Расширительный бак для системы отопления

3 Способы расчёта

Применяется общий метод, где бак нужно подбирать из расчёта 10% объёма от всего количества теплоносителя в системе. Но для более точного результата зачастую используют формулы. Расчёт расширительного бака системы отопления с калькулятором несложно сделать таким образом даже начинающему мастеру.


Простой математический расчёт можно осуществить по следующей формуле: А = ВхС/К. При этом каждый показатель будет иметь такие значения:

  • В — объём теплоносителя;
  • С — уровень расширения воды;
  • К — эффективность работы мембраны.

Каждый показатель необходимо отдельно измерять, это даст точный результат для правильного подбора мощности расширительного бака.

Объём теплоносителя можно измерить с помощью трёх возможных методов:

  1. 1. По мере заполнения системы. Количество рассчитывается в процессе заполнения системы водой.
  2. 2. Геометрический метод. Учитывается внутренний объём всех приборов, где будет находиться теплоноситель.
  3. 3. Обобщение. Можно определить требуемый объём воды из расчёта на 1 кВт мощности 15 литров воды.

https://youtube.com/watch?v=syF9KpsxZO8

Обобщённым методом можно пользоваться и немного по-другому, то есть применять усовершенствованный метод. К примеру, для классических радиаторов отопления нужно 11 литров теплоносителя, для конвекторов — 7, а для тёплого пола требуется до 19 литров воды.

Количество воды в теплообменнике котла указано в технической документации к оборудованию. В трубах это значение определяется протяжённостью труб и их внутренним диаметром.

После того как все показатели будут известны, их необходимо сложить и получить общее значение, которое и применяется для расчётов в формуле.

Эффективность работы мембраны можно рассчитать по следующей формуле: К = (ДМ-ДБ)/ (ДМ+1).

При этом показатели будут иметь следующие значения:

  • ДМ — максимальное давление в системе;
  • ДБ — давление воздуха, которое имеется изначально в воздушной камере.

Расширение воды при нагреве до 95 градусов будет составлять около 4%. Но если в качестве теплоносителя используются незамерзающие составы, к примеру, антифриз, то такой показатель нужно умножать на коэффициент. Если добавок в жидкости до 10%, то умножение происходит на 1,1, если до 30 — на 1,3 и так далее.

Расширительный бак открытого типа для систем отопления

Большие отопительные структуры используют дорогие баки закрытого типа.

Они характеризуются герметичностью корпуса с внутренней резиновой перегородкой (мембраной) благодаря которой происходит регулировка давления при расширении теплоносителя.

Для полноценной работы домашних систем, расширительный бачок открытого типа — подходящая альтернатива, не требующая специальных знаний или профессиональной подготовки для эксплуатации и дальнейшего ремонта оборудования.

Открытый бак выполняет некоторые функции, для бесперебойной работы отопительного механизма:

  • «забирает» излишки нагретого теплоносителя и «возвращает» охлаждённую жидкость назад в систему для регулировки давления;
  • выводит воздух, который, благодаря наклону труб с парой градусов, сам поднимается к расширительному открытому бачку, расположенному в верхней точке отопительной системы;
  • особенность открытой конструкции позволяет добавлять испарившийся объем жидкости непосредственно через верхнюю крышку бачка.

Принцип действия

Рабочий процесс подразделяется на четыре простых этапа:

  • наполненность бачка на две третьих при нормальном состоянии;
  • увеличение поступающей жидкости в бак и возрастание уровня заполнения при нагревании теплоносителя;
  • уход жидкости из бачка при снижении температуры;
  • стабилизация уровня теплоносителя в баке до изначальной позиции.

Конструкция

Форма расширительного бачка существует в трёх вариантах: цилиндрической, круглой или прямоугольной. На верхней части корпуса располагается крышка для осмотра.

Фото 1. Устройство расширительного бачка открытого типа для систем отопления. Указаны составные части.

Сам корпус изготовлен из листовой стали, но при самодельном варианте возможны и другие материалы, к примеру, пластик или нержавейка.

Справка. Бак покрывают антикоррозийным слоем, чтобы предотвратить преждевременное разрушение (в первую очередь, это касается железных ёмкостей).

Система открытого бачка включает несколько различных патрубков:

  • для соединения расширительной трубы, через которую вода наполняет бак;
  • при стыке переливной, для выливания излишков;
  • при соединении циркуляционной трубы, по которой теплоноситель заходит в систему отопления;
  • для подключения контрольной трубы, предназначенной для ликвидации воздуха и регулировки наполненности труб;
  • запасного, необходимого при ремонте для сброса теплоносителя (воды).

Объём

Правильно рассчитанный объём бачка влияет на длительность эксплуатации совместной системы и бесперебойное функционирование отдельных элементов.


Маленький резервуар приведёт к поломке предохранительного клапана, из-за частого срабатывания, а слишком большой потребует дополнительных финансов при покупке и обогревании лишнего объёма воды.

Влиятельным фактором будет и наличие свободного пространства.

Внешний вид

Открытый бак — металлический резервуар, у которого верхняя часть просто закрывается крышкой, с дополнительным отверстием для долива воды. Корпус бака бывает круглым или прямоугольным. Последний вариант более практичен и надёжен при установке и креплении, но круглый имеет преимущество в виде герметичных бесшовных стенок.

Важно! Прямоугольный бак требует дополнительного усиления стенок при внушительном объёме воды (самодельный вариант). Это утяжеляет весь расширительный механизм, который нужно поднимать на самую верхнюю точку отопительной системы, к примеру, на чердак

Достоинства:

  • Стандартная форма. В большинстве случаев — прямоугольник, который можно установить и подключить к общему механизму самостоятельно.
  • Простая конструкция без чрезмерного количества управляющих элементов, что позволяет легко контролировать бесперебойную работу резервуара.
  • Минимальное количество соединительных элементов, что придаёт корпусу прочность и надёжность в процессе работы.
  • Среднерыночная цена, благодаря вышеизложенным фактам.

Недостатки:

  • Малопривлекательный внешний вид, без возможности скрыть толстостенные громоздкие трубы за декоративными панелями.
  • Низкий КПД.
  • Использование воды, в качестве теплоносителя. При других антифризах испарение происходит быстрее.
  • Резервуар не герметичен.
  • Необходимость постоянного добавления воды (раз в неделю или раз в месяц) из-за испарения, которое, в свою очередь, влияет на завоздушивание и нормальное функционирование отопительной системы.
  • Присутствие воздушных пузырьков приводит к внутренней коррозии элементов системы и снижению срока эксплуатации и теплоотдачи, появлению шума.

Циркуляционный насос

Циркуляционный насос обеспечивает работоспособность закрытой системы отопления. Его мощность зависит от многих факторов: материала и диаметра труб, количества и типа радиаторов, наличия запорной и терморегулирующей арматуры, протяженности труб, режима работы оборудования и т.д. Чтобы не вдаваться в тонкости расчета мощности, циркуляционный насос можно выбрать по таблице. Выбираете ближайшее большее значение по отапливаемой площади или планируемой тепловой мощности системы, в соответствующей строке в первых колонках находите требуемые характеристики.

Можно параметры циркуляционного насоса выбрать по таблице

Во второй колонке находим мощность (какой объем теплоносителя он способен прокачать за час), в третьей — напор (сопротивление системы), который он в состоянии преодолеть.

Выбирая циркуляционный насос в магазине, желательно не экономить. От его работоспособности зависит вся система. Потому, лучше не экономить и выбрать проверенного производителя. Если же решите покупать неизвестное оборудование, надо каким-то образом проверить его на уровень шумов. Этот показатель особенно критичен если отопительный узел устанавливается в жилом помещении.

Схема обвязки

Как уже говорили раньше, циркуляционные насосы ставятся в основном на обратном трубопроводе. Раньше это требование было обязательным, сегодня — это только пожелание. Материалы, которые используются при производстве выдерживают нагрев до 90°C, но все же лучше не рисковать.

В системах, которые могут работать и с естественной циркуляцией, при установке необходимо предусмотреть возможность снять или заменить насос без необходимости слива теплоносителя, а также для возможности работы без насоса. Для этого устанавливается байпас — обходной путь, по которому может протекать теплоноситель при необходимости. Схема установки циркуляционного насоса в таком случае на фото ниже.

Установка циркуляционного насоса с байпасом

В закрытых системах с принудительной циркуляцией байпас не нужен — без насоса она неработоспособна. Но вот два шаровых крана с обоих сторон и фильтр на входе нужны. Шаровые краны дают возможность, при необходимости, снять устройство для техобслуживания, ремонта или замены. Фильтр-грязевик предотвращает засорение. Иногда, как дополнительный элемент надежности, между фильтром и шаровым краном ставят еще обратный клапан, который предотвратит движение теплоносителя в обратном направлении.

Схема подключения (обвязки) циркуляционного насоса в систему отопления закрытого типа

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.

Особенности выбора расширительного бака для системы отопления, несколько нюансов

Выбирая расширительный бачок, необходимо обратить внимание на такие критерии:

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

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

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

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

Какой бачок выбрать? Пять основных рекомендаций

Рекомендуется учесть:

    • Для какой системы нужно выбрать бачок. Для открытой — следует покупать или мастерить емкость открытого типа, для замкнутой — закрытого мембранного.
    • Количество теплоносителя, производительность котла и протяженность трубопровода — исходя из этих величин, рассчитывается необходимый размер емкости.
    • Подбор мембраны в закрытых бачках по эластичности
    • Из какого материала изготовлен корпус бака и сама перегородка.

Диапазон использования температур, соотношение санитарных и гигиенических норм, условия эксплуатации.

Основные материалы для мембраны бака — EDPM (пропиленовая эластичная резина/синтетический этилен) и натуральный бутилкаучук.

Выбор типа бака

Одним из основных элементов льного бака является мембрана, именно она во многом определяет надежность и долговечность работы бака в целом. Поэтому остановимся подробнее на этом вопросе.

На сегодняшний день существует несколько основных, наиболее часто используемых различными производителями материалов мембраны: натуральный бутилкаучук и E DM. Выбор того или иного материала основывается на задачах, которые стоят перед баком при использовании в той или иной системе.

Так, в системах централизованного отопления при нормальных условиях работы расширение жидкости, а следовательно, и нагружение мембраны происходит медленно, и в течение всего времени работы системы меняется незначительно. Однако температура эксплуатации может быть достаточно высока. Поэтому мембрана для такой системы должна быть изготовлена из стойкого к температуре и долговечного материала

В системах холодного водоснабжения влияние температуры теплоносителя на мембрану мало, так как температура воды в системе обычно не превышает 30 °С. Одной из главных характеристик мембраны для данной системы должна быть динамическая эластичность, т. к. система может включаться несколько раз в час и быстро нагружаться.

В большинстве моделей расширительных баков Flamco в качестве материала мембраны используется высококачественная натуральная резина (бутилкаучук), выдерживающая температуру от –10 до +70 °С (макс. процент содержания этиленгликоля 50 %), имеющая высокую стойкость к диффузии воды и обладающая наибольшей эластичностью по сравнению с другими материалами. Такой мембраной обладают все модификации упоминавшейся ранее модели Flexcon: C, CE, Pro, M (V 2-12500 л, PN 3/6/10 бар). Область их применения: отопление и охлаждение.

Для мембран расширительных баков Airfix A и D-E (V 2-3000 л, PN 10/16) используется натуральная пищевая резина, благодаря которой бак может применяться в системах питьевого водоснабжения.

А в новой серии баков Airfix P (V 8-5000 л, PN 10) мембрана изготовлена из EPDM для питьевой воды, что позволяет эксплуатировать данные баки при температуре от –10 до +100 °С.

Все оборудование Flamco имеет сертификат соответствия и Санитарно-Эпидемиологическое Заключение, разрешающее их использование в системах питьевого водоснабжения.


Существуют 3 типа крепления мембраны:

1. Незаменяемая мембрана, которая не растягивается, а «раскатывается» по стенкам бака, что повышает ее надежность, а специальная конструкция зажимного кольца обеспечивает долгий срок службы и предотвращает падение начального давления (реализована в моделях Flexcon C и Airfix A) ;

2. Заменяемая мембрана в форме груши, которая крепится к верхнему фланцу, практически совпадая по длине с баком, таким образом, что при поступлении теплоносителя она опирается на стенки бака и нагрузка распределяется равномерно по площади «груши» и не происходит натяжения ее «шейки», что значительно увеличивает срок службы мембраны (реализовано в модели Flexcon CE);

3. Заменяемая мембрана, закрепленная между двумя фланцами с противоположных концов бака, что помимо преимуществ, перечисленных во втором пункте, делает мембрану неподвижной (что особенно актуально при больших объемах), тем самым в разы увеличивая ее надежность и срок службы (модели: Flexcon M, на больших объемах Flexcon Pro и Airfix P).

Разновидности

В зависимости от конструкции делятся на открытые и закрытые.

Открытые

Это резервуары цилиндрической или прямоугольной формы, которые монтируются в верхней точке системы отопления (зачастую на чердаке). Ёмкость подключается к водопроводу для пополнения запаса воды и к канализационной системе для отвода лишнего теплоносителя.

Фото 1. Расширительный бачок открытого типа. Агрегат прямоугольной формы, установлен в верхней точке системы отопления.

Минус данной разновидности оборудования в том, что отсутствует автоматическая регулировка уровня воды. Придётся контролировать количество жидкости в ней визуально, а чтобы добавить воду, открывать вентиль перед входным патрубком. Ещё одно неудобство — сложный монтаж, ведь бак обладает немалым весом, а его придётся поднимать на чердак. Из-за описанных нюансов этот тип оборудования был почти вытеснен баками закрытого типа.

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.

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.

Закрытые

Конструкция шаровидной или овальной формы с двумя камерами внутри: одна для воздуха, а другая — для воды, поступающей из системы отопления. Они отделены друг от друга мембраной, которая представляет собой резиновый резервуар в виде мешка, способный расширяться и сжиматься.

При поступлении воды в первую камеру мембрана растягивается и воздух из второй камеры выходит через специальный клапан. При остывании жидкости мембрана начинает возвращаться в изначальное положение и выдавливает воду обратно в систему отопления.

Фото 2. Достаточно простое устройство расширительного бака закрытого типа. Стрелками указаны составные части.

В зависимости от вида мембраны, различают два типа закрытых расширительных резервуаров:

  1. Оснащённые несъемной диафрагменной мембраной

Конструкция отличается большой прочностью за счёт изготовления способом холодной штамповки. К тому же баки этого типа обладают антикоррозионной защитой поверхности с внешней и внутренней стороны. Полость бака разделяет на две камеры эластичная мембрана. Теплоноситель поступает из системы в нижнюю камеру. Когда мембрана займёт нужное положение, — окажется на поверхности жидкости, — устройство готово к работе.

  1. С фланцевым крепежом

Мембрана присоединяется к входному патрубку посредством фланцевого крепежа, что позволяет заменять изношенную мембрану на новую. Теплоноситель находится внутри мембраны и не соприкасается со стенками бака, что даёт возможность не прибегать к антикоррозионным мероприятиям.

Расширительные резервуары закрытого типа часто монтируются рядом с котлами отопления. Второй вариант — установка возле бойлера, если планируется монтаж двухконтурной отопительной системы, предусматривающей горячее водоснабжение.


С этим читают