Експлуатація розширювального бака для опалення. Розширювальний бак для систем опалення

Нерідко запитують, як правильно встановити розширювальний бак. Пропоную спочатку розібратися, що таке розширювальний бак загалом і навіщо він потрібен.

Тому все робитимемо по порядку, і для початку згадаємо уроки фізики.

Фізичні властивості води

Одна із фізичних властивостей води – практично нульова здатність стискатися. Це означає, що з спробі зменшити її обсяг (тобто стиснути) відбувається різке збільшення тиску.

А ще вода (як інші матеріали) може збільшувати свій об'єм при нагріванні. Ця властивість називається термічне розширення. У води воно починається вже за температури +4°C. Втім, при зниженні температури нижче від цієї позначки вода теж починає розширюватися. Це явище називають парадоксом води. При температурі +4°C вода має найбільшу щільність: вага 1 л = 1 кг.

Однак для систем опалення цей парадокс не важливий, тому що температура води, яка подається котлом в радіатори, значно вища.

Візьмемо ємність із переливом, який обмежує об'єм, що дорівнює 1000 см³. Наллємо в неї 1 л води, що має температуру +4 ° C, а потім приступимо до нагрівання. Щільність води почне зменшуватись, а обсяг – збільшуватися.

Оскільки перелив обмежує відомий обсяг, надлишок води виллється. При нагріванні від +4°C до +90°C (звичайна температура води у системі опалення) цей надлишок становитиме 39,95 см³ (або 34,7 г). Саме цей процес відбувається в системі опалення, коли котел нагріває воду.

Що таке розширювальний бак

Згадаймо: якщо ми намагаємося стиснути воду (тобто в нашому випадку вмістити кількість теплоносія, що збільшилася, в заданий обсяг опалювальної системи), зростає тиск. Щоб надлишок води, що утворився при нагріванні, не зіпсував труби та прилади, потрібно його кудись злити, як у мірну ємність у досвіді.

Але зливати воду із системи опалення ми не можемо. Значить, надлишок потрібно тимчасово «відкласти» в яку-небудь «кишеню», щоб потім, коли температура води знизиться, а щільність її підвищиться, він повернувся в систему, і вода зайняла той самий обсяг, що спочатку.

У системі опалення такою «кишенею», що приймає надлишок води, що утворюється при тепловому розширенні, служить розширювальний бак. Його завдання – бути демпфером (компенсатором) тиску у системі.

Відкриті та закриті розширювальні баки

Розширювальні баки можуть бути відкритого та закритого типу. Тобто сполучені з атмосферою або з контрольованим, хоча й тиском, що змінюється.

Відкритий розширювальний бак

Мензурка з описаного досвіду, в яку вилився надлишок води при температурному розширенні, і є найпростішим відкритим розширювальним баком. Його недолік у тому, що воду, що вилилася, потрібно повернути в систему в ручному режимі. Просто кажучи, переливши назад у ємність, у якій воду нагрівали.

Звичайно, для системи опалення такий примітивний спосіб не підходить. Тому розширювальний бак відкритого типу для опалення схематично виглядає так:

Схематичний пристрій розширювального бака відкритого типу. Ілюстрація з книги Сканаві А. Н. та Махова Л. М. «Опалення»

Відкритий розширювальний бак можна або купити готовий або зробити самостійно. Для цього підходить будь-яка ємність потрібного об'єму, наприклад, пластикова каністра.

Розширювальний бак закритого типу

Зараз частіше намагаються використовувати закриті баки: вони компактніші і позбавлені негативних рис відкритих, яким властиве обмерзання, насичення теплоносія киснем, підвищена корозійність. Баки закритого типу герметичні та складаються з двох камер: водяної та повітряної.

Компенсація тиску відбувається таким чином: надлишок води заповнює водяний відсік і тисне на еластичну перегородку між двома камерами, а повітря (або газ), що знаходиться в повітряному відсіку, стискається. На відміну від води, газ можна піддати значному стиску без сильного збільшення тиску.

Різновиди мембран розширювального бака. Фото із сайту profiteplo.com

У продажу є два типи закритих розширювальних баків, що відрізняються за своїм пристроєм:

• з мембраною тарілчастої форми;
• з грушоподібною мембраною.

Як правильно встановити розширювальний бак у системі опалення

Розібравшись із теоретичними основами та видами компенсаційних ємностей, перейдемо до головного питання: де і як встановити розширювальний бак у системі опалення.

Правильна відповідь на нього – де хочете. Тобто розширювальний бак можна встановити і на "подачі" - магістралі системи, що веде від котла до опалювальних приладів, і на "обратці" - трубі, якою вода повертається в нагрівальний прилад (котел), віддавши своє тепло радіаторам. Свою функцію буфера, що стримує зростання тиску, він виконуватиме у будь-якому випадку.

І в тому, і в іншому способі є свої плюси та мінуси. Місце встановлення вибирають, орієнтуючись на проектні особливості конкретної системи опалення. А також на зручність монтажу та подальшого обслуговування.

Нюанси

Відкритий бак, на відміну від мембранного, можна встановити в системі з природною циркуляцією води, тобто в незалежній – не потребує електрики. В системі з примусом потрібний насос. Тому відкритий розширювальний бак встановлюється у найвищій точці, розташованій вище за всі опалювальні прилади. Найчастіше така точка знаходиться на горищі. Сьогодні, коли підкришне простір у приватних будинках теж задіють, влаштовуючи там житлове приміщення, такий варіант часто виявляється невідповідним.

Обмежень щодо розміщення закритого бака немає. Він може стояти в будь-якому зручному місці та в будь-якому положенні.


Схема встановлення відкритого розширювального бака. 1 – котел, 2 – магістраль подачі теплоносія, 3 – відкритий розширювальний бак, 4 – опалювальний прилад, 5 – насосний вузол. Фото із сайту stroim-svoi-dom.ru

Хоча мембранний бак можна встановити і перед опалювальними приладами, і після них зазвичай його монтаж проводять за другою схемою (на «зворотні»). Тому що після котла вода, як правило, подається дуже високої температури, від якої мембрана бака може незабаром стати непридатним. До того ж при такому варіанті установки (після опалювальних приладів) котел і насос не піддаються стрибкам тиску і працюють у більш комфортному режимі.

Слід звернути увагу, що якщо насос в системі зовнішній (не вбудований в котел), то ємність, що компенсує, потрібно встановлювати перед насосом, а не після нього. Інакше розширювальний бак буде реагувати на надлишковий тиск, який створюється насосом, і працювати неправильно.

До речі, не поспішайте з вибором та покупкою розширювального бака. Перш за все уточніть, можливо, ваш котел вже обладнаний не тільки власним насосом, але і ємністю, що компенсує, що знаходиться в корпусі котла.

Загальні правила

Визначивши гіпотетичне розташування розширювального бака, оберіть правильно фактичне місце його монтажу.

• компенсуючу ємність потрібно встановлювати так, щоб її було зручно обслуговувати: між баком та стіною чи іншим обладнанням необхідно залишити вільний простір;
• водопідвідна арматура не повинна тиснути або тягнути за патрубок бака: закріплюйте труби, що підводять окремо; це також спростить демонтаж ємності за необхідності;
• для демонтажу та ремонту або заміни встановіть перед баком окремий кран, що відсікає.

Після монтажу закритої розширювальної ємності, можливо, потрібно буде розрахувати тиск і зробити її налаштування.

При плануванні створення системи водяного опалення у власному будинку перед власником постає вибір з декількох варіантів. У списку найголовніших питань - тип системи (буде вона відкритого або закритого типу), і яким принципом буде здійснюватися передача теплоносія по трубах (природна циркуляція за рахунок впливу гравітаційних сил, або примусова, що вимагає установки спеціального насоса).

Кожна зі схем має свої переваги та недоліки. Але все-таки в даний час все частіше віддається перевага закритій системі з примусовою циркуляцією. Така схема компактніша, легше і швидше монтується, має ряд інших експлуатаційних переваг. Одна з основних відмінних рис – це повністю герметичний розширювальний бак для опалення закритого типу, установка якого буде розглянута в даній публікації.

Але перш ніж купувати розширювальний бак і приступати до його монтажу, необхідно хоча б трохи ознайомитися з його пристроєм, принципом роботи, а також з тим, яка модель стане оптимальною для конкретної системи опалення.

В ніж переваги закритої системи опалення

Незважаючи на те щов Останнім часомз'явилося безліч сучасних приладівта систем обігріву приміщень, принцип передачі тепла через циркулюючу по трубах рідину з високою теплоємністю – без сумніву, залишається самим поширеним. Як переносник теплової енергії найчастіше застосовується вода, хоча за деяких обставин доводиться застосовувати й інші рідини з низькою температурою замерзання (антифризи).

Теплоносій отримує нагрівання від котла (печі з водяним контуром)та передає тепло опалювальним приладам (радіаторам, конвекторам, контурам «теплої підлоги»), встановленим у приміщеннях у необхідній кількості.

Як визначитися з типом та кількістю радіаторів опалення?

Навіть найпотужніший котел не зможе створити в приміщеннях комфортну атмосферу, якщо параметри точок теплообміну не відповідають умовам конкретної кімнати. Як правильно – у спеціальній публікації нашого порталу.

Але будь-яка рідина має загальні фізичні властивості. По-перше, при нагріванні вона значно збільшується в обсязі. А по-друге, на відміну від газів — це не стислива субстанція, її температурне розширення необхідно якимось чином компенсувати, надавши для цього вільний обсяг. І при цьому необхідно передбачити, щоб у міру остигання та зменшення в обсязі, в контури труб ззовні не потрапило повітря, яке створить «пробку», що перешкоджає нормальній циркуляції теплоносія.

Саме такі функції виконує розширювальний бачок.

Ще не так у приватному будівництві особливої ​​альтернативи і не існувало – у найвищій точці системи встановлювався відкритий розширювальний бак, який справлявся з поставленими завданнями.

1 – котел опалення;

2 – стояк подачі;

3 – відкритий розширювальний бачок;

4 – радіатор опалення;

5 – опціонально – циркуляційний насос. В даному випадку показаний насосний вузол з обвідною петлею та системою засувок. При бажанні або виникненні необхідності можна переключити примусову циркуляцію на природну, і навпаки.

Можливо, вас зацікавить інформація про те, як правильно здійснюється

Ціни на циркуляційні насоси

циркуляційні насоси

Закрита система – повністю ізольована від атмосфери. У ній підтримується певний тиск, а температурне розширення рідини компенсується установкою бачка герметичного особливої ​​конструкції.

Бачок на схемі показаний поз. 6, врізаним у трубу обратки (поз.7).

Здавалося б – чого «город городити»? Звичайний відкритий розширювальний бачок, якщо він повною мірою справляється зі своїми функціями, є більш простим і недорогим рішенням. Він, напевно, коштує небагато, а крім того, за певних навичок, його нескладно виготовити і самостійно – зварити із сталевих листів, використовувати непотрібну металеву ємність, наприклад, старий бідон тощо. Мало того, можна зустріти приклади застосуваннястарі пластикові каністр.

Чи є сенс витрачати гроші на придбання герметичного розширювального бачка? Виявляється, є, оскільки закрита система опалення має чимало переваг:

• Повна герметичність виключає процес випаровування теплоносія. Це відкриває можливості застосування, окрім води, спеціальних антифризів. Міра – більш, ніж необхідна, якщо заміським будинком у зимовий час користуються не постійно, а «наїздами», час від часу.
• В відкритої системіОпалення розширювальний бак, як уже згадувалося, повинен бути змонтований у найвищій точці. Дуже часто подібним місцем стає неопалюване горище. А це спричиняє додаткові турботи з термоізоляції ємності, щоб навіть у найсильніші морози теплоносій у ній не замерз.

А в закритій системі розширювальний бачок може бути встановлений практично на її ділянці. Найбільш доцільним місцем монтажу є труба обратки безпосередньо перед входом у котел – тут деталі бачка меншою мірою піддаються температурному впливу від розігрітого теплоносія. Але це - зовсім не догма, і змонтувати його можна з таким розрахунком, щоб він не створював перешкод і не дисгармонував своїм виглядом з інтер'єром приміщення, якщо, скажімо, в системі використовується настінний котел, встановлений в коридорі або на кухні.

• У відкритому розширювальному бачку теплоносій завжди перебуває у контакті з атмосферою. Це призводить до постійного насичення рідини розчиненим повітрям, що є причиною активізації корозії в трубах контуру та в радіаторах, до підвищеного газоутворення в процесі нагрівання. Особливо нетерпимі до цього алюмінієві радіатори.
• Закрита система опалення з примусовою циркуляцією – менш інертна – вона набагато швидше прогрівається при запуску, набагато чутливіша до регулювань. Виключаються абсолютно невиправдані втрати області розширювального бака відкритого типу.
• Різниця температур у трубі подачі та у зворотному струмі з'єднання з котлом – менша, ніж у відкритій системі. Це важливо для збереження та тривалості експлуатації опалювального обладнання.
• Закрита схема з примусових циркуляцій для створення контурів вимагатиме руби меншого діаметра - у наявності виграш і у витратах на матеріали, і у спрощенні монтажних робіт.
• За розширювальним баком відкритого типу необхідний контроль - для недопущення переливу при заповненні, і для виключення падіння рівня рідини в ньому під час експлуатації нижче критичної позначки. Звичайно, все це можна вирішити установкою додаткових пристроїв, наприклад, поплавкових клапанів, патрубків переливу і т.п., але це зайві складності. У закритій системі опалення таких проблем не виникає.
• І, нарешті, така система найбільш універсальна, оскільки підходить до будь-яких типів батарей, дозволяє підключати контури теплої підлоги, конвектори, теплові завіси. Крім того, при бажанні можна організувати гаряче теплопостачання, змонтувавши в систему бойлер непрямого нагріву.

Із серйозних недоліків можна згадати лише один. Це — обов'язковість «групи безпеки», що включає контрольно-вимірювальні прилади (манометр, термометр), запобіжний клапан та автоматичний повітровідвідник. Втім, це швидше не не, а технологічна витрата, що забезпечує безпечну експлуатацію системи опалення.

Одним словом, переваги закритої системи явно переважують, і витрати на спеціальний розширювальний герметичний бак виглядають цілком виправданими.

Як влаштований та як діє розширювальний бачок для опалення закритого типу?

Пристрій розширювального бачка для системи закритого типу не відрізняється великою складністю:

Зазвичай вся конструкція розміщена у сталевому штампованому корпусі (поз.1) циліндричної форми (зустрічаються бачки у формі «таблетки»). Для виготовлення використовується якісний метал, що має антикорозійне покриття. Зовні бачок покритий емаллю. Для опалення застосовуються вироби із червоним корпусом. (Існують бачки синього кольору– але це водяні акумулятори для системи водопостачання. Вони не розраховані на підвищені температури, а до всіх деталей пред'являються підвищені санітарно-гігієнічні вимоги).

З одного боку бачка розміщено різьбовий патрубок (поз. 2) для врізання в систему опалення. Іноді комплект постачання входять фітинги для полегшення проведення монтажних робіт.

З протилежного боку є ніпельний клапан (поз. 3), який служить для попереднього створення необхідного тиску повітряної камери.

Усередині вся порожнина бачка розділена мембраною (поз. 6) на дві камери. З боку патрубка знаходиться камера для теплоносія (поз. 4), з протилежної – повітряна (поз. 5)

Мембрана виготовлена ​​із еластичного матеріалу з низьким показником дифузії. Їй надано спеціальну форму, яка забезпечує «упорядковану» деформацію при зміні тиску в камерах.

Принцип роботи – нескладний.

• У початковому положенні, при підключенні бачка до системи та заповнення її теплоносієм, певні об'єм рідини через патрубок надходить у водну камеру. Тиск у камерах вирівнюється, і ця замкнута система набуває статичного положення.
• При підвищенні температури відбувається розширення обсягу теплоносія в системі опалення, що супроводжується зростанням тиску. Надлишок рідини потрапляє в розширювальний бачок (червона стрілка) і своїм тиском згинає мембрану (жовта стрілка). При цьому обсяг камери для теплоносія збільшується, а повітряної відповідно зменшується, і тиск повітря в ній зростає.
• При зниженні температури та зменшенні загального обсягу теплоносія надлишковий тиск у повітряній камері сприяє переміщенню мембрани назад (зелена стрілка), і теплоносій переміщається назад у труби системи опалення (синя стрілка).

Якщо тиск у системі опалення досягає критичного порога, то повинен спрацювати клапан у групі безпеки, який випустить надлишки рідини. Деякі моделі розширювальних бачків мають власний запобіжний клапан.

Різні моделі баків можуть мати власні особливості конструкції. Так, вони бувають нерозбірними або з можливістю заміни мембрани (для цього передбачено спеціальний фланець). У комплекті можуть бути кронштейни або хомути для кріплення бачка на стіні, або передбачені підставки - ніжки для розміщення його на підлозі.

Крім того, вони можуть відрізнятися і конструкцією самої мембрани.

Зліва показаний розширювальний бачок з мембранною - діафрагмою (вона вже була розглянута вище). Як правило, це нерозбірні моделі. Нерідко застосовується мембрана балонного типу (малюнок праворуч), виготовлена ​​із еластичного матеріалу. По суті вона сама по собі є водяною камерою. У міру наростання тиску така мембрана розтягується, збільшуючись обсягом . Саме такі бачки оснащені розбірним фланцем, що дозволяє самостійно проводити заміну мембрани у разі виходу з ладу. Але основний принципроботи від цього не змінюється.

Відео: пристрій розширювальних бачків марки «Flexcon FLAMCO»

Ціни на розширювальні баки Flexcon FLAMCO

розширювальні баки Flexcon

Як розрахувати потрібні параметри розширювального бачка?

При виборі розширювального бачка для конкретної системи опалення основним моментом має стати його робочий об'єм.

Розрахунок за формулами

Можна зустріти рекомендації встановлювати бак, обсяг якого становить приблизно 10% загального обсягу теплоносія, що циркулює по контурах системи. Проте, можна провести точніший розрахунок – для цього існує спеціальна формула:

Vб =Vз ×k / D

Символами у формулі є:

Vб– необхідний робочий об'єм розширювального бачка;

Vс– загальний обсяг теплоносія у системі опалення;

k- Коефіцієнт, що враховує об'ємне розширення теплоносія при нагріванні;

D- Коефіцієнт ефективності розширювального бака.

Звідки взяти вихідні величини? Розбираємось по рядку:

1. Загальний обсяг системи ( Vз) можна визначити декількома способами:

• Можна засікти за водоміром, який загальний обсяг поміститься під час заповнення системи водою.
• Найточніший спосіб, який застосовується при розрахунках системи опалення – це підсумовування загального об'єму труб усіх контурів, місткості теплообмінника наявного котла (вона вказана у паспортних даних), та обсяг всіх приладів теплообміну у приміщеннях – радіаторів, конвекторів тощо.
• Цілком допустиму похибку дає найпростіший спосіб. Він ґрунтується на тому, що для забезпечення 1 кВт потужності опалення потрібно 15 літрів теплоносія. Таким чином, паспортну потужність казана просто множать на 15.

2. Значення коефіцієнта температурного розширення ( k) – це таблична величина. Вона нелінійно змінюється в залежності від температури нагрівання рідини та від процентного вмісту в ній антифризних. етиленгліколевихдобавок. Значення наведені в таблиці, що міститься нижче. Рядок величини нагріву беруть із розрахунку запланованої експлуатаційної температури системи опалення. Для води приймають значення відсоткового вмісту етиленгліколю – 0. Для антифризів – з конкретної концентрації.

Температура нагрівання теплоносія, °С	вміст гліколю, % від загального обсягу
	0	10	20	30	40	50	70	90
0	0.00013	0.0032	0.0064	0.0096	0.0128	0.016	0.0224	0.0288
10	0.00027	0.0034	0.0066	0.0098	0.013	0.0162	0.0226	0.029
20	0.00177	0.0048	0.008	0.0112	0.0144	0.0176	0.024	0.0304
30	0.00435	0.0074	0.0106	0.0138	0.017	0.0202	0.0266	0.033
40	0.0078	0.0109	0.0141	0.0173	0.0205	0.0237	0.0301	0.0365
50	0.0121	0.0151	0.0183	0.0215	0.0247	0.0279	0.0343	0.0407
60	0.0171	0.0201	0.0232	0.0263	0.0294	0.0325	0.0387	0.0449
70	0.0227	0.0258	0.0288	0.0318	0.0348	0.0378	0.0438	0.0498
80	0.029	0.032	0.0349	0.0378	0.0407	0.0436	0.0494	0.0552
90	0.0359	0.0389	0.0417	0.0445	0.0473	0.0501	0.0557	0.0613
100	0.0434	0.0465	0.0491	0.0517	0.0543	0.0569	0.0621	0.0729

3. Значення коефіцієнта ефективності розширювального бачка ( D) доведеться розрахувати за окремою формулою:

D = (Qm – Qб) / (Qm + 1 )

Qm- максимально допустимий тиск у системі опалення. Воно буде визначатися порогом спрацьовування запобіжного клапана в групі безпеки, який обов'язково вказується в паспорті виробу.

Qб- Тиск попереднього накачування повітряної камери розширювального бака. Воно також може бути зазначено на упаковці та документації виробу. Є можливість його зміни - підкачування за допомогою автомобільного насоса або, навпаки, стравлювання через ніпель. Зазвичай рекомендують встановлювати цей тиск у межах 1.0 – 1.5 атмосфер.

Калькулятор для розрахунку необхідного обсягу розширювального бачка

Щоб спростити читачеві процедуру розрахунку, у статті розміщено спеціальний калькулятор, до якого внесені зазначені залежності. Введіть значення, що запитуються, і після натискання кнопки «Розрахувати» отримайте необхідний обсяг розширювального бака.

Мембранний розширювальний бак для системи опалення закритого типу

Мембранний розширювальний бак призначений для компенсації температурного розширення теплоносія та підтримки необхідного тиску в закритих системах опалення.

Рідини, що використовуються в системах опалення, при нагріванні за рахунок теплового розширення збільшують свій обсяг. Наприклад, обсяг води при нагріванні до 90 про Ззбільшується на 3,55%. Якщо в якості теплоносія в системі опалення застосовують антифриз на основі етиленгліколю, обсяг рідини збільшується ще більше.

Мембранний розширювальний бак для опалення. Пристрій та схема роботи. Через повітряний клапан (ніпель) повітряну камеру наповнюють автомобільним насосом стисненим повітрям.

У закритій системі опалення без розширювального бака навіть незначне підвищення температури призведе до різкого зростання тиску та спрацьовування запобіжного клапана. Надлишкова частина теплоносія через клапан виллється назовні.

Мембранний розширювальний бак для опалення є посудиною, розділеною на дві частини рухомою мембраною. Одна частина посудини з'єднана із системою опалення та заповнена теплоносієм. В іншу частину судини закачується повітря під певним тиском.

При зміні об'єму рідини в системі опалення мембрана в баку переміщується в той чи інший бік. В результаті обсяг, який займає рідина в баку, теж змінюється. Стиснене повітря з іншого боку мембрани діє як пружина, підтримуючи робочий тиск теплоносія і не допускаючи спрацьовування запобіжного клапана.

Експлуатаційні обмеження та вимоги безпеки

Залежно від конструкції розширювального бака і матеріалів, що застосовуються, виробники накладають певні обмеження на їх використання в системах опалення.

Як правило, виробники висувають певні вимоги до складу та корозійних властивостей рідини – теплоносія в системі опалення. Наприклад, обмежують вміст етиленгліколю у розчині антифризу.

Забороняється використання розширювального бака при тиску, що перевищує допустимі величини, зазначені в технічній документації виробника. У місці приєднання розширювального бака до системи опалення обов'язково потрібна установка групи безпеки, яка контролює та обмежує тиск у баку.

У системах опалення приватних будинків та автономного опалення квартир використовують баки та інше опалювальне обладнання з робочим тиском не менше 3 бар.

Не допускається розширювальний бак для опалення використовувати у системах питного водопостачання.

Установка, монтаж та підключення розширювального бака

Розширювальний бак підключають до зворотного трубопроводу системи опалення з боку всмоктування циркуляційного насоса. 1 - мембранний розширювальний бак; 2 - приєднувальна запірна арматура та зливальний кран; 3 - циркуляційний насос; 4 - кран підживлення

Розширювальний бак встановлюють в приміщенні, що опалюється. Бак розміщують у місці, легко доступному для обслуговування. Монтаж проводять так, щоб був доступ до повітряного ніпелю, фланця та приєднувальної арматури.

Розширювальні баки невеликого розміру зазвичай кріпляться до стіни за допомогою кронштейна. Деталі кріплення зазвичай в комплект виробу не входять і замовляються окремо. Баки великого розміру встановлюють на підлогу, ніжках.

Розширювальний бак підключають до зворотного трубопроводу системи опалення з боку всмоктування циркуляційного насоса.

Приєднувальна арматура для розширювального бака дозволяє відключати бак від системи, зливати воду з бака, пломбувати запірний кран.

У місці підключення на лінії до бака необхідно встановлювати запірну арматуру, захищену від випадкового закривання. Крім того, слід встановити зливний (дренажний) кран для випорожнення бака. Виробники баків зазвичай пропонують спеціальну приєднувальну запірно – дренажну арматуру для своїх виробів. Такі комплекти потрібно замовляти окремо.

Для приєднання бака до зворотного трубопроводу слід використовувати труби з внутрішнім діаметром, що дорівнює діаметру приєднувального патрубка бака.

Розширювальний бак з'єднують із системою опалення після промивання системи.

Вбудований мембранний розширювальний бак розташований на задній стінці двоконтурного газового казана

Мембранні розширювальні баки іноді вбудовують у казани. Наприклад, двоконтурні газові котли, зазвичай, вже мають вбудований розширювальний бак певної ємності. Якщо обсяг вбудованого розширювального бака виявився малим для опалювальної системи, необхідно встановити новий бак зовні перед котлом на зворотному трубопроводі. Об'єм нового бака вибирають як завжди, не враховуючи ємності вбудованого бака.

Налаштування тиску в розширювальному баку

Перед введенням в експлуатацію системи опалення, до заповнення бака теплоносіємв розширювальний бак через повітряний клапан - ніпель автомобільним насосом закачують повітря. Величину тиску повітря контролюють автомобільним манометром, вбудованим в насос або окремим приладом. Багато виробників продають розширювальні баки вже заповнені повітрям чи азотом до певного тиску, вказаного у техдокументації. У будь-якому випадку необхідно перевірити достатність тиску повітря в баку.

Початковий тиск у повітряній камерірозширювального бака Р о :

P o > P ст + 0,2 бар ,

де Р ст- Статичний тиск системи опалення в місці установки бака - дорівнює висоті стовпа води від точки приєднання розширювального бака до верхньої точки системи опалення (висота стовпа 10 м = 1бар)

Початковий тиск у повітряній камері обов'язково перевіряють та регулюють за відсутності в баку рідини- Відкрити приєднувальний штуцер і вилити залишки теплоносія з бака. Вбудовані в казан розширювальні баки теж звільняють від рідини.

У системі опалення приватного будинку зручно встановлювати розширювальний бак із заводським наповненням повітряної камери повітрям або азотом тиском Ро = 0,75 - 1,5 бар . Таку величину виставленого на заводі тиску можна залишити без зміни, навіть якщо вона буде значно більшою за розраховану за формулою Р о. Найчастіше такого тиску для систем опалення приватного будинку або квартири цілком достатньо.

Вбудовані в казан розширювальні баки зазвичай вже заповнені повітрям або азотом до тиску, вказаного в інструкції до котла. Перед встановленням котла необхідно перевірити тиск повітря в розширювальному баку і, при необхідності, відрегулювати закачати або спустити повітря.

Перевищення початкового тиску над статичним мінімумом на 0,2 бар. необхідно для створення в системі тиску, при якому знижується ризик утворення вакууму, пароутворення та кавітації.

На наступному етапібак приєднується до системи опалення. Потім відкривається вентиль підживлення та система опалення і бак заповнюються теплоносієм з початковим тиском підживлення. Р поч.:

Р нач > або = Р про + 0,3 бар

(наприклад, якщо Р о = 1 бар, то Р поч >= 1,3 бар)

Р о- Початковий тиск у повітряній камері розширювального бака.

Часто виробники котлів, наприклад газових, вказують у технічній документації початковий тиск, що рекомендується, підживлення теплоносія в системі. В інструкції також вказують мінімальний тиск теплоносія, нижче якого котел просто не включатиметься в роботу. У цьому випадку заповнюють систему з початковим тиском, вказаним в інструкції з котла.

Далі,включаємо котел і розігріваємо систему опалення до максимальної робочої температури (наприклад, 75 про З). При нагріванні з води виділяється розчинене у ній повітря. Видаляємо повітря із системи опалення. Слідкуємо за показаннями манометра і фіксуємо величину тиску в системі з водою, що розширилася. Р расш.

В ув'язненнівідключаємо циркуляційний насос і знову вмикаємо підживлення і доводимо тиск в системі при максимальній температурі теплоносія до кінцевого. Р кон:

Р кон< или = Р кл — 0,5 бар ,

де Р кл- Тиск відкриття запобіжного клапана системи опалення.

(наприклад, якщо Р кл = 3 бар, то тиск у системі доводимо до Р кон<= 2,5 барпри температурі теплоносія 75 про З)

Описана вище методика налаштування тиску розширювального бака дозволяє підняти до максимуму ефективний об'єм розширювального бака. Бак буде здатний прийняти в себе найбільшу кількість води, а потім знову віддати її системі. Це буває корисно у разі, наприклад, невеликих протікань у системі. Бак зможе віддавати воду в систему тривалий час – тиск у системі знижуватиметься з меншою швидкістю. Працездатність системи опалення зберігатиметься триваліший час. Або, внаслідок охолодження теплоносія, тиск у системі може знизитися нижче за мінімальний, необхідний для включення котла. У цьому випадку автоматика не зможе запустити опалення. При налаштуванні тиску за вказаною методикою ризик такого розвитку подій знижується до мінімуму.

Ці переваги, описаної тут, методики налаштування тиску є особливо актуальними для систем опалення заміських будинків, куди господарі заглядають не кожен день.

Перевірка цілісності мембрани

Навести на короткий час повітряний клапан (ніпель). Якщо з клапана спливає вода, бак потрібно замінити, або, в баках зі змінною мембраною, необхідно замінити мембрану.

Якщо необхідно видалити газ із повітряної камери розширювального бака, перед цим обов'язково слід випорожнити його водяну камеру, а не навпаки!

Перед тим як знову наповнити бак водою, слід виставити необхідний попередній тиск у повітряній камері. За недотримання цих вказівок існує небезпека розриву мембрани.

Розрахунок обсягу розширювального бака для опалення

Об'єм розширювального бака вибирається таким чином, щоб при нагріванні теплоносія до максимальної робочої температури зростання тиску в системі опалення не перевищувало допустимої величини (залишався нижче тиску спрацьовування запобіжного клапана).

Об'єм розширювального бака для системи опалення ємністю до 150 літрів.

Для систем опалення, що містять невелику кількість теплоносія, до 150 літрів, об'єм розширювального бака вибирають за спрощеною формулою:

V n = 10 - 12% x V s ,

де: V n- Розрахунковий обсяг розширювального бака; V s- Повний обсяг системи опалення.

Розрахунок ємності розширювального бака для системи опалення об'ємом понад 150 літрів

Розрахунок починають з визначення збільшення обсягу теплоносія — додаткового обсягу, який утворюється в результаті нагрівання рідини до робочої температури. V e.

V e = V s x n%,

де, V s- Повний обсяг системи опалення; n%- Коефіцієнт розширення рідини в системі опалення.

Значення коефіцієнта розширення n%, При максимальній робочій температурі теплоносія (води) в системі опалення, визначається з таблиці:

T o C	40	50	60	70	80	90	100
n v %	0,75	1,17	1,67	2,24	2,86	3,55	4,34

Коефіцієнт розширення для антифризу на основі водного розчину етиленгліколю (Тосол та ін.) визначається за формулою:

n a % = n v % x (1 + e a % / 100),

де n v %- Коефіцієнт розширення води з таблиці вище; e a %- Відсотковий вміст етиленгліколю в розчині антифризу.

На другому етапі розрахунку(другою дією) визначають об'єм водяного затвора в баку, V v— це обсяг теплоносія, який спочатку заповнює розширювальний бак під впливом статичного тиску в системі опалення. Місткість водяного затвора визначають за формулою:

V v = V s x 0,5%, але не менше 3-х літрів.

На третьому етапізнаходимо початковий тиск у системі опалення P o. Воно дорівнює статичному тиску в системі опалення та визначається з розрахунку 1 бар= 10 м водяного стовпа. Висота водяного стовпа в системі опалення дорівнює відстані по вертикалі між крайньою нижньою та найвищою точкою системи, в яких знаходиться теплоносій. По кресленнях чи натурі визначають вертикальні позначки крайніх точок системи опалення. Різниця між верхньою і нижньою відмітками і дорівнюватиме висоті водяного стовпа рідини в системі.

На четвертому етапірозрахунку визначають величину максимального робочого тиску в системі опалення. P e. Максимальний робочий тиск має бути меншим за тиск спрацьовування запобіжного клапана в системі опалення на величину, мінімум 0,5 бар.

P e = P k - (P k x 10%), але обов'язково P k - P e => 0,5 бар .

де: P k- Тиск спрацьовування запобіжного клапана.

У висновку розрахункувизначають необхідний об'єм мембранного розширювального бака для опалення за формулою:

V n = (V e + V v) x (P e + 1)/(P e - P o)

Вибирають бак з номінальним обсягом більше за розрахунковий.

Приклад розрахунку розширювального бака

Виконаємо розрахунок розширювального бака для системи опалення з вихідними даними:

Загальний об'єм V s = 270 л.

Висота водяного стовпа 6 м., звідси початковий тиск P o = 6/10 = 0,6 бар.

Максимальна робоча температура теплоносія (води) 90 про З. За таблицею визначаємо коефіцієнт розширення n% = 3,55%.

Запобіжний клапан налаштований на спрацювання під час тиску P k = 3 бар .

Розраховуємо:

V e = 270 л. х 3,55% = 9,58 л.;

V v = 270 л. x 0,5% = 1,35 л., оскільки 1,35< 3, то принимаем V v = 3 л. ;

P o = 0,6 бар. ;

P e = 3 бар. — (3 бар.х 10%) = 2,7 бар., так як обов'язкове виконання умови P k - P e => 0,5 бар., то приймаємо P e = 2,5бар.

Vn = (9,58 л. + 3 л.) х (2,5 бар. + 1) / (2,5 бар. — 0,6 бар.) = 23,18 л.

Результат:

Приймаємо до встановлення розширювальний бак із номінальним об'ємом 24 літри.

Крім обсягу, при виборі конкретного типу розширювального бака, необхідно враховувати максимальний робочий тискна яку розрахований бак.

Система опалення, будучи складною інженерною конструкцією, складається з багатьох елементів, що мають різне функціональне призначення. Розширювальний бачок для опалення є однією з найважливіших частин контуру опалювальної системи.

При нагріванні теплоносія, в котлі та контурі системи опалення значно підвищується тиск через температурне збільшення обсягу теплонесучої рідини. Враховуючи, що рідина є практично не стисливим середовищем, а опалювальна система герметична, це фізичне явище може призвести до руйнування котла або трубопроводів. Проблему можна було б вирішити установкою простого клапана, який може стравлювати надмірний об'єм гарячого теплоносія у зовнішнє середовище, якби не один важливий фактор.

Рідина при охолодженні стискається і місце скинутого теплоносія в контур опалення проникне повітря. Повітряні пробки - головний більбудь-якої системи опалення, через них циркуляція в мережі стає неможливою. Тому необхідно. Постійне ж додавання нового теплоносія до системи дуже затратне, підігрів холодної водиобходиться набагато дорожче підігріву теплоносної рідини, що прийшла в казан по зворотному трубопроводу.

Цю проблему вирішує встановлення так званого розширювального бака, який є резервуаром, підключеним до системи однією трубою. Надмірний тиск у розширювальному бачку опалення компенсується його об'ємом і дозволяє забезпечити стабільну роботу контуру. Зовні бачки розширювальні для системи опалення, виходячи з результатів розрахунку та виду опалювального контуру, різні за своєю формою та розміром. Нині випускаються баки різних форм, від класичних циліндричних баків до про «таблеток».

Види опалювальних систем

Існують дві схеми опалювальних мереж будівлі. Відкрита (самотечна) система опалення використовується в централізованих опалювальних мережах і дозволяє безпосередньо забирати воду на потреби гарячого водопостачання, що неможливо у приватному будівництві. Такий прилад розміщують у верхній точці контуру опалювальної системи. Крім нівелювання перепадів тиску розширювальний бачок опалення виконує функцію природної сепарації повітря із системи, тому що має можливість сполучення із зовнішньою атмосферою.

Таким чином, конструктивно такий пристрій є компенсаційним баком системи опалення, що не перебуває під тиском. Іноді помилково відкритою можуть називати систему з гравітаційною (природною) циркуляцією теплонесучої рідини, що в корені невірно.

При більш сучасній закритій схемі застосовують розширювальний бачок системи опалення закритого типу з внутрішньою вбудованою мембраною.

Іноді такий прилад можуть називати розширювальний вакуумний бачок для опалення, що теж справедливо. Така система передбачає примусову циркуляцію теплоносія, повітря з контуру при цьому відводиться через спеціальні крани (клапани), встановлені на опалювальних приладах та зверху трубопроводів системи.

Пристрій та принцип дії

Конструктивно закритий розширювальний бак у системі опалення є резервуаром циліндричної форми з встановленою всередині мембраною з гуми, яка поділяє внутрішній обсяг судини на повітряну і рідинну камери.

Мембрани бувають наступних типів:

Тиск газу налаштовується для кожної системи в індивідуальному порядку, який описує інструкція, що додається до таких приладів як розширювальний бачок для опалення закритого типу. Деякі виробники конструкції своїх розширювальних баків передбачають можливість заміни мембрани. Такий підхід дещо підвищує первісну вартість приладу, зате згодом, при руйнуванні або пошкодженні мембрани вартість її заміни буде нижчою за ціну нового розширювального бака.

З практичної точки зору форма мембрани ніяк не впливає на ефективність роботи приладів, слід лише зазначити, що в балонний розширювальний бак закритого типу для опалення вміщується більший обсяг теплонесучої рідини.

Принцип роботи їх також однаковий - при зростанні тиску води в мережі за рахунок розширення при нагріванні, мембрана розтягується, стискаючи газ, що знаходиться по інший бік, і дозволяє потрапити всередину бака надлишкам теплоносія. При охолодженні та, відповідно, падінні тиску в мережі, процес проходить у зворотному порядку. Таким чином, регулювання постійного тиску в мережі відбувається в автоматичному режимі.

Потрібно загострити увагу на тому, що якщо купити розширювальний бачок системи опалення навмання, без необхідного розрахунку, то стабільності роботи опалювальної мережі буде досягти дуже складно. При значно більшому, ніж необхідно, розмір бака не буде створювати необхідний для системи тиск.У випадку якщо бак буде розміру менше необхідного, то він не зможе вмістити надлишковий обсяг теплонесучої рідини, що може вилитися у створення аварійної ситуації.

Розрахунок розширювальних баків

Щоб провести розрахунок розширювального бака для опалення закритого типу, спочатку необхідно порахувати загальний об'єм системи, що складається з об'ємів трубопроводів контуру, опалювального котла та приладів опалення. Об'єми котла та радіаторів опалення вказуються в їх паспортах, а обсяг трубопроводів визначається методом множення площі внутрішнього поперечного перерізу труб на їхню довжину. Якщо в системі присутні трубопроводи різних діаметрів, слід визначити їх обсяги окремо, а потім скласти.

Подальший для таких приладів, як розширювальний бачок для опалення закритого типу, розрахунок проводиться за формулою V = (Vс х k) / D, де:

Vс - об'єм теплонесучої рідини в системі опалення,
k - Коеф. об'ємного теплового розширення, який приймається для води 4%, для 10% етиленгліколю – 4,4%, для 20% етиленгліколю – 4,8%;
D – показник ефективності мембранного блоку. Зазвичай він вказується виробником або його можна визначити за формулою: D = (Рм - Рн) / (Рм +1), де:

Рм – максимально можливий тиск у мережі опалення, зазвичай він дорівнює граничному робочому тиску запобіжного клапана (для приватних будинків рідко перевищує значення 2,5 – 3 атм.)
Рн – тиск початкового накачування повітряної камери розширювального бака, приймається як 0,5 атм. на кожні 5 метрів висоти контуру опалювальної системи.

У будь-якому випадку слід вважати, що розширювальні бачки для опалення повинні забезпечувати збільшення обсягу теплоносія в мережі в межах 10%, тобто при обсязі рідини, що теплоносить, в системі 500 л., обсяг разом з баком повинен становити 550 л. Відповідно, необхідний бачок розширювальної системи опалення об'ємом не менше 50 літрів. Такий спосіб визначення обсягу дуже приблизний і може вилитися в зайві витрати на покупку розширювального бака більшого обсягу.

В даний час в інтернеті з'явилися калькулятори для розрахунку розширювальних бачків.У разі використання для підбору обладнання таких сервісів необхідно провести розрахунки мінімум на трьох сайтах, щоб визначити, наскільки коректний алгоритм обчислення того чи іншого інтернет-калькулятора.

Виробники та ціни

В даний час проблема купити бачок розширювальний для опалення полягає лише у правильному підборі типу та об'єму приладу, а також у фінансових можливостях покупця. На ринку представлений широкий вибір моделей приладів як вітчизняних, і іноземних виробників.Однак слід зазначити, що якщо на такі прилади, як розширювальний бачок закритого типу для опалення, ціна при покупці буде набагато нижчою, ніж у основних конкурентів, то від такого придбання краще відмовитися.

Невисока вартість вказує на ненадійність виробника та низьку якість матеріалів, що використовуються при його виготовленні. Найчастіше такою є продукція з Китаю. Як і на всі інші товари, на якісний розширювальний бачок для опалення ціна не матиме значної різниці близько двох – трьох разів. Сумлінні виробники використовують приблизно однакові матеріали і різниця в ціні схожих за параметрами моделей порядку 10-15% визначається лише локацією виробництва та ціновою політикою продавців.

Добре зарекомендували себе у цьому сегменті ринку вітчизняні виробники. Встановивши сучасні технологічні лінії на своєму виробництві, вони домоглися випуску продукції, яка за своїми параметрами не поступається кращим світовим брендам за більш низької вартості.

Слід враховувати, що важливо не тільки розширювальний бак для опалення закритого типу купити, потрібна також правильна установка.

Маючи необхідні навички при дотриманні інструкції, можлива його самостійна установка. Якщо ж у майстра залишаються будь-які сумніви щодо своїх знань, то найкраще звернутися до професіоналів для гарантовано стабільної роботи мережі опалення та виключення можливих несправностей.

Найпоширеніший теплоносій систем опалення – вода. Однак при нагріванні вода має властивість розширюватись. Внаслідок цього підвищується тиск усередині труб, і елементи системи можуть вийти з ладу.

Застосування розширювального бака необхідно зниження впливу на труби і радіатори від розширення теплоносія у системі. Його надлишок, який отримується при нагріванні, потрапляє всередину ємності бачка і навантаження знижується. При зниженні температури теплоносія механізм бачка виштовхує рідину, що бракує, назад.

Відсутність розширювального бака в опалювальній системі може спричинити протікання.

Залежно від способу забезпечення руху теплоносія виділяють 2 типи обладнання:

• Для опалення, де циркуляція забезпечується насосом, використовують закритий тип розширювального бака. Усередині його ємності розташована еластична мембрана, яка поділяє внутрішню частину обладнання на дві частини. Верхня частина заповнена повітрям чи газом, а нижню частину надходять надлишки теплоносія.
• Для систем, у яких циркуляція води чи антифризу здійснюється природним способом, застосовують розширювальні бачки відкритого типу. Його встановлюють у найвищій точці контуру. Однак відкритий тип бачка сприяє виникненню корозійних процесів, тому такі вироби мають меншу популярність, ніж обладнання закритого типу.

Механізм природної циркуляції

Різновидом закритих контурів опалення, де не використовується циркулярний насос є система з природною циркуляцією. Принцип її роботи ґрунтується на найпростіших законах фізики. Вода, нагріта від котла, рухається вгору трубопроводом. Внаслідок проходження через радіатори та труби температура води знижується, і вона змінює напрямок руху та прямує вниз до опалювального котла. Потім цикл повторюється.

Відсутність циркулярного насоса та замкнутість контурів сприяє тому, що термін служби опалювальних елементів є дуже тривалим.

Система без розширювального бака

H2_2

При природній циркуляції перепад тиску невеликий, а труби монтуються з ухилом, що відповідає напрямку руху теплоносія. Ці особливості дозволяють не здійснювати встановлення розширювального бачка.

За необхідності скидання тиску застосовують різновид трубопровідної арматури – запобіжний клапан. Він призначений для захисту труб та обладнання від надлишкового тиску.

Механізм дії запобіжного клапана:

1. При стрибку тиску в системі клапан автоматично випускає надлишок теплоносія із труб. Тобто у разі виникнення надлишкового тиску механізм випускатиме деяку кількість води;
2. Після того, як частина рідини буде випущена, тиск знизиться і клапан автоматично закриється. Обов'язкова умова успішної роботи опалення – своєчасне та безвідмовне відкривання клапана у разі перевищення робочого тиску.

Застосування розширювального бака переважно, оскільки в процесі його роботи не відбувається випуск рідини, кількість якої складно контролювати. Для її збирання потрібно буде встановлювати додаткову ємність. Крім того, при виході запобіжного клапана з ладу можливе пошкодження всього контуру.

Важливо! Через виникнення протікання, застосовувати антифриз при регулюванні тиску запобіжним клапаном не рекомендується з огляду на чималу вартість антифризу.

Слід зважити, що запобіжні механізми необхідно періодично перевіряти із залученням спеціалізованих організацій, тоді як перевіряти бачок не потрібно.

Приймати рішення про застосування в системі опалення запобіжного клапана замість бачка необхідно виважено, усвідомлюючи пов'язані з цим ризики.