К преимуществам закрытого расширительного бака для отопления относятся небольшие размеры устройства. Элемент может быть установлен в любом месте системы. На чертежах бак часто изображается в обратном трубопроводе рядом с насосом. Это считается наилучшим местом для размещения резервуара.
Расширительные баки для отопления — выбор, настройка, монтаж
Во время работы системы отопления теплоноситель часто меняет температуру — либо нагревается, либо охлаждается. Это означает, что объем теплоносителя увеличивается при нагревании и уменьшается при охлаждении. Избыток теплоносителя вытесняется в расширительный бак. Таким образом, целью этого устройства является компенсация изменений объема теплоносителя.
В открытых системах отопления (обычно энергонезависимых гравитационных системах) в качестве расширительного бака используется любой тип емкости. Чаще всего это сваренный из металла бак, установленный на чердаке дома и заполненный той же водой или теплоносителем, что и система.
В современных домах с настенными или напольными котлами (газовыми, твердотопливными и т.д.) сегодня используются закрытые системы отопления, в которых хладагент перекачивается под давлением. В таких системах циркуляционный насос в системе отопления служит только для циркуляции хладагента и его перемещения от котла к радиаторам. Этот насос не создает давления в системе отопления. Давление создается внешним насосом при заполнении котла водой, антифризом или колодезной водой через клапан пополнения, установленный в корпусе настенного котла.
Мембранные или диафрагменные расширительные баки используются для закрытых систем отопления. Мембранный бак состоит из внешней металлической оболочки и внутренней эластичной мембраны. Между мембраной и стенками бака закачивается воздух, а вода поступает в саму мембрану через порт. Некоторые мембраны являются проницаемыми, т.е. имеют выход на стороне, противоположной шейке. Он используется для удаления воздуха из воды или теплоносителя. В этом случае вход для воды (теплоносителя) находится в нижней части аккумулятора давления, а резьбовое соединение для выхода воздуха — в верхней.
Когда теплоноситель расширяется и давит на стенки мембраны, сама мембрана также расширяется и давит на воздух. Объем воздуха уменьшается, а объем теплоносителя увеличивается. Весь принцип работы мембранного контейнера основан на свойстве воздуха сжиматься и расширяться, что значительно изменяет занимаемый им объем. Вода, с другой стороны, не может быть сжата и не расширяется, поэтому при нагревании давление теплоносителя увеличивается.
Расчет объема расширительного бака
Самый простой способ определить объем мембранного расширительного бака — рассчитать объем бака как 10% от объема теплоносителя в системе. Это можно сделать, рассчитав объем всех труб, радиаторов и котла. Или второй вариант — путем измерения объема воды во время первого заполнения. Всегда лучше устанавливать резервуар с запасом, чем с меньшим. Исходя из нашего опыта установки систем отопления, получены следующие данные:
- Для небольших домов площадью до 150 м2, в том числе с подогревом полов, подходят баки объемом от 12 до 24 литров (или больше).
- В домах площадью 150-200 м2 можно установить 24-литровый бак, но лучше использовать 35-литровый бак с ножками, который стоит столько же, сколько 24-литровый бак с комплектом для настенного монтажа.
- Для домов площадью от 200 до 400 м2 подходит бак на 35 литров, но лучше использовать бак на 50 литров (разница невелика с точки зрения цены и площади, необходимой в котельной).
Более точным способом расчета объема расширительного бака для отопления является формула:
- Максимальное давление, Pmax, при котором может работать система (обычно это максимальное давление в котле),
- начальное давление, Rmin — с которого начинается работа системы (это давление в расширительном баке, указанное в техническом паспорте),
- коэффициент теплового расширения E (для воды 0,04 или 0,05, для антифриза указывается на этикетке, но обычно находится в диапазоне 0,1-0,13),
- C — Объем системы отопления
Давление воздуха в расширительном мембранном баке
Давление в расширительном баке системы отопления должно быть на 0,2-0,3 бар (примерно атмосферное) ниже, чем рабочее давление системы. Рабочее давление в квартире или доме с настенным или напольным котлом составляет 1,5 бар. Для некоторых котлов максимальное рабочее давление может быть менее 1 бар, поэтому необходимо ознакомиться с сертификатом котла. В большинстве случаев давление воздуха, необходимое для правильной работы системы отопления, должно быть установлено на уровне 1,2-1,3 бар. Давление измеряется обычным манометром, подключенным к ниппелю в верхней части резервуара. Ниппель скрыт под пластиковым колпачком, открутите его, и вы получите доступ к катушке. Вы также можете использовать его для снятия избыточного давления. Принцип действия и размеры такие же, как у автомобильного клапана. Для создания давления в системе можно также использовать насос или компрессор.
Некоторые производители указывают в своих технических характеристиках, что давление воздуха в резервуаре следует проверять раз в месяц, но, по моему опыту, никто этого не делает. Если вы не хотите, чтобы ваша мембрана быстро лопнула, проверяйте воздух не реже одного раза в шесть месяцев.
При настройке и проверке давления воздуха в баке необходимо убедиться, что на мембрану бака не действует давление из системы отопления. Это означает, что либо давление в системе должно быть равно 0, либо бак должен быть отделен от системы запорным клапаном, а давление охлаждающей жидкости должно сбрасываться с помощью предохранительного клапана, установленного между баком и запорным клапаном (шаровым краном). Если система собрана неправильно, необходимо либо сбросить давление во всей системе, либо разгерметизировать бак и отвинтить его от системы отопления.
Вода имеет тенденцию расширяться при нагревании. При повышении температуры его объем начинает увеличиваться. Когда бак отопительной системы изначально заполнен, лишняя жидкость сливается.
Нормальное давление
Обратитесь к инструкции по эксплуатации вашего прибора, чтобы узнать стандартное давление, которое должно преобладать в расширительном баке системы водоснабжения в данной конфигурации. Обычно он составляет от 1 до 3 бар.
Необходимое значение также зависит от расположения резервуара по отношению к сети водоснабжения, к которой он подключен. Согласно стандартным нормам, резервуар должен быть выше на 0,2 атмосферы. Если они находятся на одном уровне, то этой разницы достаточно.
Если высота между расширительным баком и системой отопления составляет 12 м, на каждые 10 м необходимо добавить одну дополнительную атмосферу. Поэтому при данных условиях давление внутри бака, превышающее давление водопроводной воды на 0,2 + 1,2 = 1,4 атмосферы, является нормальным.
Как измерить давление в расширительном бачке
Существует два способа узнать давление газа в баллоне. Если на внешней стороне расширительного бака установлен манометр, его шкала покажет цифры. Рекомендуется убедиться, что прибор работает правильно. Предварительно закройте вентили, чтобы отсоединить резервуар от системы водоснабжения. Через 10 минут надуйте и сдуйте баллон, наблюдая за поведением индикатора. Если он движется и движение плавное, все в порядке.
Если резервуар не имеет встроенного манометра, необходимо использовать переносной заменитель. Съемный манометр должен иметь такое же соединение, как и выпускной клапан расширительного бака в верхней части. Он должен быть надет и надежно закреплен. Затем откройте клапан, чтобы манометр и резервуар образовали систему. Стрелки на приборе показывают текущее внутреннее давление.
Регулировка показателей
Иногда давление в расширительном бачке падает, поэтому его необходимо регулярно подкачивать, чтобы поддерживать производительность устройства на одном уровне. В каждом мембранном баке имеется запорный кран. Можно подключить велосипедный или автомобильный насос или баллон со сжатым газом.
Мембранный бак для подачи воды может закачиваться вручную или с помощью автоматического насоса. Если используется баллон со сжатым воздухом, дополнительных усилий не требуется. Его нужно подсоединить к баку с помощью специального шланга. Затем откройте вентиль баллона, чтобы выпустить газ, который под давлением сам заполнит закрытый расширительный бак.
Внимательно следите за манометром и закройте клапан, как только в баке будет достигнуто нужное давление.
Автономность является обязательной характеристикой современных систем отопления и водопровода. Чтобы минимизировать усилия домовладельца и избежать необходимости постоянно контролировать систему отопления, устанавливается аккумулятор давления. Для этого давление в расширительном баке водопровода должно иметь оптимальное значение. Только так можно поддерживать бесперебойную работу системы и избежать ненужного обслуживания.
Герметично закрытый резервуар имеет два отсека. Отсеки разделены перегородкой из резины (мембраной). Один из отсеков предназначен для теплоносителя. Второй отсек используется для среднего сжатого воздуха.
Какой оптимальный уровень антифриза в расширительном бачке?
Автовладельцы часто интересуются, насколько высоким должен быть уровень антифриза в расширительном бачке при эксплуатации автомобиля и обслуживании машины. Следует ли заливать охлаждающую жидкость под крышку или стараться поддерживать уровень на полпути между минимальным и максимальным уровнями? Давайте подробнее рассмотрим, насколько высоким должен быть уровень антифриза в расширительном бачке.
Принцип работы системы охлаждения
Принцип работы системы охлаждения двигателя чрезвычайно прост. Он состоит из радиатора, термостата и насоса, расширительного бачка и замкнутого контура, по которому циркулирует антифриз или антифризная жидкость. Жидкость перемещается насосом, который вращается с помощью зубчатого ремня и прокачивает антифриз по системе. Жидкость поглощает тепло от двигателя и затем охлаждается, проходя через сердцевины радиатора.
Когда автомобиль холодный, охлаждающая жидкость сначала циркулирует по малому контуру, но как только двигатель прогреется, термостат открывается. Охлаждающая жидкость начинает циркулировать по большому контуру, что позволяет эффективно охлаждать двигатель. Как известно, объем охлаждающей жидкости также зависит от ее температуры. Когда охлаждающая жидкость нагревается, она может расширяться, и образовавшийся избыточный объем поглощается расширительным бачком.
Многие современные автомобили оснащены расширительным бачком со специальным стравливающим клапаном, который позволяет выпустить давление воздуха и предотвращает разрушение всей системы из-за повышенного давления при перегреве двигателя. По этой причине категорически запрещается открывать крышку расширительного бачка при работающем или горячем двигателе.
Чем опасен большой объём охлаждающей жидкости?
Многие начинающие владельцы совершают распространенную ошибку, заправляя антифриз или антифриз с максимальной степенью риска. Они считают, что таким образом двигатель лучше охлаждается, чтобы не перегреться и не вызвать серьезных повреждений. Однако если в системе слишком много антифриза, давление повышается, бачок не может сбросить давление должным образом, и в результате возникают либо утечки в соединениях, либо пластиковый бачок может просто сломаться при сильном перегреве двигателя.
Если в системе слишком высокое давление, антифриз может вытекать из-под неплотно прилегающей клапанной крышки. Это приводит к неправильному сгоранию, и редкоземельное покрытие на цилиндре начинает гореть. В конце концов, поршневой узел необходимо заменить — ремонт, сравнимый по сложности и стоимости с капитальным ремонтом. Однако этих отказов можно было бы легко избежать, если бы в системе поддерживалось нужное количество охлаждающей жидкости.
Повышение давления в системе влияет на работу термостата и насоса. В таких условиях насос больше не может работать должным образом, и давление в рабочем колесе увеличивается, что в конечном итоге приводит к выходу насоса из строя и дорогостоящему и трудоемкому ремонту двигателя. Аналогичные проблемы с насосом могут возникнуть при низком уровне антифриза.
Чтобы избежать подобных проблем, автовладельцу следует следить за уровнем охлаждающей жидкости в расширительном бачке и стараться поддерживать его в середине между максимальным и минимальным уровнями. Если уровень антифриза снизился, может потребоваться проведение соответствующей диагностики, выявление утечек и ремонт автомобиля.
Еще одним следствием неправильного давления в системе охлаждения является перегрев двигателя. Чем больше антифриза в системе, тем лучше охлаждается двигатель, но насос и антифриз не могут работать должным образом в таких условиях, и двигатель перегревается. Возникают проблемы с уплотнениями штока клапана, смазка в каналах начинает застревать, в результате чего двигатель приходится вскрывать и проводить сложный и дорогостоящий капитальный ремонт.
Выводы
Владельцу автомобиля следует помнить, что низкий и высокий уровень антифриза в расширительном бачке одинаково вредны для автомобиля. Более того, это приводит к недостаточному охлаждению и различным повреждениям системы охлаждения и двигателя в целом. Необходимо следить за состоянием системы охлаждения, при необходимости доливать антифриз и использовать только высококачественную охлаждающую жидкость, которую меняют в соответствии с рекомендациями производителя автомобиля.
Несмотря на разные функции, бак в обоих случаях идентичен. Он состоит из закрытого стального корпуса с внутренним пространством, разделенным на две части резиновой мембраной. В верхней камере находится сжатый воздух (иногда также используется азот), а нижняя камера заполнена жидкостью.
Регулировка гидробака в обвязке водонагревателя
Здесь есть специальная функция. Эти гидравлические резервуары должны иметь немного большее рабочее давление воздуха, т.е. на 0,2 бар выше, чем указано в инструкции.
Таким образом, если насос производит 3,5 бар, гидравлический резервуар устанавливается на 3,7 бар. Первая эксплуатационная проверка и настройка производится до ввода системы в эксплуатацию, пока резервуар не заполнен теплоносителем.
Отсутствие жидкости в камере — это нормальный процесс. И он наполняется только тогда, когда вода в трубах нагревается. Отсутствие давления воздуха в расширительном баке приводит к заполнению бака за счет теплоносителя, что является нарушением правил эксплуатации. В этом случае систему необходимо отключить и слить воду, а затем заново отрегулировать расширительный бак.
Гидробак открытого типа
Такие конструкции считаются устаревшими, поскольку они не обеспечивают полной автономности и могут лишь продлить период между операциями технического обслуживания. Нагретая жидкость испаряется, и недостаток необходимо устранять путем периодической дозаправки хладагента для восполнения объема. Не используются перегородки или прокладки. Давление в системе создается за счет того, что открытый гидравлический бак установлен на более высоком уровне (на чердаке, под крышей и т.д.).
Разумеется, в открытом расширительном бачке нет давления воздуха. При расчете учитывается, что один метр водяного столба создает давление в 0,1 атмосферы. Однако существует способ автоматизировать забор воды. Для этого устанавливается поплавок, который, опускаясь вниз, открывает кран, а при заполнении бака поднимается вверх и закрывает доступ воды в бак. Но даже в этом случае система должна контролироваться.
Правила обслуживания гидробака
В ходе проверки в основном проверяется давление в воздушной камере. Манометр должен быть исправен и иметь точность 0,1 бар. Вы можете проверить давление в шинах с помощью автомобильного манометра. Практично, если шкала также содержит деления в атмосферах. Тогда вам не придется пересчитывать давление, если в руководстве указана другая единица измерения.
Если накачивание не приводит к повышению давления воздуха в расширительном бачке, это может указывать на то, что поршень или мембрана вышли из строя и требуют замены. Во время осмотра проверьте ниппель и клапаны. Они должны быть герметичными.
Важно, чтобы эти устройства выдерживали параметры, указанные производителем. Нет необходимости проверять наличие утечек, но воздух должен оставаться в газовой камере в течение длительного времени после накачивания.
Размещение в комнате также имеет большое значение. Пузырьки воздуха выталкиваются вверх нагревательной средой. Они не должны попадать в резервуар. Это влияет на давление в расширительном баке закрытой системы отопления.
Видео описание
Посмотрите на видео, где могут быть установлены расширительные баки:
Варианты ёмкости для расширения теплонесущей жидкости
Открытый расширительный бак имеет определенный объем и характеризуется простой конструкцией. Сверху бак закрывается герметичной крышкой. Это предотвращает попадание грязи и пыли в теплоноситель. Давление в открытом резервуаре всегда соответствует атмосферному давлению из-за утечки. В зависимости от конструкции к резервуару подводится одно или несколько соединений.
Открытые резервуары выпускаются различных размеров. Они полностью готовы к использованию. Они изготавливаются из оцинкованного или нержавеющего стального листа. Этот материал предотвращает коррозию. Специализированные компании часто предлагают их строительство. Они также используют листовой материал. В некоторых случаях существуют даже сборные металлические или пластиковые бочки с носиками.
Существует несколько распространенных систем для открытых резервуаров. Одним из самых простых устройств является резервуар с носиком на дне. Он используется для подключения к системе отопления дома.
При таком расположении теплоноситель не может циркулировать в резервуаре. В баках этого типа нагревательный контур заполняется водой до середины бака. Если объем воды в системе меняется, это влияет на уровень жидкости в баке.
Важно регулярно проверять уровень воды в резервуаре. Средство имеет тенденцию испаряться. Поэтому воду в контуре необходимо доливать. Если этого не сделать, в системе возникнет воздушная пробка или так называемая «дроссельная точка» в радиаторах дома.
Для визуального контроля уровня жидкости в баке к нижней стороне бака крепится соединительная трубка с вертикально установленной прозрачной трубкой. Это позволит вам увидеть, сколько воды находится в резервуаре.
Часто открытая система отопления устроена так, что бак находится на чердаке. Таким образом, вы сможете спрятать резервуар и не испортить интерьер дома. Благодаря такому устройству для осмотра резервуара не нужно использовать лестницу или другие инструменты. Она находится на одном уровне с чердаком.
Существует также другой способ визуального контроля уровня воды в баке. Для этого специалисты вставляют в резервуар две концевые насадки. На одном из них можно прочитать максимальный уровень заполнения бака. Он расположен в верхней части и служит в качестве переливного элемента. Эта пробка соединяется со шлангом, который выводится в канализацию. В некоторых случаях может быть установлен перелив для слива лишней жидкости в землю. Все зависит от конструкции системы и пожеланий заказчика, от планирования и монтажа компании, выполняющей работы по системе отопления.
Нижний отвод используется для подключения трубы, которая размещается в помещении частного дома. Шаровой кран устанавливается в удобном для заказчика месте на трубе. Этот выход используется для установки минимального уровня жидкости в резервуаре. Владелец дома должен включить кран, чтобы узнать, нужно ли регистрировать систему. Он необходим, когда из шланга не течет вода. Жидкость заливается в резервуар до тех пор, пока она не начнет вытекать из верхнего штуцера.
К преимуществам закрытого расширительного бака для отопления относятся небольшие размеры устройства. Элемент может быть установлен в любом месте системы. На чертежах бак часто изображается в обратном трубопроводе рядом с насосом. Это считается наилучшим местом для размещения резервуара.
Расширительный бак системы отопления представляет собой закрытый бак. По этой причине давление в сети повышается только до определенного значения. Это является причиной дополнительной установки специальной группы оборудования, которая обеспечивает безопасную работу цепи. Это оборудование включает в себя следующие устройства:
- предохранительный клапан, настроенный на срабатывание при достижении давлением предельного значения,
- автоматическое вентиляционное устройство,
- устройство для контроля и измерения давления (манометр).
Установка всех этих устройств в закрытом отопительном контуре обязательна. Это единственный способ обеспечить необходимый уровень безопасности при эксплуатации сети.
Конструкция и принцип функционирования бачка в закрытом исполнении
Герметично закрытый резервуар имеет два отсека. Отсеки разделены перегородкой из резины (мембраной). Один из отсеков предназначен для теплоносителя. Второй отсек используется для среднего сжатого воздуха.
Большинство резервуаров в закрытом исполнении имеют классическую красную цилиндрическую форму. Однако на рынке представлены и баки других конструкций. Они могут быть вертикальными или горизонтальными. Металлический корпус агрегатов является кованым и сборным. Внутренняя отделка обработана антикоррозийным средством.
Расширительный бак для закрытой отопительной сети всегда изготавливается красного цвета. Это позволяет избежать путаницы с емкостью, предназначенной для установки в системе водоснабжения. Эти устройства называются гидравлическими аккумуляторами. Они изготавливаются в синем цвете, но по структуре почти не отличимы от нагревательных баков. Однако заменить один блок на другой невозможно, поскольку блоки рассчитаны на разные температуры. Кроме того, их резиновые мембраны изготовлены из резинового материала другого качества. Нагнетаемое давление в расширительном баке системы водоснабжения отличается от давления в нагревательном баке. Наконец, система водоснабжения и тепловая сеть работают с разным давлением среды.
Резервуары для хранения воды используются в водоснабжении для защиты систем от скачков воды, для хранения запасов воды и как часть автоматических насосных станций. Использование бака для хранения воды в сочетании с автоматическим насосом позволяет организовать автоматическую систему водоснабжения, сократить количество запусков насоса и увеличить срок службы системы.
Баки для хранения воды различаются по типу установки (вертикальный или горизонтальный), объему бака и используемым материалам (углеродистая или нержавеющая сталь). Модели также поставляются со встроенным манометром для легкого контроля давления в воздушной камере резервуара.
Мембранный расширительный бак для нагревателя выполнен в корпусе с присоединенным резьбовым патрубком. Необходимо подключить устройство к отопительному контуру загородного дома. К резервуару также прикреплен ниппель. Он используется для накачивания воздушной стороны. Поэтому всегда можно создать необходимое давление в закрытом расширительном баке системы отопления. Это значение должно быть на 0,2 бар ниже, чем давление, создаваемое перекачиваемой средой в отопительной сети дома отдыха. Например, если в необогреваемом контуре создается давление 2 бар, в резервуар необходимо закачать 1,8 бар воздуха. Для того чтобы всегда знать, насколько высоким должно быть давление в расширительном баке системы отопления, рекомендуется контролировать это же значение уже в самой тепловой сети. Это следует сделать до ввода системы в эксплуатацию.
Расчет объема закрытого бачка
Объем мембранного расширительного бака является наиболее важной величиной, влияющей на выбор бака для конкретной отопительной сети. Для правильного расчета используется формула:
V = (Vc * k) / D,
в которых используются эти обозначения:
- Vc — объем теплоносителя в контуре,
- k — коэффициент расширения теплоносителя при повышении его температуры,
- D — величина, определяющая эффективность расширительного бака.
Если охлаждающей жидкостью является антифриз, коэффициент расширения зависит от температуры и количества содержащейся в жидкости гликолевой присадки. Необходимые значения выбираются из справочников.
Коэффициент расширения антифриза при повышении его температуры приведен в таблице:
Формула используется для определения вместимости резервуара:
D = (Pm — Pn) / (Pm +1).
Используются следующие буквы:
- Pm — наибольшее давление в отопительном контуре коттеджа, которое обычно не превышает 3 атм (чаще всего это значение соответствует давлению срабатывания клапана в аварийных ситуациях),
- Pn — давление, создаваемое заранее в половине воздушного резервуара (рассчитывается с учетом высоты сети: на 500 см должно приходиться 0,5 атм).
Эксперты рекомендуют устанавливать для нагревателя закрытый расширительный бак, объем которого рассчитан точно по формулам. Результат должен соответствовать примерно одной десятой от общего объема теплоносителя.
Чтобы упростить достижение желаемого результата, выбор расширительного бака для нагрева часто осуществляется на компьютере в режиме онлайн. Эксперты советуют использовать для расчетов услуги как минимум 3 мест. Таким образом, вы сможете получить более точную стоимость того, что вы ищете.
Вы можете использовать электронный калькулятор для приблизительного определения объема расширительного бака теплоносителя. Владелец дома может ввести в программу точное количество жидкости в сети или приблизительное значение, основанное на мощности котла. Независимо от результата расчета расширительного бака для закрытой системы отопления, специалисты по отоплению рекомендуют использовать калькулятор для выбора бака объемом не менее 12 литров.
