установке расширительного бака

Из этой статьи становиться понятно, что универсальным способом установки расширительного бака — является подключение его на подачу, перед всасывающей стороной насоса.

Это всегда обеспечит систему отопления стабильной работоспособностью и износоустойчивостью, а, следовательно, и уменьшит затраты как энергии, так и времени, и денег.

При этом на подачю или на обратку работает насос — неважно.

В случае, если в отопительной системе имеется 2 или более циркуляционных насосов, то расширительный бак следует смонтировать как можно ближе к всасывающей стороне всех насосов.

Когда отопительная система вашего помещения имеет большие размеры, можно установить несколько расширительных баков, при установке ориентируюсь на указание выше — как можно ближе к всасывающей стороне насоса.

Читайте также:  Как сделать паровое отопление в частном доме своими руками

Несколько советов по монтажу системы

  1. Расширитель отопительной системы наиболее правильно установить в месте, где течение жидкости приближается к ламинарному. Лучшее решение — на участке перед циркулярным насосом. Расположение по отношению к полу или котлу не имеет значения, поскольку назначение бака — компенсация теплового расширения жидкости и гашение гидроударов в системе.
  2. Обычно баки выпускаются с аварийным клапаном. Если в комплекте такового не оказалось — нужно купить его отдельно и установить рядом с ним.
  3. Особенностью мембранных баков является их ориентация при монтаже. Отсек бака, предназначенный для воды должен находиться сверху — для вытеснения воздуха при заполнении бака.
  4. Минимальный размер бака составляет примерно 1/10 часть общего объема воды в системе, больше — допустимо, меньше нет. Это опасно. Примерный объем воды в системе составляет порядка 15 литров на киловатт мощности.
  5. Если клапан сбрасывает давление слишком часто, значит объем бака подобран неправильно. Однако менять его необязательно. Достаточно установить рядом дополнительный бак.
  6. Если вода в системе отопления заменяется на этиленгликоль, покупка дополнительного бака неизбежна, так как коэффициент расширения «незамерзайки» заметно больше, чем у воды.

Приводим цены на некоторые расширительные баки для отопления типа Reflex для закрытых систем отопления серии N. Баки выпускаются 17 позиций от 8 до 100 литров:

  • Модель NG16 по цене 1762 рубля.
  • Модель NG25 по цене 2281 рубль.
  • Модель NG50 по цене 4909 рублей.
  • Модель NG80 по цене 8735 рублей.
  • Модель NG100 по цене 10785 рублей.

Желаем вам благополучно пробраться через эти дебри и подобрать хорошо сбалансированную отопительную систему. Но всё-таки — не пожалейте денег и обратитесь к специалисту. Удачи вам!

Расчет объема бака

Прежде всего, определим зависимость необходимого объема и параметров, которые на него влияют. При расчетах нужно учитывать, что чем более будет емкость отопительной системы и чем выше максимальная температура носителя тепла в ней, тем бак должен быть больше. Чем выше допустимое давление в расширительном бачке отопления, тем он может быть меньше. Конечно же, методика расчета достаточно сложная, поэтому лучше проконсультироваться со специалистом. Ведь ошибка в выборе расширительного бака может вызвать частое срабатывание клапана предохранения или другие неприятности.

Расчет объема производится по специальной формуле. Здесь основная величина – это суммарный объем теплоносителя, который присутствует в отопительной системе. Вычисляется эта величина с учетом мощности котла, количества и типов отопительных устройств. Приблизительные значения: радиатор – 10.5 л/кВт, система теплый пол – 17 л/кВт, конвектор – 7 л/кВт.

Чтобы произвести более точный расчет такого устройства, как вакуумный расширитель для отопления, применяется формула: Объем бака = (Объем воды системы отопления * Коэффициент расширения теплоносителя) / Эффективность расширительного бака. Коэффициент расширения для воды равняется 4% при ее нагреве до 95 градусов. Для определения эффективности бака применяется еще одна формула: Эффективность бака = (Наибольшее давление в системе – Первоначальное давление в воздушной камере) / (Наибольшее давление в системе + 1).

Коэффициенты полезного объема расширительного бака

Таким образом, вакуумный расширительный бак отопления подбирается с учетом характеристик прочности и температуры, которые не должны быть выше допустимых показателей в месте подключения. Объем бака может либо равняться, либо быть больше того результата, который получился в итоге вычислений.

Блиц-советы

  1. Если давление в расширительном бачке недостаточное, то его можно повысить с помощью автомобильного насосаПри установке расширительного бачка необходимо использовать только материалы, которые предназначены для эксплуатации в отопительных системах. Это правило касается труб, с помощью которых производится отвод, а также различных прокладок и герметиков.

  2. Для использования бака в системе закрытого типа следует после первого пуска отопления, первые несколько дней, контролировать давление в устройстве и при необходимости производить настройку. Если давление в расширительном бачке недостаточное, то его можно повысить с помощью автомобильного насоса. Докачка производится таким же образом, как и накачивание колеса машины. Если давление слишком большое, то его можно уменьшить, если нажать на серединную часть ниппеля.
  3. Подключать расширительный бачок к магистрали можно практически в любой точке, но если это сделать в трубе, которая возвращает к котлу уже остывший теплоноситель, устройство прослужит намного дольше по причине контакта мембраны с жидкостью меньшей температуры.
  4. Некоторые расширительные бачки позволяют заменить повреждённую или изношенную мембрану во время эксплуатации. Такие устройства будут служить практически вечно, но начальная стоимость приборов будет заметно выше неразборных конструкций
  5. Многие модели расширительных бачков идут в продажу с предустановленным давлением в воздушной камере. Величина давления указана на корпусе устройства или в техническом паспорте.
  6. В течение первых 24 часов после монтажных работ необходимо проверить все резьбовые соединения и места пайки трубы на наличие подтекания теплоносителя. При выявлении негерметичности необходимо срочно устранить протечку затягиванием гаек или спайкой места повреждённой трубы.
  7. Приобретать бак следует только у тех продавцов, которые имеют лицензию на торговлю и соответствующие документы на реализуемый товар. Таким образом, можно в значительной степени минимизировать вероятность приобретения устройства ненадлежащего качества.
  8. Если установка расширительного бачка вызывает затруднение, то следует обратиться за помощью к профессионалам, которые установят расширительный бачок с гарантией на выполненную работу.
Блиц-советы

Как работает экспанзомат

  • В нормальном состоянии уровень теплоносителя доходит до мембраны. Расширяясь, он начинает вдавливать диафрагму в сторону газовой камеры, которая находится под определенным давлением.
  • При остывании теплоносителя, его уровень в емкости падает, а мембрана возвращается в рабочее положение.

Если рассматривать баллонный «механизм», то при подъеме уровня жидкости в системе она попадает в «грушу» бачка. Постепенно, она растягивается, ограничивая контакт жидкости (воды, антифризов, рассолов) со стенками прибора. При достижении рабочей температуры СО, давление в газовой камере, выдавливает жидкость в систему.

Как работает экспанзомат

Таким образом, установка мембранного расширительного бака для отопления:

  • Стабилизирует работу СО при максимальном расширении теплоносителя и скачках давления при запуске котлоагрегата.
  • Минимизирует испарение жидкости из системы.
  • Дает возможность работы как с водой, так и с антифризами.

Виды расширительных баков

В различных системах отопления применяются разные виды расширительных баков.

Раньше в системах, не имеющих циркуляционных насосов, использовался открытый расширительный бак для отопления.

Но такие баки имели множество недостатков, поэтому в настоящее время их применяют очень редко.

Из-за того, что в такой расширительный бачок для отопления попадает воздух, появляется коррозия, а также жидкость испаряется быстрее и ее необходимо постоянно пополнять.

Такой бак должен быть поставлен в самой верхней точке системы отопления, а это не всегда можно легко и просто реализовать.

Открытый расширительный бак для отопления

В таких системах отопления, где носитель тепла циркулирует с помощью насоса, ставится закрытый расширительный бак для отопления, расчет здесь делается на то, что это герметичная емкость, которая обладает эластичной мембраной внутри. Мембрана (баллонная или диафрагменная) разделяет бачок на две части. В одну часть закачивается воздух или инертный газ под давлением, а другая часть предназначена для излишков теплоносителя. Мембрана внутри бака – эластичная, поэтому при попадании теплоносителя туда объем воздушной камеры становится меньше, давление в ней растет, таким образом компенсируя высокое давление в отопительной системе. При остывании же совершается обратный процесс.

Устройство закрытых расширительных баков

Закрытый расширительный бачок для отопления плоский бак может быть фланцевым (иметь сменную мембрану) и с несменной мембраной.

Второй вид пользуется достаточно большим спросом из-за относительно низкой стоимости. Но фланцевые расширительные баки во многом лучше – давление здесь может быть больше, а если разорвется мембрана, то можно ее заменить.

Фланцевый расширительный бак системы отопления может быть как вертикальным, так и горизонтальным.

Здесь жидкость, когда поступает в бак, не имеет контакта с металлической поверхностью, так как находится внутри мембраны. Если мембрана повреждается, заменить ее можно через фланец.

Вертикальные и горизонтальные фланцевые бачки

Баки, в которых не предусмотрена сменная мембрана, она закрепляется жестко по всему периметру. Диафрагма с самого начала прижата к внутренней поверхности, так как объем расширительного бака для отопления полностью заполнен газом. После этого давление в расширительном баке отопления увеличивается, а жидкость идет вовнутрь. Когда система запускается, давление может резко повыситься, поэтому именно в этот момент мембрана может повредиться.

Как сделать расширительный бак для отопления открытого типа своими руками

Для изготовления пластикового расширительного бака для отопления открытого типа можно использовать тару из пластика необходимого объема. Однако более надежным вариантом станет емкость, сваренная из листов нержавеюшей стали толщиной 2-4 мм.

Первым делом при помощи болгарки необходимо вырезать элементы конструкции заданного размера. Для корпуса самодельного расширительного бака для отопления открытого типа понадобится 5 деталей и еще одна для крышки. Вырезанные заготовки привариваются друг к другу под прямым углом при помощи электросварки. В дне резервуара следует сделать отверстие, куда будет приварен патрубок для соединения падающей трубы.

Помимо главного патрубка к расширительному баку для отопления своими руками следует приварить соединительный элемент для подпитки системы. Также необходимо предусмотреть патрубок для аварийного слива лишней жидкости, который должен находиться выше максимального уровня заполнения емкости, что исключит вероятность перелива теплоносителя при заполнении бака.

Расширительный бак, сделанный своими руками

Как сделать расширительный бак для отопления открытого типа своими руками

Полезный совет! Для того, чтобы теплоноситель не испарялся из открытой емкости, в резервуар следует добавить немного масла, которое затянет поверхность жидкости тонкой пленкой.

Перед установкой самодельного расширительного бака, его стенки следует предварительно утеплить. Для этого можно использовать базальтовую вату, которая характеризуется устойчивостью к высоким температурам.

Расширительный бак является важной частью системы отопления. Правильный выбор емкости и грамотный монтаж является гарантией долговечной и бесперебойной ее работы.

Расчет расширительного бака по формуле

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

Чтобы рассчитать необходимый объем расширительного бака, нужно знать следующее:

  • Минимальную температуру теплоносителя;
  • Максимальную температуру теплоносителя;
  • Объем системы отопления;
  • Процент этиленгликоля или пропиленгликоля в теплоносителе.

Важно! Если вы собираетесь отапливать дом или дачу, в которых живете не постоянно, будьте внимательны с подбором типа теплоносителя. У них разная температура замерзания и коэффициент расширения.

Для расчета объема расширительного бака вам нужно воспользоваться формулой:

V = V1 x (Q – Q1)

В этой формуле:

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

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

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

Рекомендуем: Разбираемся, что такое опрессовка системы отопления и как её опрессовать своими руками

Коэффициент теплового расширения раствора этиленгликоля

t, °С 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100

Коэффициент объемного расширения пропиленгликоля

t, °С 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100

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

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

Вычислить объем труб можно по формуле:

V = L x 0,0785 x D x D

В этой формуле:

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

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