Расширительный бак для системы отопления, давление, принцип работы

Содержание

Подключение расширительного бака: открытого и зарытого типа. Все об установке и монтаже мембранного бака в системе отопления

Для предоставления свободно расширяться воде при нагреве нужна подключение расширительного бака к системе отопления.

Такое действие даст защиту трубам и батареям от лишних нагрузок, по этому сильно продлевается эксплуатационный срок всех многофункциональных частей системы.

Содержимое обзора

Особенности системы отопления с расширительным баком

Отопительная система может быть закрытого или открытого типа. От типа зависит выбор месторасположения расширительного бака.

Мембранная система вооружена баком с закрытым верхом.
По конструкции он представляет собой герметичную капсулу, снутри которой размещена мембрана из крепкой резины.
Установить данное устройство может быть в любом месте.

Открытый тип

Расширительные баки открытого типа устанавливают в самой высшей точке системы. Часто местом расположения бака выбирают чердачное помещение.

Кроме того, что устройство не даёт расширяться носителю тепла в трубах, он ещё служит для предотвращения закипания теплоносителя, также восполняет его припасы в случаях появления утечек.

Циркуляция

При естественной циркуляции устройство следует встраивать в магистраль, благодаря этому оно дополнительно будет служить воздухосборником;
При принудительной циркуляции устройство подсоединяют к оборотной трубе, дабы вода не закипала в системе.

Система подключения

Циркуляционного;
Расширительного;
Переливного;
Сигнального предназначения.

Снизу размещена сигнальная труба с запорным приспособлением. Циркуляционная нужна для перманентной поддержки общей температуры, во избежание замерзания носителя тепла в баке.

Минусы

Не выдерживают высочайшее давление;
Конструкция достаточно громоздка, обладает большенными габаритами;
В открытую систему вкупе с теплоносителем просачивается воздух, который оказывает негативное воздействие на поверхность железных частей, из-за чего появляются очаги коррозии – в скором времени на них появляется коррозия;
Схожее устройство нужно устанавливать в самой высшей точке системы, что несёт за собой дополнительные издержки.

Закрытый тип

У мембранного расширительного бака отсутствуют все недочеты присущие вышеперечисленной системе.

Нуждается в наличии манометра;
Нужно устройство для ручной регулировки давления, по другому давление может превысить все допуски по нормативу;
Устанавливать бак следует как можно поближе к котлу и с подводом к оборотной трубе. Это необходимо для предотвращения закипания воды.

Особенности конструкции

Расширительный бак по конструкции является железной ёмкостью плоской или цилиндрической формы. Внутренность бака делится на зоны средством резиновой мембраны.

В нерабочем положении весь объём ёмкости заполнен газом.
Перед пуском системы, в баке необходимо сделать давление такое же, какое имеет вся система отопления.
После увеличения температуры, вода поступает в отдельную зону, а в части, где находиться газ, давление возрастает до значения, сделанном во всей системе.

При достаточном количестве носителя тепла, за давлением газа нужен кропотливый контроль. Для этой цели устанавливается особый компрессор, который поддерживает определённое давление. Выходит, что главным элементом в баке является мембрана.

Типы мембран

Диафрагменная, нередко таковой элемент при выходе из строя ничем нельзя поменять. Применяется таковой вид почаще в резервуарах маленького объёма;
Баллонная просто заменяется при неисправной работе. Теплоноситель в таковой мембране не имеет контактов конкретно с поверхностью ёмкости, тем самым эксплуатационный срок изделия существенно продлевается.

Подключение своими руками

Поначалу необходимо обусловиться с ёмкостью. Она должна составлять около десятой части от всего объёма носителя тепла.
Верно произвести технические расчёты

Повышенное внимание следует уделить общему объёму системы отопления.
Отключить котёл от обогревающего источника. Перекрыть подачу теплоносителя, используя вентиль, для подключения расширительного бака.
Вполне опустошить контур от воды.
Для присоединения ёмкости к системе будет нужно особый паяльничек, крепёжные элементы, набор тройников и фитингов.

Расширительный бак обычной конструкции установить без помощи других не так трудно. Для таковой процедуры не будет нужно особенных способностей и особых инструментов.

Но нужно чётко следовать советам, относящимся к особенностям отопительной системы, в какой выполняются монтажные работы.

Установка расширительного элемента

Схема устройства

Котельное оборудование рассчитано на работу при определенном напоре воды. Это значит, что в расширительном бачке для его нормальной работы тоже должно быть определенное давление. Оно поддерживается воздухом или азотом, которым наполнен корпус. Закачка воздуха в емкость происходит на заводе. Во время монтажа необходимо следить, чтобы воздух не был выпущен. В противном случае прибор не сможет функционировать.

Давление отслеживается с помощью манометра. Бегающая стрелка прибора говорит о том, что воздух вышел из расширителя. В целом такая ситуация не является серьезной проблемой, поскольку воздух можно накачать через ниппель. Средние показатели напора воды в баке — 1,5 атм. Тем не менее они могут не подходить для конкретной системы. В этом случае давление нужно регулировать самостоятельно.

Нормальные показатели — на 0,2 атм. меньше, чем в системе. Категорически не допускается превышение давления в расширительной емкости по сравнению с этим показателем в сети. В подобных ситуациях увеличившийся в объеме теплоноситель не сможет зайти в резервуар. К трубопроводу бачок подключается через присоединительный размер.

Важно не только правильно подключить резервуар расширения, но и грамотно выбрать место для его установки. Несмотря на то, что современные модели, могут быть смонтированы в любом месте, специалисты советуют устанавливать этот элемент системы на обратке между котлом и насосом

Для обеспечения ремонтопригодности конструкции на трубе, через которую подключается емкость расширителя, устанавливается шаровой кран. В случае выхода оборудования из строя запорная арматура позволит снять его без откачки теплоносителя из системы. Во время работы системы кран обязательно должен быть открыт. В противном случае в ней резко возрастет давление, и она даст течь в своем самом слабом месте.

Установка в котельной

В открытых системах с естественной циркуляцией теплоносителя устанавливаются бачки других типов. Такой резервуар — это открытая емкость, как правило, сваренная из листовой стали. Устанавливать его необходимо в самой высокой точке инженерной сети.

Принцип действия такого элемента очень прост. По мере увеличения в объеме жидкость вытесняется из труб, поднимаясь по ним вместе с воздухом. Охлаждаясь, теплоноситель возвращается в трубопровод под действием гравитационных сил и естественного давления воздуха.

Основные функции расширительного бачка для отопления или зачем он вообще нужен?

На расширительный бачок в индивидуальных системах отопления возложена важная роль приема излишней части воды-теплоносителя. При нагреве вода может изменять свой объем, а в системах отопления температура теплоносителя не является постоянной величиной. Таким образом, при создании полностью замкнутой герметичной системы оборота горячей воды возникает существенный риск разрыва соединительных элементов в следствии повышения давления. Вода является практически несжимаемым веществом и перед ее напором не может устоять даже самое надежное соединение из паянного пластика, а также из любых металлов.

Рассмотрим, как работает в системе индивидуального отопления расширительный бачок, какие бывают типы расширительных бачков, как правильно выбрать данное оборудование и какие тонкости необходимо учесть при его установке в частном доме.

Принципы работы расширительного бачка

Приведем простой физический пример. Допустим температура жидкого теплоносителя-воды в нашей системе отопления поднялась всего лишь на 10 градусов. Это может быть связано с более интенсивной работой нагревающего устройства, вызванного пониженной температурой на улице. После такого подъема температуры объем воды, циркулирующей в замкнутой системе увеличиться на 0,3 процента.

Казалось бы – не очень-то большая величина. Однако вода (или антифриз, используемый в качестве теплоносителя) несжимаема, то-есть в системе постепенно возникает сильное избыточное давление. Чтобы такое давление не разрушило соединительные элементы отопительной системы – воде необходимо дать пространство для расширения. Таким пространством и будет расширительный бачок. При холодном теплоносителе он заполнен не полностью, а вот при нагреве уровень воды в нем увеличивается, что сохраняет давление в системе оборота воды на нормальном уровне.

Настройка бака.

Начинаем с P_ст = 4 / 10 = 0,4 бар;

Далее нам нужно создать давление P (накачать воздух в соответствующую камеру расширительного бака).

Какое давление P необходимо накачивать? Воспользуемся формулой от компании Reflex:

P = P_ст+ 0,2 бар, или P = 0,4 + 0,2 = 0,6 бар.

Согласно рекомендациям Reflex P > или = 1 бар.

Поскольку высота дома у нас небольшая и сумма P_ст и P меньше 1 бара, принимаем значение P = 1 бар.

Устанавливаем бак в систему или открываем запорную арматуру.

Затем открываем вентиль подпитки и создаем начальное давление в системе P_нач.

До какого значения? В этом нам помогут следующие рекомендации:

P_нач> или = P + 0,3 бара или P_нач = 1 + 0,3 = 1,3 бар.

Теперь включаем котел, разогреваем систему до расчетной температуры, предположим 80 оС, и удаляем воздух из системы, наблюдая по манометру за тем, как создается новое давление — давление расширения P_расш, которое достигнет некоторого значения.

И, наконец, снова включаем подпитку и доводим давление в системе до P_кон, которое должно быть согласно формуле:

P_кон < или = P_кл — 0,5 бар или P_кон = 3 — 0,5 = 2,5 бар.

Все, расширительный бак готов к работе!

Несколько важных замечаний:

Не всегда нужно открывать подпитку второй раз. Нужно ориентироваться по манометру. Если у вас в системе стоит предохранительный клапан на 3 бара, а манометр уже показывает давление в разогретой системе 2,5 бара, то открывать подпитку второй раз не нужно.
Проводя подпитку разогретой системы необходимо помнить об опасности создания теплового шока для котла. Когда стенки котла, разогретые до высокой температуры, получают холодную воду, происходит внутренние напряжения в самом металле, что в случае с чугунным котлом может привести к трещинам и соответственно к порче котла. Подпитывать горячей водой нужно, когда система остыла до 40 оС или же, когда подпитка врезана на значительном удалении от самого котла.
Поднимая давление в системе, даже на небольшой уровень, нужно учитывать элементы системы отопления, которые вы установили. Рабочее давление системы ни в коем случае не должно превышать максимально допустимое для самого чувствительного элемента (смотрите паспорта производителей).
Если мы проверим заводскую настройку расширительных баков, сравнив ее с приведенными здесь рекомендациями, то обнаружим, что эта настройка вполне приемлема для большинства систем отопления частных домов.

«Для чего же тогда все эти выкладки?», — спросите вы. «Зачем все усложнять?» Отвечаем. Выкладки нужны, чтобы понимать механизм настройки расширительного бака в случаях:

когда упало или совсем отсутствует давление в воздушной камере;
когда принимается решение поменять мембрану бака;
когда нужно настроить расширительный бак для нетипового объекта.

Добавим также, что есть такое понятие, как эффективный полезный объем расширительного бака — количество воды, которое бак может в себя принять и затем вновь отдать системе. Оптимальность этого показателя можно достичь только при правильной настройке бака.

На что влияет этот показатель?

Если сказать просто: от него напрямую зависит объем воды в расширительном баке («запас» бака) и, следовательно, объем воды, который он может отдать обратно системе.

Когда это нужно?

В результате небольших протечек (по капле) или испарения, воды в системе становится меньше. И, пока у бака есть запас воды, он отдает ее системе, давление не падает. Но как только этот запас заканчивается, а процесс потери теплоносителя продолжается. Это приводит к понижению давления и срабатыванию автоматики котла. Система останавливается или же просто не может работать, так как объем воды в ней недостаточен.

Согласитесь, что есть разница, может ли ваш бак при неправильной настройке может взять в себя 100 г воды или он способен компенсировать потери литрами, способствуя тем самым функционированию системы отопления, пока не будет устранена течь, и вновь не будет подпитана система.

Особенно это актуально для загородных домов, где владельцы не живут регулярно, и тогда возникает опасность преждевременной остановки системы отопления и ее разморозки.

Та же способность бака компенсировать объем теплоносителя просто необходима, когда автоматически или вручную понижается температура котла. Теплоноситель нагревается до меньшей температуры, объем его становится также меньшим. И вот тут-то приходит на помощь экспанзомат.

Подбирайте и настраивайте расширительный бак правильно! Желаем удачи!

Обслуживание расширительного бака

Нельзя преуменьшать роль такого устройства, как расширительный бачок системы отопления инструкция этого прибора предоставляет перечень правил его обслуживания. К ним относят:

Один раз в полгода необходимо проверять бак на внешние повреждения – коррозию, вмятины, подтеки. Если вдруг такие повреждения найдены, то обязательно нужно устранить их причину.
Один раз в полгода нужно проверять начальное давление газового пространства на соответствие расчетному показателю.
Один раз в полгода проверяется целостность мембраны. В случае обнаружения ее нарушения нужно заменить ее (если такая возможность предусмотрена).
Если бак не будет использоваться долгое время, то нужно держать его в сухом месте, слив из него воду.

Далее о том, как проверить расширительный бак отопления – его начальное давление газового пространства. Для этого следует отключить бак от отопительной системы, дренировать с него воду, к ниппелю газовой полости подключить манометр. Если давление ниже, чем то, которое было установлено тогда же, когда происходила настройка расширительного бака для отопления – через этот же ниппель бак нужно накачать компрессором.

Показания манометров при правильной работе расширительного бака

Проверка целостности мембраны – это тоже важный момент. Если вдруг во время проверки давления газового пространства после того, как вы дренировали воду, через дренажный кран идет воздух, а давление в газовой полости уменьшилось до атмосферного – то мембрана пробита.

Чтобы заменить мембрану, нужно пройти несколько этапов. Первым делом, бак отсоединяется от отопительной системы, затем его нужно дренировать. Далее давление газовой полости сбрасывается через ниппель. Фланец мембраны демонтируется. Находится он в области патрубка для соединения с трубами. Мембрана, входящая в устройство расширительного бака для отопления, извлекается из отверстия внизу корпуса.

Затем нужно проверить внутреннюю часть корпуса, чтобы там не было загрязнений и коррозии, если они есть – нужно их удалить и промыть водой, после чего высушить. Чтобы убрать коррозию, нельзя использовать средства, включающие масла! Держатель мембраны вставляется в отверстие вверху мембраны. Болт вворачивается в держатель мембраны, она ставится в корпус, а держатель отводится в отверстие в дно корпуса. Затем держатель фиксируется гайкой. После этого на корпус ставится фланец мембраны.

Выбор оборудования

В первую очередь учитывается объем теплоносителя для системы отопления. Если подбор выполнен некорректно и объема не хватит, то появятся трещины и протечки воды в местах соединений.

Кроме этого, может произойти падение давления ниже безопасного минимума. Это приведет к завоздушиванию внутренней полости резервуара, тогда потребуется срочный ремонт. Поэтому совершать подбор модели лучше на основании характеристик, которые содержит сопроводительная инструкция.

Величина начального давления в расширительном баке, подключенном к холодной теплосети, должна совпадать со статическим давлением системы. Допустимое расхождение показателей может составлять + 30–50 кПа.

Данная таблица поможет вам вычислить нужный объем бака.

Бак должен иметь объем не менее 10-12% от суммарного объема сети теплоснабжения, в которой он используется. Это исключит возможный выход из строя как самого резервуара, так и всей теплосети в целом во время скачка давления.

При выборе подходящей модели следует также учитывать максимально допустимое давление, при котором устройство может функционировать.

Мембранные баки защищают систему теплоснабжения от чрезмерного повышения температуры и регулируют уровень давления в ней. Поэтому такие устройства оснащаются независимыми датчиками температуры и давления.

Давление в расширительном бачке котла

Под давлением в расширительном бачке подразумевается начальное давление воздушной камеры пустого резервуара при комнатной температуре. Это давление должно быть равно статическому давлению системы отопления после заполнения ее теплоносителем.

Таким образом, мембрана будет находиться в равновесии и давление газа воздушной камеры будет компенсировать давление теплоносителя системы отопления и бак будет НЕ заполнен и обладать необходимым объемом для компенсации теплового расширения жидкости.
Статическое давление 1 метра водяного столба примерно равно 0,1 бар, то есть для контуров отопления квартир и малоэтажных домов оно будет менее 1 бара.

Но, для нормальной работы газового котла, а именно насосного оборудования и воздухоотводчиков давление теплоносителя в закрытой системе должно быть не ниже величины, указанной производителем оборудования в паспорте или руководстве по эксплуатации котла. Вот выборка из руководства по эксплуатации некоторых популярных моделей котлов:

Vaillant TEC 0.8-2 бар;
Ariston EGIS 24 1-3 (max) бар;
Ariston CLASS 1-1.5 бар;
BAXI ECO-4 0.7-1.5 бар;
BAXI ECO 5 1-1.5 бар;
Buderus U042 1-2 бар.

При давлении в системе менее 0.7 бар большинство бытовых газовых котлов просто отключится. Отсюда видно, что для нормальной эксплуатации среднее значение составляет примерно 1.2 бара. Учитывая, что сама мембрана при определенных условиях (когда стремится принять равновесное положение) может создавать дополнительное давление, то начальное давление зарядки пустого расширительного бачка можно установить на 0.2-0.4 бара ниже компенсируемого.

То есть можно определенно утверждать, что для большинства закрытых систем отопления малоэтажных домов или квартир давление в расширительном бачке системы отопления допустимо на уровне 0.8-1 бар.

Как проверить давление в расширительном бачке отопления

Проверка давления в расширительном бачке отопления производится ручным манометром, так как в большинстве случаев воздушная камера бачка оснащается обычным ниппелем, таким же как на колесе автомобиля или велосипеда. В случае если речь идет о настенном газовом котле — компенсатор как правило, расположен на задней стенке и до него бывает не так просто добраться, особенно если котел висит в нише или в шкафу. Поэтому удобнее всего воспользоваться компактным шинным манометром с возможностью фиксации показаний.

Как правильно накачать расширительный бачок воздухом читайте (процедура одинакова для любого котла):

Если в результате проверки выяснилось, что давление недостаточно — необходимо это исправить. Отсутствие надлежащего давления может принести пользователю неприятности в виде аварийных остановок котла или сброса избытка давления через предохранительные устройства. Доводить до таких ситуаций не желательно и согласно рекомендаций большинства производителей котельного оборудования — давление расширительного бачка должно контролироваться 1 раз в год при проведении технического обслуживания.
Производить «подкачку» бака нужно только тогда, когда он полностью пустой. Так как конструктивно он располагается на котле — будет достаточно слить воду с котла. Подкачивать можно любым доступным способом. Практика показывает, что проще всего это сделать обычным велосипедным насосом и проконтролировать ручным манометром. В случае, если давление в воздушной камере расширительного бака не может компенсировать давление водяной камеры, также есть вероятность повреждения мембраны или клапана.

Выводы

Для установки давления необходимо руководствоваться параметрами Вашей системы отопления, а также рекомендациями изготовителя бачка и котельного оборудования. Для большинства закрытых систем отопления малоэтажных домов или квартир давление в расширительном бачке можно установить на уровне 0.8-1 бар. Регулярное проведение технического обслуживания, в которое входит контроль давления РБ, поможет избежать нежелательных проблем в течение всего отопительного сезона.
Рекомендуем также посмотреть короткий видеоролик, в котором специалист компании Bosch рассказывает и показывает, каким образом проверить и накачать давление в расширительном баке

Как правильно рассчитать объём бачка для систем отопления?

Чтобы правильно рассчитать объем расширительного резервуара, учитывают несколько факторов, которые влияют на этот показатель:

Ёмкость экспансомата напрямую зависит от количества воды в отопительной системе.
Чем выше допустимое значение давления в системе, тем меньшего размер бачок вам потребуется.
Чем выше температура, до которой нагревается теплоноситель, тем больше должен быть объем устройства.

Справка. Если подобрать расширительный резервуар слишком большого объёма, то он не обеспечит необходимого давления в системе. Маленький бак не сможет вместить в себя весь излишек теплоносителя.

Формула расчёта

Vб=(Vс * Z)/N, в которой:

Vc — объём воды в системе отопления. Чтобы рассчитать этот показатель, умножьте мощность котла на 15. Например, если мощность котлоагрегата составляет 30 кВт, то количество теплоносителя будет 12*15 = 450 л. Для систем, где задействуют аккумуляторы тепла, к полученной цифре надо прибавить ёмкость каждого из них в литрах.

Z — показатель расширения теплоносителя. Этот коэффициент для воды составляет 4%, соответственно при расчёте берём число 0.04.

Внимание! Если в качестве теплоносителя используется другое вещество, то берётся соответствующий ему коэффициент расширения. Например, для 10-%-ного этиленгликоля он составляет 4.4%. N — показатель эффективности расширения бака

Поскольку стенки прибора изготовлены из металла, он может немного увеличиваться или уменьшаться в объёме под воздействием давления. Чтобы вычислить N, понадобится следующая формула:

N — показатель эффективности расширения бака. Поскольку стенки прибора изготовлены из металла, он может немного увеличиваться или уменьшаться в объёме под воздействием давления. Чтобы вычислить N, понадобится следующая формула:

N= (Nmax—N)/(Nmax+1), где:

Nmax — максимальный показатель давления в системе. Это число равно от 2.5 до 3 атмосфер, чтобы узнать точную цифру, посмотрите, на какое пороговое значение настроен предохранительный клапан в группе безопасности.

N — начальное давление в расширительном резервуаре. Эта величина составляет 0.5 атм. на каждые 5 м высоты системы отопления.

Продолжая пример с котлом мощностью 30 кВт, допустим, что Nmax — 3 атм., высота системы не превышает 5м. Тогда:

N=(3—0.5)/(3+1)=0.625;

Vб = (450*0.04)/0.625 = 28.8 л.

Важно! Объёмы расширительных баков, имеющихся в продаже, соответствуют определённым стандартам. Поэтому не всегда возможно купить бак ёмкостью, точно совпадающей с расчётным значением. В такой ситуации приобретайте устройство с округлением в бо́льшую сторону, поскольку если объем будет немного меньше необходимого, это может нанести вред системе

В такой ситуации приобретайте устройство с округлением в бо́льшую сторону, поскольку если объем будет немного меньше необходимого, это может нанести вред системе.