В автономной отопительной системе обязательно присутствует расширительный бак для отопления, или компенсатор. Его функция заключается в компенсации избыточного давления, которое возникает в системе при расширении теплоносителя вследствие нагрева. При быстром повышении температуры жидкий теплоноситель расширяется и возникает скачок давления, так называемый гидравлический удар. Он может разрушить элементы трубопровода и соединительной арматуры. Другие названия расширительного устройства: гидроаккумулятор, экспансомат.
Для чего нужен расширительный бак?
Как мы знаем, вода имеет свойство расширятся во время нагрева. Да как и в целом любая другая жидкость. Теплоноситель в системе отопления не является исключением. При расширении жидкости ее избыток нужно куда-то девать. Для этих целей в отоплении и придумали расширительные баки.
Прежде всего, вспомним основной закон физики: при нагревании тела увеличиваются, а при остывании уменьшаются. Циркулирующий теплоноситель (вода) в системе при нагревании увеличивается в объёме в среднем на 3-5%. Для профилактики аварий и поддержании работоспособности отопительного оборудования нужна ёмкость, которая и будет сглаживать разность температуры и, как следствие – давление и объём воды. То есть, при нагреве бак заберёт на себя излишек жидкости, а при охлаждении – спустит её обратно в систему. Таким образом, давление в котле остаётся в пределах допустимых норм. В противном случае, срабатывает автоматика защиты и система встаёт. Что может быть небезопасно при сильных морозах.
Подбор устройства согласно расчету
Перед тем как приступить к расчету мембранника, нужно знать, что чем больше объем отопительной системы и выше максимальный температурный показатель теплоносителя, тем большего объема должен быть сам бак.
Существует несколько способов, по которым проводят расчет: обращение к специалистам в бюро по проектированию, проведение расчетов самостоятельно по специальной формуле или расчет при помощи онлайн калькулятора.
READ Печь из кирпича для дома (115 фото): инструкция по установке своими руками, чертежи печей
Формула
Расчетная формула выглядит так: V = (VL x E) / D, где:
- VL – объем всех магистральных деталей, включая котел и остальные нагревательные приборы;
- Е – коэффициент расширения теплоносителя (в процентах);
- D – показатель эффективности мембранника.
Определение объема
Самый простой способ определения среднего объема отопительной системы – по мощности обогревательного котла из расчета 15 л/кВт. То есть, при мощности котла 44 кВт объем всех магистралей системы будет равен 660 л (15х44).
Коэффициент расширения для водяной системы приблизительно равен 4% (при температуре теплоносителя 95 °C).
Если в трубы залит антифриз, то прибегают к такому расчету:
- 10% — 4% х 1,1= 4,4 %;
- 20% — 4% х 1,1= 4,8% и т.д.
Показатель эффективности (D) основан на начальном и наибольшем давлении в системе, а также стартовом давлении воздуха в камере. Предохранительный клапан всегда настраивается на максимальное давление. Чтобы найти значение показателя эффективности, нужно провести следующий расчет: D = (PV — PS)/(PV+1), где:
- PV – максимальная отметка давления в системе, для индивидуального отопления показатель равен 2,5 бар;
- PS – давление зарядки мембранника обычно составляет 0,5 бар.
Теперь осталось собрать все показатели в формулу и получить окончательный расчет:
- VL = 15х44=660 л;
- D = (2,5 – 0,5) / (2,5+1) = 0,58;
- E = 4% = 0,04;
- V = (660×0,04) / 0,58 = 45,5 л.
Полученное число можно округлить и остановить свой выбор на модели расширительного бака начиная от 46 литров. Если в качестве теплоносителя будет использована вода, то объем бака будет составлять не менее 15% от вместимости всей системы. Для антифриза этот показатель равен 20%. Стоит отметить, что объем прибора может быть несколько больше расчетного числа, но ни в коем случае, не меньше.
Виды расширительных баков
Расширительный бак для систем отопления бывает двух типов: открытый и закрытый – по типу системы отопления в том или ином помещении.
Расширительные баки открытого типа
Такие баки применяются в системах, где не предусмотрена принудительная циркуляция теплоносителя, то есть, нет насоса и вода течёт самотёком под действием естественных законов. ОБЯЗАТЕЛЬНО их монтируют в самой высокой точке дома, как правило, это чердак.
Плюсы – относительная простота в изготовлении и использовании, лёгкий монтаж.
Минусы – контакт теплоносителя с воздухом, в результате чего увеличивается скорость коррозии труб, необходимость постоянного контроля уровня жидкости, исключение замерзания – последнее чревато трудноустраняемыми разрывами; большие размеры и необходимость утепления
На сегодняшний день такие баки используются всё реже
Расширительные баки закрытого типа
Устройство расширительного бака закрытого типа
Применяются в системах, где предусмотрена принудительная циркуляция, т.е. установлен специальный насос, рассчитанный на повышенные температуры, который и «гоняет» воду по системе.
Расширительный бак для систем отопления закрытого типа ещё называют мембранным. Основная его особенность от бака открытого типа – наличие специальной прокладки. Он состоит из ёмкости, которая разделена резиновой мембраной. В одну часть бака при нагревании поступает вода, в другой находится инертный газ или воздух, между ними резиновая прокладка-мембрана. При заполнении жидкостью выше определённого уровня, клапан стравливает лишний воздух во избежание разрыва.
Плюсы — быстрый и простой монтаж практически в любом месте, не требуется утепления, небольшие размеры, исключен контакт воздуха с водой, что замедляет процесс окисления труб.
Минусы – цена, необходимость вызова специалиста для монтажа и первичной настройки
Блиц-советы
- Если давление в расширительном бачке недостаточное, то его можно повысить с помощью автомобильного насоса
При 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. - 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.
- 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.
- 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
- Многие модели расширительных бачков идут в продажу с предустановленным давлением в воздушной камере. Величина давления указана на корпусе устройства или в техническом паспорте.
- 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.
- 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.
- Если установка расширительного бачка вызывает затруднение, то следует обратиться за помощью к профессионалам, которые установят расширительный бачок с гарантией на выполненную работу.
Выбор расширительного бака
Условно процесс выбора того или иного расширительного бака для систем отопления можно разделить на части: определение нужной эластичности мембраны, объём и полезный объём рабочей ёмкости, наполнитель – газ или воздух. От этих трёх факторов будет зависеть модель и цена конечного продукта.
1. Эластичность мембраны. Где будет использоваться бак: в загородном доме, куда приезжают время от времени и надо быстро прогреть помещение или где живут постоянно и температурные колебания незначительны.
2. Объём и полезный объём. Тут надо остановиться подробнее. Для окончательного определения выбора ёмкости бака, который рассчитывается по формуле, вам надо знать исходные данные для расчета
С – объём и тип теплоносителя: вода или «химия» (антифриз), который находится в системе: трубы + котёл + все элементы, содержащие теплоноситель
Е – коэффициент теплового расширения теплоносителя. Приводится в специальных таблицах, с поправкой на максимальную температуру.
Рmin – это начальное давление в расширительной емкости, единица измерения — атмосферы. Значение не должно быть меньшим, чем гидростатическое давление всей системы отопления в месте расположения расширительного бака.
Pmax – это максимально допустимое значение давления, (тоже в атмосферах). Обычно совпадает с давлением настройки предохранительного клапана + вносятся поправки на перепад высот в месте монтажа мембранного бака.
Кзап – это коэффициент заполнения расширительного бака. Измеряется в процентном соотношении максимума объема всей жидкости от полного объема бака.
V = E x C /( 1 – Рmin / Pmax) / Кзап
3. Наполнитель. Газ или воздух. Первый дороже и предохраняет от окисления лучше. Второй дешевле, зато можно подкачивать насосом.
Как показывает практика, первичную настройку и пробный пуск системы отопления с расширительным баком лучше доверить квалифицированному специалисту, который сделает всё в соответствии с паспортами оборудования и объяснит конечному пользователю основные эксплуатационные характеристики и другие особенности пользования.
Настройка бака для работы в системе отопления, учет перепадов и уровня давления
Как после монтажа запустить бачок? Необходимо правильно рассчитать уровень давления в сети, учитывая следующие показатели:
- Pст – это статическое давление, которое будет равно высоте столба воды, обусловленное высотой общей системы отопления от точки установки бака до верхнего элемента;
- P0 – это давление воздуха в газовой (воздушной) камере бака;
- Pнач – это начальное давление для подпитки оборудования;
- Pрасш – настройки для давления, создаваемого в системе;
- Pкон – уровень давления, которое создается в результате дополнительной подпитки;
- Pкл – уровень давления для предохранительного клапана (для частных домов такое давление может составлять 3 бара);
- Pмакс – уровень максимального рабочего давления, на которое рассчитан теплообменник котла (именно он самый чувствительный к этому параметру элемент всей отопительной сети).
Рекомендуем: Подоконник на балконе — отделка и монтаж подоконника из ПВХ, деревянного, углового
Расчет расширительного бака
Самый простой вариант расчета — это определить, сколько в вашей системе отопления находится теплоносителя и расширительный бак рассчитать, как 10%-15% от объема всей системы отопления.
Как работает расширительный бак
Например, в одном метре трубы теплого пола 110 грамм теплоносителя. Если Вы смонтируете 1000 метров теплого пола, то в Вашей системе будет примерно 70 литров воды. Соответственно бак нужен минимум 7 литров, но желательно 10-15 литров.
К чему приведет неправильно подобранный расширительный бак?
Если при нагреве теплоносителя в отоплении объема расширительного бака не хватит, то избыток теплоносителя будет сливаться через специальный аварийный клапан. После того, как система снова остынет, возникнет недостаток теплоносителя. Плюс ко всему упадет давление в системе отопления.
Котлы и другое оборудование имеют нижний порог по давлению, преодолев который, отопление попросту не запустится. Исправить эту ситуацию поможет обычный долив теплоносителя.
Если такая ситуация будет возникать постоянно, то повышается риск выхода из строя оборудования. Поэтому лучше подбирать расширительный бак правильно.
