Как подобрать расширительный бак для системы отопления

В состав каждой отопительной системы входит ряд элементов, без которых ее нормальное функционирование невозможно. Один из таких элементов – расширительная емкость, о ее назначении и устройстве будет рассказано в данной статье. Также мы рассмотрим, как подобрать расширительный бак для отопления частного дома.

Для чего нужен расширительный бак?

Еще из школьного курса физики всем хорошо известно, что любое тело при нагревании расширяется, а жидкость и газ увеличиваются в объеме. В отличие от газа жидкость – среда несжимаемая и если ее нагревать в закрытом сосуде, каковым является и бак для котла, то это приведет к росту давления внутри него, поскольку расширяться ей некуда. В результате может случиться разрыв стенок резервуара.

Представьте теплоноситель, нагреваемый в трубопроводах от температуры 20 ºС до 80 ºС. Если не поставить расширительный бак в системе отопления, то при нагреве жидкой среды давление в сети сильно возрастет и вода может прорваться наружу в самом слабом месте. Хорошо, когда есть предохранительный клапан безопасности. Через него и уйдет лишняя вода, поскольку больше ей деваться некуда. При отсутствии клапана теплоноситель просто прорвется наружу на каком-то из соединений.

Расширительный бак нужен для размещения растущего в объеме теплоносителя, когда он нагревается. При этом во время охлаждения он возвращается обратно в систему.

В случае когда воду сбрасывает предохранительный клапан, то после остывания вернуть ее назад он не может и запустит на освободившееся место воздух. Это приведет к образованию воздушной пробки, а она не даст системе нормально работать.

Типы расширительных бачков

Внешне расширительные баки для отопления могут отличаться по форме и размерам, определяемым расчетом. Обычно это резервуар, подключенный к отопительной системе посредством одной трубы. Однако, у разных типов емкостей имеются конструктивные отличия, да и применяются они в разных случаях. Чтобы правильно выбрать бак, надо понимать эти отличия, поэтому вначале представим перечень существующих видов:

• открытого типа;
• закрытые, снабженные мембраной.

Примечание. Существуют еще закрытые расширительные сосуды без мембраны, но применять их категорически не рекомендуется. Ниже мы объясним почему.

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.

Примечание. Говоря правильным техническим языком, открытая система – это та, из которой напрямую отбирается вода на нужды ГВС. В частных домах она не используется, только в централизованных сетях. Открытой ошибочно называют схему с естественной циркуляцией теплоносителя.

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.

Закрытый мембранный бак

Более современный закрытый расширительный бак – это сосуд цилиндрической формы со встроенной внутри резиновой мембраной. Используется в схемах с принудительной циркуляцией теплоносителя и устанавливается в помещении топочной. Подвод теплоносителя осуществляется также снизу, сверху аппарата установлен сервисный золотник для закачки воздуха.

Резиновая мембрана (в простонародье – «груша»), которой снабжен закрытый расширительный бак системы отопления, бывает 2 видов:

• в виде диафрагмы;
• баллонного типа.

Примечание. Емкости некоторых производителей имеют съемную «грушу», что дает возможность ее поменять при появлении трещин.

Форма мембраны особого влияния на работу аппарата не оказывает, хотя в бачке второго типа помещается немного больше воды. С другой стороны от «груши» закачан воздух (иногда – азот) под определенным давлением, его необходимо настраивать под каждую систему индивидуально. Все закрытые расширительные бачки действуют одинаково просто: при нагревании теплоносителя давление в сети растет, мембрана растягивается и запускает воду внутрь бака. При остывании все протекает в обратном порядке.

Герметичный расширительный бачок для газового котла настенного типа зачастую встроен внутрь теплогенератора, так как обладает малыми габаритами. Кроме того, аппарат не сообщается с атмосферой и диффузия кислорода в теплоноситель полностью исключается. Слабое место таких бачков – мембрана, срок ее службы очень редко дотягивает до 10 лет, и не всегда есть возможность ее заменить.

Существует и третий вид компенсационных устройств — вакуумный расширительный бачок для отопления закрытого типа без «груши». В продаже их найти трудно, да и нет смысла, поскольку такая конструкция – самая неудачная. Роль мембраны в емкости играет сам воздух, что приводит к его активной диффузии в воду, а это недопустимо. И потом, уровень в емкости будет все время повышаться, в результате компенсировать расширение станет некуда.

Рекомендации по выбору

Если в доме планируется или уже смонтирована схема с естественной циркуляцией, то расширительный бак открытого типа – как раз для вас. Мудрить с вакуумным бачком здесь не стоит, помните, что вода в такой системе движется только за счет разницы удельного веса и аппарат может не сыграть своей роли. Открытый сосуд можно купить, а можно и смастерить самостоятельно, главное, — верно произвести расчет объема расширительного бака, о чем мы поведаем ниже.

С вакуумными мембранными сосудами дело обстоит немногим сложнее. Есть одно предостережение: оказавшись в магазине среди множества подобных изделий, не перепутайте бачок для отопления с гидроаккумулятором для водоснабжения. Внешне они очень похожи, даже цвет может быть одинаковым, так что подбор бака по данному признаку исключается. Отличаются резервуары по надписи на шильдике, для отопления указана рабочая температура до 120 ºС и давление до 3 Бар. На гидроаккумуляторе, соответственно, до 70 ºС и давление до 10 Бар.

Осуществляя выбор, также стоит обратить внимание на возможность замены «груши» на случай ее выхода из строя. Размер аппарата подбирается по результатам расчета бака закрытого типа.

Расчет расширительного бака

В технической литературе и на просторах интернета можно найти множество методик, по которым выполняется расчет расширительного бака для системы отопления с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя. Но в большинстве своем они содержат массу сложных формул с привязкой к мощности котла и другим параметрам. Вы не ошибетесь, если воспользуетесь более простым способом определения объема бака.

Способ основан на утверждении, что количество воды в системе при максимальном нагреве возрастет не более, чем на 5%. То есть, сначала высчитываете объем воды следующим образом:

• количество теплоносителя в котловом баке – по паспорту;
• объем воды в трубопроводах – по формуле площади круга находите площадь поперечного сечения каждой трубы и умножаете ее на длину;
• вместительность радиаторов – тоже по паспорту на изделие.

Просуммировав результаты, осуществляете подбор и расчет расширительного бака с запасом, взяв не 5, а 10% от получившейся суммы. Это и будет его вместительность.

Заключение

Просчитать объем и выбрать бак закрытого типа достаточно просто, останется только правильно его установить. Это тоже можно выполнить самостоятельно, руководствуясь инструкцией, прилагаемой к изделию.

типы бачков в системе с котлами

Важная часть системы отопления — расширительный бачок. Это резервуар для выхода излишков теплоносителя, расширяющегося при нагревании.

Без расширительного бака невозможно правильное функционирование любой отопительной системы.

Facebook

Twitter

Google+

Vkontakte

Odnoklassniki

Назначение расширительного резервуара для котлов

В момент нагревания объем любого тела увеличивается.

Это обусловлено физическими свойствами вещества. Жидкие тела, а в трубах и радиаторах отопления это теплоносители, при нагревании на каждые 10 °C увеличиваются примерно на 0,3%.

Так как сжиматься жидкость не может, то появляются её излишки, которые необходимо куда-то направить. Для этого устанавливается расширительный бачок.

Это устройство принимает излишки жидкости из труб отопления и восполняет недостаток теплоносителя при его охлаждении и, как следствие, сжимании.

Важно! При отсутствии расширительного бака во время нагревания теплоносителя происходит повышение давления, что приводит к разрыву труб и радиаторов.

Расширительный бачок обеспечивает безопасную работу всех узлов отопительной системы.

От правильности его установки зависит срок службы. Таким образом, резервуар нужен для того, чтобы:

Расширительный бак для отопления дома – как рассчитать объем и подобрать бак

Расширительный бак для отопления (РБ) — это элемент отопительной системы, позволяющий компенсировать изменения состояния теплоносителя и предупредить гидродинамическое нарушение целостности трубопроводов, приборов и запорных элементов. От правильного подбора, монтажа и регулировки расширительного бака зависит эффективность, безопасность и надежность всего отопительного комплекса. Емкости для расширения жидкости различных конструкций устанавливаются во всех видах индивидуальных отопительных систем и практически полностью исключают ее потери в результате испарения. Рассмотрим виды таких баков.

Виды, устройство и принцип работы расширительных баков

Расширительный бак для отопления открытого типа

В открытых отопительных системах роль РБ может выполнять любая емкость, расположенная в наивысшей точке по отношению ко всем остальным элементам. В малоэтажном домостроении штатным местом расположения бака является чердак или мансардное помещение.

С целью максимального уменьшения потерь жидкости при испарении в окружающую среду, на бачок монтируется крышка. На случай понижения температуры до отрицательных значений и предотвращения замерзания жидкости, бак утепляется со всех сторон. Чтобы теплопередающая жидкость в баке не закипала, предусматривается соединение емкости с трубой, выведенной в обратный контур. Для предотвращения перелива жидкости и ее сброса в канализацию в большинстве конструкций предусматривается шланг или труба.

Существенным недостатком открытых контуров является необходимость периодического долива испарившейся в атмосферу жидкости. Проблема решается установкой механизма автоматизированного контроля с автоматическим пополнением, однако подвод водоснабжения к баку усложняет конструкцию и ведет к ее удорожанию.

В открытом контуре через РБ осуществляется сообщение с атмосферой и удаляется образовавшийся в результате кипения жидкости воздух. В данном случае в отопительных магистралях не создается повышенного давления, а циркуляция воды идет за счет конвекции. В данном случае имеет место процесс естественной конвекции, при которой холодные слои теплоносителя опускаются вниз, а горячие поднимаются вверх.

Простым примером естественной конвекции является нагрев воды в чайнике, стоящем на зажженной кухонной плите. При монтаже открытого расширительного бака между ним и системой не предусматривается установка запорной арматуры. Конструктивно бачок открытого типа может быть как цилиндрической, так и прямоугольной формы. В типовых конструкциях на крышке бака располагается смотровое окно для контроля над уровнем жидкости. К недостаткам систем открытого типа можно отнести:

• увеличенные потери тепла через расширительный бак;
• повышенный уровень коррозии элементов системы за счет непосредственного контакта жидкости с воздухом;
• обязательность расположения РБ над всеми элементами контура.

Расширительный бак для отопления закрытого типа

Герметичный отопительный контур с принудительной циркуляцией воды или антифриза лишен недостатков, присущих открытым схемам. В герметичные системы нет проникновения воздуха, а компенсация изменения состояния носителя тепловой энергии происходит за счет применения мембранных герметичные резервуаров.

Технически мембранный расширительный бак выполнен в виде сосуда, внутренняя часть которого разделена эластичной перегородкой на два отдела: жидкостной и газовый. Газовая камера снабжается золотником для регулировки давления. Для предотвращения загрязнений золотник обычно снабжается защитным пластиковым колпачком или крышкой.

В жидкостной части монтируется патрубок подвода и отвода жидкости. Чаще всего мембранные баки имеют форму цилиндра, но для малых термосистем используются круглые емкости в форме таблеток. По внешнему виду РБ похожи на гидроаккумулирующие баки (ГА) для систем водоснабжения.

Как правило, ГА окрашены в синий цвет, а расширительные баки в красный. ГА и мембранные РБ не взаимозаменяемы и их назначение различно. В ГА мембрана имеет форму «груши» и выполняется из материала допускающего безопасный контакт с питьевой водой. Соприкосновения с металлическими частями при этом исключен. В РБ перегородка изготавливается из технического каучука и покрывается антикоррозионным составом, что увеличивает ее срок службы.

Особенности работы бака с мембраной

При увеличении объема жидкости в закрытом контуре значения давления увеличиваются, и происходит процесс воздействия на эластичную перегородку расширительного бака. Она деформируется, воздействуя на газовую среду в воздушном отделе, освобождая место в жидкостной части сосуда, в которую постепенно притекает избыточное количество жидкости. Необходимо заметить, что при эксплуатации РБ необходимо производить контроль давления в газовом осеке, и при необходимости производить его подкачку. Для контроля, обычно, ниппель снабжается стационарным манометром.

Каждая жидкостная отопительная система достаточно инерционна, а нагрев и охлаждение жидкости не проистекает одномоментно. Увеличение и снижение объема жидкостной камеры происходит постепенно, что позволяет избежать разрушительных для всех частей контура гидравлических ударов.

Как рассчитать расширительный бак для отопления

При вычислении объема расширительного бака принято, что при нагреве теплоносителя на каждые 10 ºC его объем становится больше на 0,3%. При бытовом подходе объем расширительной емкости должен равняться 8-10% от всего объема залитого в систему теплоносителя. Для расчета вполне достаточно воспользоваться простым методом:

1. Заполнить отопительный контур водой;
2. Слить жидкость в сосуд, объем которого определен;
3. Полученный объем жидкости в литрах умножить на 0,08.

При емкости отопительного контура равного 150 литрам получаем минимальный объем расширительного бака:

150х0,08 = 12 литров.

В профессиональной среде используются более сложные системы расчетов с учетом тепловой мощности, эффективности оборудования, и других постоянных и изменяемых величин. В случае получения не целых значений, выбирается бак большего объема с установленным изготовителем показателем.

Отсюда следует, что при подборе расширительного бака для закрытой системы отопления основными параметрами являются его объем и ремонтопригодность. Главным образом выбираются ремонтопригодные баки со сменными мембранами. В последнюю очередь баки выбираются по конструктивным особенностям и цене.

Монтаж расширительных баков открытого и закрытого типа

В отличие от установки расширительных баков в открытой системе отопления, мембранные емкости нет необходимости монтировать сверху отопительной системы. Открытый бак прост конструктивно и выполняет роль прибора для отвода воздуха, устройство расширительного бака системы отопления закрытого типа более технологичное, а установка осуществляется по другим принципам.

Схема подключения РБ в системе отопления может иметь различия в зависимости от проекта, но в любом случае при закрытом контуре бак запрещается устанавливать сразу за циркуляционным насосом.

Для удобства обслуживания, закрытые РБ часто выставляются рядом с отопительным котлом. Крепежные элементы могут фиксироваться как на стену, так и на пол и потолок. Производителями также предлагаются кронштейны, с установленными приборами, относящимися к группе безопасности, которые определяют точное положение и надежное крепление бака в системе.

Соединения бака с системой должны быть произведены с использованием термостойких герметических материалов и проходить при положительных температурных показателях. Давление в газовом отделе приводится в соответствие с заданными значениями при помощи обычного автомобильного насоса.

Про правильное подключение расширительного бака снято не одно видео, предлагаем посмотреть одно из них:

Поняв принцип работы и отличия одного типа баков от другого, вы с легкостью сможете подобрать расширительный бак именно под свои нужны и под свою систему отопления.

Помогла статья? Оцените ее

Расширительные бачки для системы отопления закрытого типа

Автор Монтажник На чтение 10 мин. Просмотров 59 Обновлено 14.09.2020

В подавляющем числе индивидуальных домов собственникам приходится самостоятельно решать проблемы выбора вида и монтажа автономной отопительной системы. Большинство хозяев отдают предпочтение варианту с принудительной циркуляцией теплоносящей жидкости, в котором нашли применение специальные расширительные бачки для системы отопления закрытого типа.

Перед выбором расширительного (накопительного, мембранного) гидробака полезно изучить его принцип действия, правила подбора объема и настройки. Также важно исполнять рекомендации специалистов по монтажу расширительного резервуара, установить его правильно и в нужном месте отопительного контура.

Рис. 1 Примеры применения расширительных бачков

Разновидности бытовых отопительных систем с жидким теплоносителем

Существует множество различных вариантов отопления индивидуальных домов. Помещения можно обогревать электрическими конвекторами, тепловыми насосами, нагревательными электрокабелями, плитами, пленками, получать тепловую энергию при помощи солнечных батарей.

Однако в повседневной реальности в силу ряда причин большинство потребителей используют водонагревательные котлы, теплоноситель от которых направляют в контуры теплых полов или на радиаторные теплообменники. При этом различают следующие два основных вида гидравлических отопительных систем.

Рис. 2 Схема гравитационной системы

Самотечная

В самотечных (гравитационных) системах, как следует из названия, циркуляция отопительной жидкости по контуру происходит естественным путем.

Связано это с простым физическим законом, согласно которому нагретая вода имеет более низкую плотность, чем холодная. В итоге, после подогрева в котле, она выталкивается холодными водными массами и поднимается вверх.

Нагретый тепловой носитель заполняет расширительный бачок и растекается вниз по контуру с теплообменными радиаторами. Самотечная система имеет следующие особенности:

• Накопительный бак для поддержки напора делают с открытой крышкой. В итоге наблюдается постоянное испарение жидкости и ее приходится регулярно пополнять, что создает значительные эксплуатационные неудобства.
• В открытой системе отопления нельзя использовать недорогую ядовитую незамерзающую жидкость этиленгликоль. В качестве незамерзайки придется применять пропиленгликоль, стоимость которого в два раза выше, или обходиться обычной дистиллированной водой.
• Рабочий напор в самотечных системах редко превышает показатель в 1 бар и требует для его получения поднятого на высоту в 10 м от котла гидробака. Этого явно недостаточно для длинных отопительных контуров с радиаторными теплообменниками и тем более теплых полов. В итоге в самотечную систему отопления часто устанавливают дополнительный циркуляционный электронасос.
• Скорость движения теплоносителя в гравитационных контурах невелика, поэтому для обеспечения хорошей теплопередачи требуется использование трубопроводов больших диаметров в 32 или 40 мм.

Рис. 3 Бачки гравитационных систем

Статья по теме:

Отопление в частном доме из полипропиленовых труб – нюансы, расчет. Возможно будет интересно подробнее почитать про организацию системы отопления из полипропиленовых труб в частном доме.

• Трубопровод в гравитационных системах отходит к теплообменным приборам сверху вдоль стен, что не способствует повышению эстетичного внешнего вида помещений.
• Если расширительный бак в системе отопления открытого типа находится на чердаке, и он не отапливается, его придется хорошо утеплять для снижения тепловых потерь.
• Также процесс нагрева воды сопровождается некоторым шумом, что ухудшает комфортность проживания в жилых комнатах.
• Так как тепловой носитель контактирует с воздухом, он насыщается кислородом. Это приводит к ускоренной коррозии металлических элементов котла, запускает процессы разложения незамерзающих жидкостей.
• Весомым преимуществом гравитационной системы можно считать возможность ее работы при отсутствии электроэнергии, однако и это утверждение является не совсем корректным, так как большинство нагревательных котлов не могут нормально функционировать при отсутствии электричества.
• Более важное достоинство заключается в верхнем расположении расширительного бака в открытой системе. Благодаря этому эффективно решается проблема отвода воздуха и можно обойтись без ряда воздухоотводчиков. Это позволяет сэкономить некоторые финансовые средства.

Рис. 4 Закрытая схема

Закрытого типа

При рассмотрении открытой системы отопления были приведено довольно много недостатков, которые имеет такая схема подключения. Это привело к широкому использованию другой схемы с закрытым гидробаком и принудительной подачей рабочего тела.

В закрытой системе отопления тепловой носитель не имеет контакта с окружающей средой, что позволило получить следующие ее особенности:

• Теплоносителем может являться вода или любой вид ядовитых незамерзаек – они не могут покинуть пределы контура.
• Применение для перемещения теплового носителя циркуляционного насоса позволило регулировать скорость потока и соответственно варьировать время обогрева помещений. Связано это с тем, что практически каждый циркуляционник имеет 3 положения переключения скоростей.
• Получение любого давления в системе не вызывает каких-либо сложностей. В контур просто нагнетают жидкость с рабочим напором, который контролируют манометром.
• Закрытый гидробак имеет гибкую и эластичную мембрану, что существенно снижает последствия гидравлических ударов.
• Нагрев теплоносящей жидкости в контуре не сопровождается повышенными шумами.
• Так как трубопровод отходит от котла снизу и не поднимается вверх, его можно прокладывать под полом или снизу вдоль стен. Это не портит внешний эстетичный вид помещений в отличие от гравитационных систем.
• Считается, что система с принудительной циркуляцией не может работать при отсутствии электроэнергии. Однако выходом из положения может быть использование бензиновых генераторов, которые способны длительное время вырабатывать электроток при его отсутствии, потребляемый в основном работающими электронасосами.

Рис. 5 Конструкция и материалы изготовления отопительных гидробаков

Зачем нужен расширительный бак

Не стоит путать бак для системы отопления с гидравлическим аккумулятором, который нашел применение в системах индивидуального водоснабжения, невзирая на то, что они выполняют примерно одинаковые функции. Разница между этими приборами заключается и в их названии: первый вид собирает расширившуюся в объеме рабочую среду, а второй ее аккумулирует (накапливает) в своем резервуаре.

Расширительный бак для систем отопления играет следующую роль:

• Общеизвестно, что при нагревании вода становится менее плотной, что при сохранении той же массы приводит к ее увеличению в объеме. Если нагреть 100 литров воды с температурой в 20 °С до 90 °C, то ее объем вырастет на 3,5 литра. Именно сбор увеличившейся в объеме жидкости – главное назначение расширительного бака.
• Как и гидравлический аккумулятор в водопроводной магистрали, расширительный бак препятствует повреждению оборудования, трубопроводов, арматуры от гидроударов.
• Закрытый расширительный гидробак стабилизирует давление во всем контуре при различных температурных параметрах рабочего тела, препятствует его резким перепадам.

Рис. 6 Устройство и функционирование мембранного бачка

Устройство расширительного бака и принцип его работы

Чтобы не вводить покупателя в заблуждение, расширительные баки выпускают красного цвета. Приборы от некоторых производителей и зарубежных поставщиков иногда имеют другие цвета – белый, серый, черный.

Типовой расширительный бак конструктивно выполнен в виде двух запрессованных друг с другом половинок, основной материал изготовления которых – углеродистая сталь, покрытая эпоксиполиэфиром или иными лакокрасочными материалами.

Между ними расположено эластичное полотно (мембрана), выдерживающая температурные нагрузки до 100 °С. Материалом изготовления большинства мембран выступает EPDM (этилен-пропилен-диеновый термополимерный каучук).

Конструкция бака может быть разборной или не разборной в зависимости от производителя. Поэтому у не разборных моделей при повреждении мембраны резервуар придется менять.

В зависимости от емкости, гидробаки имеют конструктивное исполнение для подвешивания на стену или установки в напольное положение на ножки. Их объем может колебаться в довольно широких пределах от нескольких единиц до многих сотен литров.

Спереди типового резервуара находится резьбовой штуцер (обычно размером 3/4 дюйма), посредством которого производят подключение расширительного бака к системе отопления. Сзади емкости расположен ниппель, из которого производится закачка или спуск воздуха.

Также на рынке можно встретить конструкции в виде двух приплюснутых половинок, их подсоединительный штуцер и ниппель размещаются сбоку на одной стороне.

Принцип работы расширительного бака довольно прост. Увеличившаяся в объеме, как результат нагревания, жидкость затекает в бак и давит на мембрану. Она прогибается внутрь и обеспечивает таким образом постоянный напор в системе. Охлаждаясь, теплоноситель уменьшается в объеме и выдавливается мембраной обратно в контур.

Рис. 7 Расширительные бачки для системы отопления закрытого типа бренда Valtec их характеристики и размеры

Статья по теме:

Каким должно быть давление в системе отопления, как поднять или снизить. Чтобы было тепло в доме теплоноситель должен постоянно циркулировать по системе отопления, а если в системе низкое давление, то батареи будут холодными. Почитайте в отдельной статье про давление в системе отопления, и способы его увеличить!

Расширительные бачки для системы отопления закрытого типа – правила выбора

При покупке мембранного расширительного бака руководствуются следующими соображениями.

Главным критерием его выбора служит объем резервуара. Так как нагретая вода расширяется примерно на 3,5%, при заполнении измеряют количество залитой в контур жидкости и из этих данных находят требуемую емкость гидробака.

Следует учитывать и то, что расширительный бачок для увеличения срока службы мембраны не должен заполняться в полном объеме. Также при использовании незамерзаек их тепловое расширение немного выше, чем у обычной дистиллированной воды.

Поэтому общепринято подбирать объем гидробака в 10% от количества теплового носителя.

Не стоит забывать и о том, что некоторые котлы оснащены внутренним небольшим расширительным бачком. В этом случае внешний мембранный бак выбирают чуть меньшей емкости с учетом внутреннего котлового.

Рис. 8 Схема правильного монтажа мембранного гидробака

Как установить расширительный бак в системе отопления

Перед тем, как подключить расширительный бак, необходимо выставить правильное давление воздуха внутри его емкости относительно напора в отопительном контуре.

Для этих целей руководствуются следующим алгоритмом действий:

• По паспортным данным находят максимум давления отопительной жидкости в котле. К примеру, если оно равно 3 бара, то в системе отопления закрытого типа должен поддерживаться напор приблизительно в 2 раза ниже, то есть 1,5 бара. Соответственно в гидробаке внутреннее давление воздуха на мембрану должно быть на 10 – 15% ниже, то есть необходима его настройка примерно на 1,3 бара.
• Давление воздуха внутри бака проверяют измерительным прибором, для чего откручивают защитную крышку с заднего ниппеля и приставляют к нему манометр. Если нужно, воздух спускают или подкачивают его ручными автомобильным, велосипедным насосом.

Установка расширительного бака в системе отопления должна осуществляться по следующим правилам:

• Резервуар располагают в месте, удобном для его демонтажа, техобслуживания и проведения ремонтных работ.
• Основной вариант, куда крепить бачок – близлежащая стена, вдоль которой проложен трубопровод.
• Напольные приборы не должны располагаться вплотную к стене.

Правильное месторасположение мембранного бака – непосредственно перед циркуляционным электронасосом и как можно ближе к нему.

• Сам циркуляционник следует подключать в линию обратки. Таким образом, насос непосредственно всасывает жидкость из накопительного резервуара и проталкивает ее далее по контуру.
  Преимущества такого расположения – одинаковое давление на любых участках отопительного контура, а также более высокий эксплуатационный срок оборудования из-за пониженной температуры рабочей среды. Стоит отметить, что если монтаж расширительного бака системы отопления произведен после циркуляционного электронасоса, напор теплового носителя на разных участках отопительной магистрали может отличаться.
• Расположение расширительного бачка строго по вертикали резьбовым подсоединительным патрубком вниз наиболее предпочтительно. Это предотвратит собирание в нем жидкости и увеличит эксплуатационный срок, снизит вероятность засорения проходного канала грязью.

• Для ремонта и обслуживания мембранного бака с возможностью его снятия, прибор в систему отопления подключают через отсечной шаровой вентиль.

Рис. 9 Стоимость и разновидности баков

Расширительные бачки для системы отопления закрытого типа играют важную роль в любой закрытой отопительной системе. На рынке реализуют широкий ряд подобных приборов различных объемов, нужные параметры которых довольно просто рассчитать самостоятельно. При монтаже следует установить давление воздуха внутри расширительного резервуара чуть ниже напора в контуре отопления и соблюдать пару простых правил при расположении прибора на трубопроводе и в пространстве.

Расширительный бак для отопления: тонкости, варианты

Наверное, ни для кого не секрет, что на сегодняшний день существует два варианта систем отопления – центральное и индивидуальное. Первый тип получил широкое распространение в многоквартирных жилых домах, а также промышленных и коммерческих строениях, а второй обычно был уделом жителей частных построек. Но в XXI веке индивидуальная отопительная система занимает всё более значимое место, приобретая популярность даже у жителей «многоэтажек».  Одним из главных отличительных черт подобной схемы обогрева является немалое число элементов в её составе, а также необходимость постоянного контроля со стороны владельца. О тонкостях установки и подготовке оборудования написано немало статей, поэтому редакция Homius избрала своей целью иную тему. Объектом нашего сегодняшнего обзора будет расширительный бак для отопления – устройство, которому не всегда уделяется достаточное внимание при монтаже оборудования. Если вы хотите не только сделать своё жилище тёплым, но и позабыть об определённых проблемах с безопасностью – рекомендуем тщательно изучить материал этой статьи!

Современные расширительные баки гармонично вписываются в дизайн любой отопительной системы, несмотря на внушительный объём

Содержание статьи

Функция прибора: зачем нужен расширительный бак для отопления

В первую очередь, хотелось бы объяснить, почему этому элементу системы отопления требуется уделить достаточно внимания каждому домовладельцу, в чём смысл его установки и использования. Для этого давайте обратимся к простейшим физическим основам, известным каждому человеку ещё со школьной скамьи. Жидкость-теплоноситель (в нашем случае вода) имеет свойство расширяться и увеличиваться в объёме при нагреве. При этом она оказывает повышенное давление на трубы и радиаторы отопления, постепенно находя путь наружу. В итоге, кипяток прорывается через ослабленный участок внутрь комнаты. Последствия, думаем, ясны без лишних описаний. Расширительный резервуар, в свою очередь, позволяет увеличить внутренний объём, что компенсирует возможный рост давления. Таким образом, главная функция расширительного бака – сохранение целостности системы отопления.

Вода может разрушить любой участок трубы или радиаторной батареи, но чаще всего прорывается в местах стыков или иных соединений

Статья по теме:

Как выбрать газовые котлы для отопления частного дома. В публикации мы рассмотрим где установить оборудование, разновидности котлов, особенности монтажа, нюансы выбора стабилизатора напряжения для устройств и рекомендации специалистов.

Виды расширительных баков

Понимая теперь всю значимость подобного оборудования, у читателя возникает новый резонный вопрос: «Какой вид бака лучше приобрести для дома?». Для полного ответа сначала понадобится изучить варианты изделий, существующих на современном отечественном рынке. Давайте же безотлагательно приступим к обзору.

Такие приборы становятся всё более распространёнными. Их можно приобрести в крупных торговых сетях, например, «Leroy Merlin» или «Моя родня»

Открытый тип – массово популярный, элементарно простой

Эта модификация является наиболее распространённой и доступной не только в нашей стране, но и по всему миру. Она настолько проста, что любой человек способен сделать подобный прибор в домашних условиях. Конструктивно открытым расширительным баком может служить любая ёмкость, имеющая входное отверстие для попадания внутрь теплоносителя, а также вырез в верхней части для испарения жидкости. Соответственно, при увеличении давления вода проникает в расширитель, частично испаряется, а при падении температуры – возвращается назад в систему для дальнейшей циркуляции.

Несмотря на простоту, лучше приобрести модель заводского изготовления – она надёжнее и удобнее в эксплуатации

Обратите внимание! Немало трудностей обладателям открытых моделей может доставить такая особенность как периодическое исчезновение жидкости из бака путём испарения. Чтобы избежать проблем, приходится дополнять объём, доливая воду внутрь ёмкости через отверстие в верхней части приспособления.

Закрытый тип (мембранный бак) – готов к серьёзным испытаниям

Если предыдущий вариант подходит в большей степени для отопления с естественной подачей воды в трубы, то следующий, более продвинутый номинант подходит и для сложных задач. Секрет в том, что конструкция мембранного расширительного бака включает в себя две камеры, различные по своему составу и свойствам. Первая, внешняя, заполнена либо обыкновенным воздухом, либо инертным газом (в зависимости от ценника). Вторая, внутренняя, представляет собой полое пустое пространство, куда и попадает со временем теплоноситель. Между полостями располагается мембрана, изготавливаемая из пластичной резины. Изначально в аппарате закрытого типа создаётся определённое давление. При попадании во внутреннюю полость бака воды, мембранная перегородка изменяет свою форму, поддерживая нормальную работу системы. При остывании газ или воздух из внешней камеры расширяется и выталкивает жидкость из расширительного бака. Благодаря такому устройству, закрытому расширительному баку удаётся компенсировать нагрузку, создаваемую циркуляционным насосом или иным искусственным нагнетателем.

Монтаж мембранного расширителя требует немалой сноровки и знаний, а в идеале – услуг профильного специалиста

Важно также отметить тот факт, что данный вид приборов имеет два подвида.

• Первый, с мембраной в форме диафрагмы (диска). Имеет более доступную стоимость, но при поломках изделие ремонту не подлежит.

Невысокие показатели пластичности негативно сказываются на доступном полезном внутреннем объёме оборудования

• И второй, с мембраной в форме «груши» (баллона). Отличается простой системой замены износившейся перегородки и большим объёмом внутренней камеры.

Подобная форма позволяет также экспериментировать с различными значениями давления для выбора идеального варианта

Важно знать! Производители мембранных баков разработали специальную цветовую идентификацию, позволяющую выбрать подходящий для конкретных целей прибор. Для водоснабжения используется синяя или голубая краска, а для интересующего нас отопления – только красный цвет. Помните это, рассматривая интересующую продукцию, и не попадайтесь на уловки продавцов!

Аккумуляторный тип – для самых расчётливых хозяев

Это необычное изобретение не снискало пока широкой популярности у жителей нашей страны, однако оно достойно упоминания. Особенностью и основной функцией данного «чуда техники» является накопление теплоносителя в своём корпусе и последующая его передача в необходимый момент внутрь системы. Соответственно, аккумуляторный расширитель не борется с избыточным давлением, он попросту улучшает эффективность отопления в доме или квартире.

Высокотехнологичное устройство способно хранить воду различной температуры, подавая её в систему по заданным заранее «сценариям»

Время расчётов — как определить необходимый объём расширительного бака

Разобравшись с классификацией и выбрав наиболее подходящий для ваших целей вариант, необходимо рассчитать минимально допустимый объём бака. Для комфортной эксплуатации отопления достаточно ёмкости, вмещающей 10% от объёма теплоносителя в системе. Чтобы посчитать количество всей воды в трубах и радиаторах, применяют два вариативных способа:

• измерение литража при непосредственном заполнении системы водой либо иным теплоносителем;
• расчёт вместительности всех труб и радиаторов, находящихся в отопительном контуре.

Для подобных целей можно использовать канистры либо иные ёмкости, объём которых уже известен

Для вычисления объёма трубопроводов используйте нижеприведённую таблицу:

Для расчета объёма батарей отопления можно использовать следующие усреднённые значения:

Обратите внимание! Иногда у домовладельцев нет времени для длительных расчётов. В подобных ситуациях неоценимую помощь способны оказать онлайн-калькуляторы, широко распространённые на просторах интернета.

Выполнив все необходимые вычисления, можно сразу же найти 10% от этого значения. Либо воспользоваться специальной формулой, которая даст более точный и объективный результат:

V= VL · β / D

• VL – вместимость отопительной системы, л;
• β – коэффициент расширения жидкости;
• D – эффективность расширительного бака.

Чтобы вычислить последний показатель в формуле, производим следующий расчёт:

D = (PV-PS) / (PV-1),

где PV – максимальное значение рабочего давления в системе, бар; PS – давление в баке без нагрузки, бар.

В качестве жидкости для отопления может применяться специальный антифриз, имеющий свой показатель коэффициента расширения

Монтажные хитрости: особенности выбора места для размещения бака, методы его установки и тонкости обслуживания

Следующим шагом станет выбор места, где впоследствии будет установлен расширительный бак. Для каждого из рассмотренных нами вариантов существует своя специфика:

Приступая к установке открытого бака, нужно постараться, чтобы он располагался над котлом. Так вы сэкономите место, соединив два устройства прямой трубой, а также повысите общую эффективность системы. Также не забудьте обеспечить отвод в канализацию из верхней части резервуара – в противном случае он может протекать либо даже разрушиться.

Монтаж подобного оборудования можно осуществлять самостоятельно, особое внимание уделите герметичности соединений

Для установки мембранного расширительного бака потребуется куда больше сноровки и свободного времени.

Иллюстрация	Описание действий
	Определяем оптимальное место в отопительном контуре и, если необходимо, готовим крепления (можно из подручных материалов, как показано на скриншоте)
	Подготавливаем так называемую группу безопасности, состоящую из регулирующих инструментов
	Соединяем все элементы воедино, применяя при этом герметик, монтажный лён или иные составы для изолирования теплоносителя
	Открываем все шаровые краны и заполняем систему жидкостью. Всё готово, можно пользоваться

В процессе эксплуатации необходимо периодически освобождать резервуар от воды, чтобы предотвратить обширную коррозию. Также не лишним будет время от времени контролировать текущее давление, особенно если у вас установлен расширительный бак закрытого вида.

Наличие сливного крана обеспечит лёгкое и своевременное избавление от лишнего объёма воды и воздуха

В случае поломок или разрушений возможен ремонт, но обычно это касается мембранных приборов. Осуществляется он следующим образом: https://youtu.be/cVjOaXyYy9M Статья по теме:

Водяное отопление частного дома своими руками: схемы и особенности монтажа, достоинства и недостатки водяных систем, нормы и требования к ним, основные элементы, виды систем — читайте в публикации.

Достоинства и недостатки различных типов расширительных баков для отопления

Прежде чем окончательно определиться с тем, бак какой конструкции лучше всего подойдёт для вашего дома или квартиры, нужно взвесить все «за» и «против». Именно этим мы сейчас и займёмся, сравнив сильные и слабые стороны рассмотренных ранее образцов оборудования.

В качестве материала для изготовления агрегата можно использовать старый баллон или даже глушитель от автомобиля – лишь бы сохранялась герметичность

Мембранный бак обладает приятным дизайном, который можно с лёгкостью использовать в интерьере любого дома или квартиры

Выводы

Вот и подошло к концу наше небольшое исследование. Надеемся, что читатели почерпнули для себя немало полезных сведений. От себя добавим, что при покупке закрытого расширительного бака стоит обратить внимание на продукцию фирм Reflex, Aquasystem, Zilmet и Wester – на сегодняшний день их изделия являются лучшими в своём роде. В заключение хочется отметить, что установка расширительного бака в современных условиях остаётся весьма актуальной для любого домовладельца, стремящегося сделать отопление в своём жилье не только качественным, но и безопасным.

Предыдущая

ИнженерияСигнализация GSM для дома, гаража и дачи — как защитить своё имущество дистанционно

Следующая

ИнженерияДело важное и нужное: откачка выгребных ям, методы и способы

Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!

ТОЖЕ ИНТЕРЕСНО:

ВОЗМОЖНО ВАМ ТАКЖЕ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:

Как выбрать расширительный бак для отопления

Назад к списку статей

Система обогрева РФ являются практически составляющей зданий. Обойтись без них при наступлении холодов, длящихся месяцами, невозможно. В большинстве случаев их работа предусматривает использование теплоносителя — воды. А законы физики предусматривают, что нагревание жидкости ведёт к увеличению её объема. Специально на этот случай предусматривается отводная емкость, известная как расширительный бачок. Именно благодаря ему обеспечивается длительное и безопасное функционирование системы. Чтобы достичь наилучших показателей, важно знать, как выбрать расширительный бак для отопления, чтобы вопросов к его работе не было и он в полной мере выполнял возложенные задачи.

Доступные типы решений

Разбирая, как правильно подобрать бак, необходимо помнить об их целевом предназначении. Таковым является сохранение коммуникаций и узлов от скачков давления, сопровождающих нагревание жидкости. Для этого мало, чтобы в конструкции предусматривалось наличие расширительного бака — он должен соответствовать показателям системы. На рынке представлено много конструкторских решений, где представлены котлы с уже встроенными элементами отвода. Но объем расширительного бака в таких случаях не всегда позволяет удовлетворить существующий запрос, поскольку дополнительно предусматривается до 12 литров.

Предлагаемые готовые коммерческие решения хорошо подходят для небольшой площади. Но если планируется создание обогрева добротного загородного дома в несколько этажей, этого будет мало — для нормального функционирования понадобиться объем до 100 литров включительно. Одно из многих решений — покупка бака, увеличивающего ресурс всей системы. На выбор доступны:

1. Расширительный бак открытого типа. Обладает простой конструкцией, к обогревательной сети подключается посредством трубы. Она выполняет роль канала, обеспечивающего поступление теплоносителя при нагревании, тогда как при охлаждении он возвращается назад в систему. Часто снабжается ещё одной трубой, чтобы вода могла переливаться, если бак наполнен. При превышении объема жидкость отводится в канализацию. Преимущество такого типа решений — простота и дешевизна конструкций. Но есть и минусы: нужно размещать ёмкость наверху по отношению к отопительной системе, теплоноситель может выплескиваться, происходит покрытие стенок ржавчиной и необходимо периодически доливать воду.

2. Расширительный бак закрытого типа. Герметическая емкость, предусматривающая наличие мембраны, сделанной из резины. Такая конструкция хорошо себя зарекомендовала для систем, где для циркуляции теплоносителя используется насос. Внутри предусматривается разделение устройства на 2 части посредством мембраны: вверху помещают инертный газ (в его роли используют кислород или азот), а вниз поступает при росте значения температуры теплоноситель. Когда заполняется бак, то его мембрана растягивается, а также увеличивается давление на закачанный газ. После остывания объем уменьшается, а теплоноситель возвращается назад.

Среди двух типов предпочтительнее выглядит второй. Его конструкция исключает контакт теплоносителя с воздухом, не испаряется сама жидкость, не происходит насыщение кислородом, не появляется ржавчина. 

Для тех, кто решает, как подобрать расширительный бак для отопления при наличии специфических особенностей важно то, что их можно установить везде, где есть возможность и желание — предусматривать возвышение конструкции не нужно. Закрытым тип выдерживает высокое давление, а открытый предусматривает эксплуатацию исключительно при небольших нагрузках. 

Единственный недостаток — цена. Но она дополнительно компенсируется минимальными теплопотерями и небольшими габаритами.

Сложности выбора: требуемый запас

Чтобы не возникало проблем в эксплуатации и не пришлось переделывать, важно знать, как подобрать объем для расширительного бака. Необходим запас — но чрезмерно большой размер сказывается на цене и занимаемом месте. После типа и места размещения следующим по важности является размер бака. Рассчитать требуемый объем можно разными методами, отличающимися точностью и сложностью:

1. Получение приблизительных значений. Самый грубый метод, указывающий на ориентировочное значение. Подходит для технико-экономического обоснования. Для получения минимального значения объем теплоносителя в системе умножается на 0,08. Если для отопления используется 100 литров, значит расширительная емкость должна быть не меньше 8 л. Чтобы сделать систему с запасом прочности, объем увеличивают до достижения порога в 15% от значения в системе (умножают на 0,15). Вот как подобрать расширительный бак для домашнего водоснабжения быстро и без сложных расчетов.

2. Расчет с использованием специального калькулятора. Предполагает получение минимальных значений исходя из параметров системы. Можно найти на тематических сайтах или в приложениях для мобильных систем Android и MacOS. Для получения точных результатов желательно использовать несколько разных калькуляторов.

3. Расчет с формулами. Выполняется при наличии минимальных познаний в математике и физики, но требует внимательности во избежание ошибок — допущение одной неточности приводит к сильным искажениям. Этот вариант позволяет самостоятельно учесть емкость отопительной системы, характеристики теплоносителя (наличие добавок) и источника нагрева, создаваемое давление и ряд других параметров. Чтобы подобрать объем расширительного бака, удовлетворяющий потребности, важно использовать разные формулы, позволяющие оценить получаемые значения на предмет их совпадения.

4. Профессиональный расчет. Лучше всего, когда работа выполняется людьми с профильным образованием и соответствующим опытом. Инженеры-проектировщики со специальным программным обеспечением лучше всего справятся с определением необходимого объема.

Вот как подобрать расширительный бак для системы отопления. Желательно всегда предусматривать наличие определённого запаса — до половины от расчетного значения.

Формула расчета

Сложные математические расчёты часто вызывают отторжение, но они необходимы, чтобы добиться оптимального значения без привлечения специалистов. Зная, как правильно подобрать емкость, получиться выбрать бак с очень точными параметрами. Одна из простейших формул: Vn = (Ve + Vv) × ((Pe+1)/(Pe-Po)). Теперь об значении её множителей и слагаемых:

1. Vn — результат, указывающий на требуемое значение параметра емкости.

2. Ve — объем, который образовывается при тепловом расширении. Для расчёта количество теплоносителя в литрах умножается на температурный коэффициент (см. Таблица 1). Наведенные значения актуальны при использовании воды. Если в роли теплоносителя выступает тосол, то для 10% и 20% изменение будет: 4% × 1,1 = 4,4% и 4% × 1,2 = 4,8% соответственно. Изменение находится в зависимости от его части в общем объеме.

3. Vv — объем теплоносителя в расширительном баке, присутствующий благодаря гидростатическому давлению. Его второе название — водяной затвор. Например, если номинальный объем составляет 30 л., то берётся 10%. Размер водяного затвора не должен опускаться ниже двух значений: 0,5% от объема и 3 литра.

4. Po — статическое давление внутри отопительной системы. Значение здесь фиксировано: водяной столб на 10 м. равен 1 атмосфере.

5. Ре — окончательное давление, что образовывается благодаря работе предохранительного клапана. Если не указанное иное значение в инструкции и сопроводительной документации: для <5 атм. от номинального значения отнимается 0,5 атм.; >5 атм. рассчитывается умножением указанного параметра на коэффициент 0,9.

Таблица 1

Эта (без шуток) относительно несложная формула позволит правильно подобрать объем расширительного бака с высокой точностью исходя из потребностей. Главное, не ошибиться в значениях и при расчёте. Если есть неуверенность, лучше ещё раз перечитать пояснение к формуле, чтобы точно подобрать объем расширительного бака и не разочаровываться полученным результатом.

Техника безопасности

Это важно для всех конструкций, работающих под давлением — как раз этот случай. Кроме подбора емкостей с подходящими характеристиками следует проверить, в рабочем ли состоянии клапаны и позволяют ли они сбрасывать давление. Лучше всего, если есть возможность регулировки, меняющая максимальное давление. Наличие возможности принудительного открытия обязательно — есть вероятность, что расширительный бак для водоснабжения выйдет из строя. Для возможности самостоятельного осмотра и необходимо эта особенность.

Особенная важность в технике безопасности уделяется состоянию мембраны и её характеристикам. Следует обращать внимание на качество изготовления, стойкость к диффузионным процессам, диапазон рабочих температур и срок использования. Для расширительных баков обязательным является наличие сертификатов, подтверждающих качество и безопасность — с ними полезно ознакомиться.

Также не следует забывать о личной безопасности. Это относится как к непосредственной работе с расширительными баками, так и пребыванию около них во время использования. Если возникнет проблема, следует всегда помнить, что теплоноситель разогрет до высоких температур и при контакте с ним высока вероятность получения ожога.

Обслуживание

Знать, как правильно следует подобрать расширительный бак для отопления дома — только полдела. Важно ещё и обеспечивать требуемый уровень обслуживания, чтобы этот элемент вместе со всей системой отопления служил долго. Оно включает в себя:

1. Обязательная проверка проводится раз на полгода. Первостепенно ищутся внешние повреждения. Если есть коррозия, подтеки и вмятины, обязательно следует устранять причину их появления.

2. Раз в полгода следует сверять начальное давление и расчетные показатели. Перед этим следует отключать бак от системы отопления, слить воду и подключить манометр через ниппель. При более низких значениях через него же осуществляется увеличение давления.

3. Проверка состояния мембраны. При условии, что слив воды идёт вместе с потоком воздуха, а фиксируемое в газовом пространстве давление понижается, можно говорить о наличии повреждений. Мембрану, если предусмотрена такая возможность, необходимо заменить.

4. Если не предполагается использование бака длительное время, вода сливается, сама емкость держится в сухих условиях.

Заключение

Вот и рассмотрено как правильно подобрать удовлетворяющий потребности расширительный бак. Остаётся только сделать выбор в пользу конструкции, которая удовлетворит выдвинутые запросы и требования. Благо, сделать это с багажом рассмотренных знаний будет легко.

Ради стабильности системы необходимы вычисления: как рассчитать расширительный бак для отопления?

Расширительный бак (экспансомат) — важный элемент системы отопления, выравнивающий показатель давления и поддерживающий объем теплоносителя при его температурных расширениях и сжатиях.

Перед установкой прибора, необходимо правильно рассчитать его объём.

Facebook

Twitter

Google+

Vkontakte

Odnoklassniki

Функции расширительного бака

Согласно законам физики, вода при нагревании на 10 градусов, увеличивается в объёме на 0.3%.

Для небольшого количества воды это явление малозаметное, но для тонны или нескольких тонн, которые находятся в отопительной системе, это существенный показатель.

Появление дополнительного объёма воды может повлиять на состояние труб отопления или даже привести к их повреждениям. Для предупреждения такой ситуации устанавливается расширительный бак.

Его функции состоят в следующем:

1. Удаляет из системы излишек воды при её нагревании.
2. Обеспечивает необходимое давление и предотвращает его скачкообразные повышения (гидроудары).
3. Удаляет из отопительной системы воздух, который действует на неё разрушительно.

Воздух, изначально растворенный в воде, при её нагревании начинает активно выделяться (при высокой температуре показатель достигает 90%). Вместе с теплоносителем этот воздух перемещается к баку, где скапливается, а затем выводится вовне.

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

Руководство по проектированию расширительного бака

, Определение размера и выбор расширительного бака для системы горячего водоснабжения

Раздел 4.0: Определение размеров расширительного бака

После выбора типа расширительного бака необходимо определить значения, которые будут использоваться в уравнении, соответствующем типу расширения. В этом разделе будет обсуждаться каждая из переменных, так что вы можете определить значения для каждой переменной в различных ситуациях.

4.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

Значения температуры используются для определения «дельты Т» и значений удельного объема, обсуждаемых в следующем разделе. Вы должны определить самые низкие и самые высокие температуры, которые могут возникнуть в системе водяного горячего водоснабжения.

Низкая температура: Низкое значение температуры — это температура в системе, которая возникает, когда генератор горячей воды выключен, а в здании самые низкие температуры.Таким образом, низкая температура будет зависеть от местоположения, но должна находиться в диапазоне, показанном ниже.

• Низкая температура: от 32 F до 70 F

Если гидравлическая система горячего водоснабжения представляет собой смесь гликоля, то самая низкая температура может отличаться от указанной ранее. Добавление гликоля в горячую воду позволяет снизить температуру из-за более низкой точки замерзания гликоля.

Высокая температура: Значение высокой температуры — это температура, которая возникает при включении насоса (-ов) горячей воды и генератора (-ов) горячей воды.Когда гидравлическая система горячего водоснабжения включена, гидравлическая горячая вода может достигать максимальной температуры на выходе генератора горячей воды. Генераторы горячей воды с низкой температурой обычно имеют максимальную температуру 250 ° F. Генераторы горячей воды средней температуры могут обеспечивать температуру до 350 ° F, а генераторы горячей воды высокой температуры могут обеспечивать температуру до 400 ° F.

4.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ОБЪЕМА

Значения удельного объема определяются на основе данных о свойствах жидкости.Калькулятор расширительного бака включает значения удельного объема воды и различных смесей полипропиленгликоля и полиэтиленгликоля.

Значения давления пара указаны в PSIA

.

Значения удельного объема также можно найти в Основах ASHRAE для воды и на следующем веб-сайте для смесей гликоля.

4.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ДАВЛЕНИЯ

Калькулятор расширительного бака требует, чтобы вы вводили три значения давления: (1) минимальное давление, (2) максимальное давление и (3) давление предварительной зарядки. Каждое из этих значений будет обсуждаться ниже, но сначала вы должны понять разницу между манометрическим давлением и абсолютным давлением, а также термины, давление пара и точку отсутствия изменения давления.

Манометрическое давление — это давление без добавления атмосферного давления.Например, манометрическое давление 0 фунтов на квадратный дюйм соответствует давлению в 1 атмосферу или (14,7 фунтов на квадратный дюйм). Термин «абсолютное давление» означает давление атмосферы.

Рис. 4: Не забудьте преобразовать манометрическое давление в абсолютное перед использованием уравнений расширительного бака.

4.3.1 ДАВЛЕНИЕ ПАРА

Давление пара или абсолютное давление помогает выбрать минимальное давление, необходимое в системе.Давление пара зависит от температуры воды. С повышением температуры увеличивается и давление пара. Например, давление пара воды при температуре 85 F составляет примерно 1,4 фута напора, а давление пара воды при температуре 200 F составляет примерно 26,6 футов напора. Давление пара — это минимальное давление, необходимое для удержания воды в жидкой форме. Например, если давление воды при 200 F изменить до 20 футов напора, вода испарится. Давление пара определяется автоматически в зависимости от типа и температуры жидкости.

Рис. 5: С увеличением температуры динамическая вязкость уменьшается, а давление пара увеличивается.

Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о температурах от 32 F до 420 F. Давление водяного пара в горячей воде в зависимости от температуры

4.3.2 ТОЧКА НЕ ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Часто вы слышите, что расширительный бак — это точка, в которой давление в системе не изменяется.Это правда, но предполагается, что температура не меняется. Давление в расширительном баке не изменится при включении или выключении насоса в системе, но температура остается прежней. При рассмотрении следующих вопросов для обсуждения определения низкого / минимального и высокого / максимального давления помните, что давление в расширительном баке является функцией температуры, а не насоса.

4.3.3 НИЗКОЕ / ДАВЛЕНИЕ НАПОЛНЕНИЯ

Низкое давление — это минимальное давление в системе, необходимое для выполнения наиболее строгих требований из следующих трех ограничений: (1) 10 фунтов на кв. Дюйм в самой высокой точке трубопровода, (2) чистый положительный напор на всасывании, необходимый на водяном насосе горячей воды. или (3) больше, чем давление пара горячей воды при самой высокой температуре во всех точках системы.

(1) Ограничение по высоте: низкое давление или давление заполнения — это давление, необходимое в точке заполнения, необходимое для заполнения всей системы трубопроводов и достижения 10 фунтов на кв. Дюйм в самой высокой точке трубопровода, чтобы предотвратить попадание воздуха в воду / раствор. При расчете этого давления следует исходить из предположения, что насос (-ы) выключен, а температура жидкости самая высокая. Точка наполнения обычно используется потому, что расширительный бак расположен в точке наполнения и имеет примерно одинаковое давление.Если расширительный бак расположен вдали от точки заполнения, то вы можете использовать разницу высот между точкой заполнения, чтобы найти минимальное давление в расширительном баке.

Например, предположим, что температура наполняемой воды составляет 75 F, и вода входит в систему на высоте 10 футов над чистым полом, а самая высокая точка в системе находится на высоте 160 футов над чистым полом. Это приведет к перепаду высот в 150 футов или 65,0 фунтов на кв. Дюйм.Таким образом, давление заполнения должно составлять 75 фунтов на квадратный дюйм. Этот пример проиллюстрирован на первом следующем рисунке.

(2) Ограничение чистого положительного напора на всасывании: Затем вы должны также проверить чистый положительный напор на всасывании, необходимый для насосов горячей воды. Низкое давление или давление наполнения должно быть достаточно большим, чтобы обеспечить требуемый чистый положительный напор всасывания.

Например, предположим, что температура наполняемой воды составляет 75 F, и вода поступает в систему на высоте 10 футов над чистым полом, а самая высокая точка в системе находится всего на 30 футов над чистым полом.Это приведет к перепаду высот всего в 20 футов или 8,6 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, в соответствии с предыдущим ограничением минимальное давление будет всего 18,6 фунта на квадратный дюйм. Однако, если гидравлический насос горячей воды расположен на 10 футов выше точки наполнения, то давление на всасывании водяного насоса горячей воды будет только 14,3 фунта на квадратный дюйм. Если для насоса требуется чистый положительный напор на всасывании 20 фунтов на кв. Дюйм, то давление заполнения, определенное из ограничения по высоте, не будет соответствовать ограничению чистого положительного напора на всасывании.Таким образом, давление наполнения должно быть увеличено, чтобы соответствовать ограничению чистой положительной высоты всасывания. Этот пример проиллюстрирован на втором следующем рисунке.

Рис. 6. Минимальное давление / давление заполнения определено таким образом, чтобы удовлетворять требованию 10 фунтов на кв. Дюйм в наивысшей точке, как показано зеленым цветом. Затем определяется давление на более низких отметках путем преобразования футового напора в фунт / кв. Это приводит к давлению наполнения 75 фунтов на квадратный дюйм и давлению всасывания в водяном насосе горячей воды 70.7 фунтов на кв. Дюйм. Вам также следует дважды проверить, что чистый положительный напор всасывания, необходимый для водяного насоса горячей воды, соблюден, но в этом примере давление всасывания очень высокое и должно быть легко достигнуто. Насос выключен при определении минимального давления.

Рис. 7. На этом примерном рисунке зеленым цветом показано минимальное давление в точке заполнения, основанное на 10 фунтах на кв. Дюйм в наивысшей точке. Красный цвет показывает давление в точке заполнения, основанное на минимальном давлении 20 фунтов на кв. Дюйм на всасывании водяного насоса горячей воды.Как видите, красный цвет соответствует более высокому минимальному давлению в точке заполнения и, следовательно, более высокому минимальному давлению в расширительном баке. Таким образом, для вашего уравнения вы должны использовать более высокое минимальное значение давления, основанное на NPSHR. Насос выключен при определении минимального давления.

(3) Ограничение давления пара: Последнее ограничение обычно является самым строгим ограничением для гидравлических систем горячего водоснабжения из-за высоких температур.В этом ограничении давление во всей системе должно оставаться выше, чем давление пара жидкости, чтобы предотвратить испарение. Если требуется давление выше имеющегося давления в здании, то закрытая система нагнетается с помощью нагнетательного насоса. Этот насос отличается от водяного насоса для горячей воды, который только обеспечивает циркуляцию жидкости в системе. Нагнетательный насос перекачивает систему подпиточной воды в замкнутую гидравлическую систему горячего водоснабжения с желаемым давлением для достижения всех трех ограничений.

Чтобы найти давление, необходимое для соответствия ограничению по давлению пара, вы можете смоделировать давления во всей закрытой системе в соответствии с этими двумя сценариями: Сценарий A: Насос выключен, Максимальная температура и Сценарий B: Насос включен, Максимальная температура.

Рисунок 8: Сценарий A: насос выключен, максимальная температура 250 ° F. На этом рисунке показана полностью замкнутая гидравлическая система горячего водоснабжения (250 ° F).В самой высокой точке минимальное давление горячей воды будет 30 фунтов на квадратный дюйм, что выше давления пара 29,8 фунтов на квадратный дюйм. В результате в расширительном баке создается давление 87 фунтов на квадратный дюйм. Давление показано в абсолютном и манометрическом значениях для удобства сравнения с давлением пара. Если вы будете следить за преобразованием напора стопы в фунты на квадратный дюйм, вы также заметите, что преобразование больше не составляет 1 фунт на квадратный дюйм в 2,31 фута напора. Это связано с тем, что плотность воды теперь меньше, поэтому требуется более высокий столб воды для обеспечения того же давления, что и раньше.При этой температуре преобразование составляет 1 фунт на квадратный дюйм до 2,44 фута напора.

На следующем рисунке моделируется Сценарий B: Насос включен, максимальная температура 250 F. Когда насос включается, давление в расширительном баке останется прежним, и все остальные давления будут экстраполированы с этой точки. Предполагается, что насос обеспечивает давление 20 фунтов на квадратный дюйм.

Рисунок 9: Сценарий B: Насос включен, максимальная температура 250 ° F.На этом рисунке показана та же система, что и на предыдущем рисунке, за исключением того, что насос включен. Поскольку насос работает, возникают потери на трение между расширительным баком и всасыванием насоса. Это приводит к давлению 75 фунтов на квадратный дюйм на всасывании насоса. Насос обеспечивает давление 20 фунтов на квадратный дюйм, поэтому давление нагнетания будет 95 фунтов на квадратный дюйм. Давление в верхней части системы выше при включенном насосе, потому что насос обеспечивает дополнительное давление, таким образом, давление в верхней части системы составляет 32 фунта на квадратный дюйм.Перепад между верхом системы и расширительным бачком больше, потому что будут дополнительные потери из-за трения, поскольку жидкость движется.

На следующем рисунке представлены три критерия определения минимального давления для другого сценария. На этом рисунке максимальная температура составляет 250 ° F, что соответствует давлению пара около 30 фунтов на кв. Дюйм (15,3 фунтов на кв. Дюйм). Наивысшая точка системы находится на высоте 30 футов над чистым полом, и в этой точке требуется 10 фунтов на кв. Дюйм, чтобы соответствовать критериям высоты.Требуемый чистый положительный напор на всасывании насоса составляет 20 фунтов на квадратный дюйм.

Рисунок 10: На этом рисунке показано минимальное давление для всех трех ограничений. Минимальное давление для достижения 10 фунтов на кв. Дюйм в наивысшей точке показано зеленым. Минимальное давление для достижения 20 фунтов на кв. Дюйм (NPSHR) на всасывании насоса горячей воды показано красным. Минимальное давление для достижения давления пара 30 фунтов на кв. Дюйм (15,3 фунта на кв. Дюйм) в наивысшей точке показано пурпурным цветом.Минимальное давление, которое следует использовать в калькуляторе, составляет 25,5 фунтов на квадратный дюйм (красный) на расширительном баке. Это максимальное минимальное давление.

5.3.2 ВЫСОКОЕ ДАВЛЕНИЕ

Значение высокого давления — это максимальное давление, которое может возникнуть в расширительном баке, при котором не происходит сбоев предохранительных клапанов или оборудования из-за высокого давления. Сценарий, который вы должны проверить, — это насос включен, а горячая вода имеет самую высокую температуру.

Рис. 11: Высокое давление в расширительном баке определяется путем моделирования максимального давления на предохранительных клапанах и оборудовании и нахождения максимального значения давления, при котором давление на всем оборудовании и предохранительных клапанах находится в пределах допустимых значений. На этом рисунке показано максимальное давление 125 фунтов на кв. Дюйм в генераторе горячей воды с включенным насосом. Это приводит к максимальному давлению в расширительном баке 130 фунтов на квадратный дюйм.Рабочая температура этой системы 140 F.

Вы всегда должны запускать сценарии с включенным и выключенным насосом, потому что оборудование должно соответствовать требованиям к давлению, независимо от того, включен насос или нет. Например, если вы запускали сценарий с максимальным давлением в точке наполнения системы равным 125 фунтов на кв. Дюйм, что является типичным максимальным давлением для трубопроводной арматуры, и насос выключен, тогда пределы давления соблюдены для всего оборудования. .Однако как только насос будет включен, вы превысите требуемое значение 125 фунтов на кв. Дюйм для генератора горячей воды. Это показано на следующих двух рисунках.

Вы всегда должны запускать сценарии с включенным и выключенным насосом, потому что оборудование должно соответствовать требованиям к давлению, независимо от того, включен насос или нет. Например, в предыдущем сценарии воздушный сепаратор будет подвергаться давлению 135 фунтов на квадратный дюйм. Этот факт не был бы обнаружен, если бы предполагалось, что насос выключен при испытании на высокое давление в генераторе горячей воды.Поскольку воздушный сепаратор находится на той же высоте, воздухоотделитель будет находиться под тем же давлением, что и генератор горячей воды, когда насос выключен.

5,4 ЛИНЕЙНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ

Для ваших расчетов можно использовать следующий линейный тепловой коэффициент расширения. Однако более точных значений можно получить, используя данные, предоставленные производителями трубопроводов.