Расширительный бак системы отопления

Расширительный бак системы отопления

Расширительный бак – обязательный элемент системы водяного отопления любого типа. Экспанзоматы предназначены для компенсации теплового расширения теплоносителя. В случае отсутствия этого устройства возможно повреждение элементов комплекса отопления или завоздушивание системы. Материал публикации дает обзор устройства расширительных баков, приводит методику расчета и выбора объема бачка, поясняет подбор величины давления в воздушной камере РБ.

Назначение расширительного бачка

Расширительные бачки принимают в себя излишек теплоносителя при тепловом расширении, вызванном нагревом. При нагреве на каждые 100С вода расширяется примерно на 0,3% от первоначального объема. При увеличении объема соответственно увеличивается давление на конструктивные элементы системы.

Назначение расширительного бака

Задачей РБ является компенсация увеличения давления за счет принятия в свой внутренний объем излишка воды. В случае отсутствия бака в лучшем случае возможно срабатывание сбросного предохранительного клапана, в худшем – нарушение герметичности резьбовых соединений, повреждение трубопроводов, радиаторов, теплообменника котла.

Еще одной функцией расширительного бака является сглаживание резких скачков давления при включении циркуляционного насоса.

Виды расширительных баков

Виды расширительных баков

По своему устройству водяные системы отопления делятся на 2 вида:

  1. Открытая;
  2. Закрытая.

Открытая система реализует в работе принцип естественного циркулирования теплоносителя за счет уменьшения плотности воды при нагреве. Конструктивно такие системы состоят из трубопроводов диаметром не менее 32 – 40 мм.

Расширительные баки открытых систем просты в устройстве. Как правило это сосуд цилиндрической или прямоугольной формы, установленный в верхней точке системы. Емкость должна быть открытого типа для визуального контроля за уровнем воды. Иногда их оборудуют линией перелива, соединенной с канализацией. При установке на чердаке бак следует качественно утеплить для снижения тепловых потерь.

Баки открытых систем выполняют несколько функций:

  1. Прием излишков воды при расширении;
  2. Воздухоотведение;
  3. Устройство для подпитки системы теплоносителем.

Главный недостаток РБ этого типа – прямой доступ воздуха к теплоносителю. Кислород проникает в воду и активизирует процесс коррозии трубопроводов (стальных) и радиаторов. Расширительные баки открытого типа изготавливают чаще всего самостоятельно.

Закрытая система функционирует по другому принципу, отличному от алгоритма работы открытой схемы. Циркуляция теплоносителя осуществляется принудительно с помощью циркуляционного насоса.

Подключение экспанзомата гибкой подводкой

Это позволяет значительно уменьшить объем воды в системе и соответственно – диаметры трубопроводов. Закрытая схема работает с избыточным давлением теплоносителя. Оно складывается из напора насоса и исходного давления в сети, создаваемого при заполнении коммуникаций. Дополнительную составляющую вносит давление расширения воды при нагреве. Необходимость давления диктуется техническими свойствами системы и требованием большинства модификаций котлов и насосов к наличию минимального давления.

Экспанзоматы для закрытой системы представляют из себя сосуд из двух камер, разделенных эластичной непроницаемой мембраной. При расширении вода заполняет пространство водной камеры, мембрана изгибается в сторону воздушной камеры. Воздух, находящийся в воздушной камере, при этом сжимается.

При остывании давление теплоносителя снижается и мембрана выталкивает излишки воды из водяной камеры под силой воздействия давления воздуха.

Бачки отопления имеют штуцер для подключения к трубопроводам, на воздушной камере установлен ниппель.

Ниппель воздушной камеры бака

Ниппель нужен для контроля величины давления в воздушной камере. Проверить давление можно подключив к золотнику ниппеля автомобильный насос с манометром.  Через ниппель стравливают давление или повышают его, закачивая воздух насосом.

Большинство РБ имеют внутреннее антикоррозионное покрытие. Устанавливаются мембранные устройства на стену с помощью специального крепления или на пол.

Размещение расширительного бака на стене

По форме различают два типа мембран:

  1. Диафрагменная;
  2. Бутылочная.

Диафрагменная делит сосуд на две части, бутылочная является сосудом, который заполняет теплоноситель. Сосуд при этом расширяется (при остывании – сжимается). Некоторые модели бачков выпускаются в разборном исполнении. Бак можно разобрать и поменять поврежденную или старую, потерявшую пластичность, мембрану.

Мембранные баки обычно окрашиваются в красный цвет. Предельная температура воды для изделия составляет 1200С, давление – 3 кгс/см2.

Расчет расширительного бака

Во многих статьях приводятся сложные схемы расчетов объема экспанзомата с использованием массы коэффициентов, поправок и прочего. Эти методы в большинстве случаев верны, но излишне громоздки и сложны для обывателя.

Самый надежный и верный способ – подбор объема расширителя в процентном соотношении от общего объема теплоносителя в системе. Объем экспанзомата должен быть не менее 10 % от общего объема воды в системе, при использовании антифриза – не менее 15 %. Эти цифры многократно подтверждены практикой.

 Некоторые авторы предлагают считать объем системы из расчета 15 литров на 1 кВт тепловой мощности котла автономной системы. Такой метод ошибочен. Система может не соответствовать тепловой мощности теплогенератора и расширительный бак будет подобран неверно. 

Для расчета объема воды в комплексе отопления нужно просуммировать объем следующих элементов системы отопления:

  1. Теплообменник котла;
  2. Отопительные приборы;
  3. Трубопроводы отопления.

Вместимость теплообменника указана в паспорте изделия, как и внутренний объем отдельной секции радиатора. Секции суммируются и умножаются на единичный объем.

Количество воды в трубах считается по формуле объема цилиндра:

V = (π х Dвнут. х Н) / 4,

где  π = 3,14

Dвнут  — внутренний диаметр трубопровода, м;

Н – длина трубы соответствующего диаметра, м.

С помощью рулетки измеряют длину труб различных диаметров, вычисляют их внутренний объем и суммируют. Затем складывают объемы котла, радиаторов и труб. Эту величину умножают на 0,1 (если теплоноситель – вода) или на 0,15 (антифриз). Полученное значение округляют до большего размера изделия.

Рекомендуется также применить поправку в 5 — 10 % в сторону увеличения уже вычисленного размера бака. Этот коэффициент компенсирует погрешности измерений и расчета. Увеличенный объем никак не отражается на функциональности системы, а вот излишне малый размер влияет крайне негативно.

В случае наличия встроенного расширительного бака в котле все равно следует провести поверочный расчет. Размер бака не всегда соответствует объему смонтированной системы и может понадобиться установка дополнительного устройства.

Давление воздуха в расширительном баке

Довольно часто задается вопрос – какое давление поддерживать в воздушной камере? Советов существует масса и очень трудно найти правильный ответ. Приводятся всевозможные расчеты с величинами гидростатического давления в сети, говорится что давление должно быть на 0,2 атм то ли больше, то ли меньше давления системы с холодным или уже нагретым теплоносителем.

На самом деле на этот вопрос ответить несложно. Основная функция расширительного бака – компенсация давления. Вывод напрашивается сам собой – давление в воздушной камере должно быть равно или немного отличаться (не более 0,2 – 0,3 кгс/см2) от рабочего давления теплоносителя. Значительные отклонения в большую или меньшую сторону вызовут снижение качества работы экспанзомата со всеми вытекающими последствиями.

Рабочее давление в автономных системах отопления поддерживается в диапазоне от 1 до 2 кгс/см2, давление срабатывания ПК на группе безопасности котла – 3 кгс/см2. Поэтому лучшим решением будет поддержание давление в воздушной камере бака около 1,5 кгс/см2. Такое давление накачивается в отключенный и освобожденный от воды расширительный бак.

Для удобства отключения рекомендуется подключать РБ с помощью крана со сгоном типа американка и муфтой. Сгон должен находиться со стороны экспанзомата и соединяться муфтой с наружной резьбой водяной камеры.

Выбор и расчет расширительного бака – важная ступень в разработке схемы отопления. Этот элемент системы является обязательным. Обычно расчет размера устройства производится по факту после монтажа системы. Это вызвано тем, что количество материала в проекте не всегда соответствует реально установленному, имеется погрешность вычисления.

(Просмотров 28 , 1 сегодня)